这些数字化的设计和管理技术,改变了家具工厂的生产模式!

20世纪90年代末期,大规模定制生产模式,在以美国为首的发达国家中流行开来。而中国的定制家具,起航于2002年“大规模定制家具”概念和理论的提出,至此以后,定制化率逐步提升,大批定制企业纷纷上市,很快在整个家居行业里占据份额,以“个性化定制、柔性化生产”为目标,开启家居行业新篇章。

这些数字化的设计和管理技术,改变了家具工厂的生产模式!

随着定制家具的快速发展,家具制造业逐渐步入工业4.0时代,数据已经变成新的动力、新的经济。

“个性化定制”离不开数字化设计技术,“柔性化生产”离不开数字化制造技术,“大规模定制”更是离不开数字化管理技术,通过信息化管理与服务的商业模式创新,才能让传统产业转型升级,形成新的经济发展动力。

那么数字化技术都有哪些?它们是如何成为行业生产力的呢?

01 数字化设计技术

数字化设计技术主要包括:计算机辅助产品开发与设计,如计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE、计算机辅助工艺设计CAPP、并行工程CE等。

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01-1计算机辅助设计CAD

在家居行业里,设计、制造等多个环节都离不开CAD。早期的CAD技术只能进行一些分析、计算和文件编写工作,后来发展到辅助绘图和设计结果模拟,目前的CAD技术正朝着人工智能和知识工程方向发展,即ICAD。另外,设计和制造一体化技术即CAD/CAM技术以及CAD作为一个主要单元技术的CIMS技术都是CAD技术发展的重要方向。

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01-2计算机辅助工程CAE

随着技术的发展,产品朝着高效、高速、高精度、低成本、高性能等方向发展,传统的产品力学强度的分析与计算,因计算精度低,而不再适用。采用CAE技术以及有限元分析法(FEM),可实现对质量、体积、惯性力矩、强度等的计算分析;对产品的运动精度,动、静态特征等的性能分析;对产品的应力、变形等的结构分析。即使在进行复杂的产品和工程分析时也无须做很多简化,并且计算速度快、精度高。

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01-3计算机辅助工艺过程设计CAPP

CAPP工艺过程设计是连接产品设计与制造的桥梁,是整个制造系统中的重要环节,对产品质量和制造成本具有极为重要的影响。同时,企业为了增强市场竞争力和快速响应市场的变化而采用多种新技术的环境下,改革传统的工艺设计手段,摆脱对熟练工人的依赖,采用以计算机为工具的现代化工艺设计是企业水平上台阶的关键之一,也是企业发展的必由之路。

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01-4并行工程CE

CE是指集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统工作模式。这种模式要求产品开发人员与其他人员一起共同工作,在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户的要求。采用CE技术可以大大缩短产品投放市场的时间、降低成本、提高质量、减少废品率、保证功能的实用性,从而增强企业的市场竞争力。

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02 数字化制造技术

数字化制造技术主要包括:计算机辅助制造CAM、计算机辅助检测CAI、计算机集成制造系统CIMS、数控技术NC/CNC、直接数控技术DNC、柔性制造系统FMS、成组技术GT、准时化生产JIT、精益生产LP、敏捷制造AM、大规模制造MC、虚拟制造VM、绿色制造GM等。

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02-1计算机辅助制造CAM

CAM是指利用计算机直接进行加工制造、生产过程控制的技术系统,其主体是由数控机床(NC/CNC/DNC)、机器人、自动物料储运系统(运输设备AGV+存储系统AS/RS)等设备而构成。其中,NC已经从识读器时代进入了计算机控制时代,可分为:计算机数控CNC,由独立的微型计算机来控制,又称加工中心;直接数控DNC,在某种意义上是车间级通讯网络的代名词,是实现CAD/CAPP/CAM一体化技术最关键的纽带。

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02-2计算机集成制造系统CIMS

CIMS是多技术支持条件下的一种新的经营模式。一般包括4个功能子系统和2个支撑子系统:①产品设计与制造工艺子系统:CAD/CAPP/CAM阶段;②管理信息子系统;③制造自动化或柔性制造子系统;④质量保证子系统;⑤计算机网络子系统;⑥数据库子系统。CIMS通过计算机、网络、数据库等硬、软件,将企业的产品设计、加工制造、经营管理等方面的所有活动集成起来,有利于信息及时、准确地交换,从而降本增效,提高企业竞争能力。

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02-3柔性制造系统FMS

FMS是由若干数控设备、物料运储装置和计算机控制系统组成,并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。可以简单地用以下公式表示:FMS=DNC+AGV+AS/RS+计算机控制室。

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02-4成组技术GT

GT技术的优势是能从根本上解决生产由于品种多、产量小带来的矛盾。GT技术把相似的问题归类成组,寻求解决这一组问题相对统一的最优方案,如此变能桥面地把品种多转化为“少”,把生产量小装化为“大”,从而取得所期望的经济效益。

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02-5准时化生产JIT

JIT的基本思想就是“只在需要的时候,按需要的量生产所需的产品”,其核心是最求一种无库存或库存达到最小的生产系统,本质是通过“彻底消除浪费”来达到“降低成本”的基本目标,从而实现“获取最大利润”的最终目标。看板管理就是JIT系列的具体方法之一。

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02-6精益生产LP

LP是通过系统结构、人员组织、运行方式和市场供求等方面的变革,使生产系统能很快适应用户需求不断变化,并能使生产过程中一切无用、多余的东西被精简,是JIT的进一步提炼。LP的特征主要表现在:对外以用户为“上帝”,对内以“人”为中心,在组织机构上以“精简”为手段,在工作方法上采用“团队工作”和“并行工程”,在供货方式上采用“JIT”,最终目标为“零缺陷”。

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03 数字化管理技术

数字化设计技术主要包括:管理信息系统MIS、物料需求计划MRP、制造资源计划MRPⅡ、企业资源计划ERP、工业工程IE、办公自动化OA、条形码技术BCT、产品数据管理PDM、产品全生命周期管理PLM、全面质量管理TQM、电子商务EC、客户关系管理CRM、供应链管理SCM。

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03-1企业资源计划ERP

ERP将企业内部各个部门,包括财务、会计、生产、物流管理、品质管理、销售与分销、人力资源管理、供应链管理等,利用信息技术整合,连接在一起,把企业数据化、信息化。不同管理人员在一定的权限范围内,可以查看相关数据,高层人员可以根据这些及时准确的信息,作出最好的决策。ERP是计算机、程序和人的组合体。计算机和程序只是工具,而人却是核心,ERP不仅是一种管理技术,更是一套管理思想。

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03-2产品数据管理PDM

PDM是指企业内分布于各种系统和介质中,关于产品及产品数据信息和应用的集成与管理,更像是产品全生命周期的管理(PLM)。PDM能使最新的数据为全部有关用户应用,包括工程设计人员、数控机床操作人员、财会人员及销售人员都能按要求方便地存取使用有关数据。PDM是帮助企业、工程师和其他有关人员管理数据并支持产品开发过程的有力工具。

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03-3条形码技术BCT

BCT是一种可印刷的机器语言,能够实现快速、准确而可靠地采集数据。其应用解决了数据录入和数据采集的“瓶颈”问题,在制造业企业中,BCT可用于原材料和零部件及产品的出入厂管理、生产加工过程中物流及在制品的跟踪管理、零部件的识别与分拣及质量检验、FMS与CIMS系统中刀具及物料的识别与控制等管理过程。

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03-4产品全生命周期管理PLM

PLM技术是当代企业面临客户和市场,快速重组产品每个生命周期中的组织结构、业务过程和资源配置,从而使企业实现整体利益最大化的先进管理理念。产品全生命周期管理系统PLMS是支持企业实施PLM技术的计算机软件系统。很多企业应用的系统,如CAX、ERP、SCM、CRM、e-Business等都依赖于PLMS,并通过PLMS进行连接和集成。

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03-5客户关系管理CRM

新产品开发不仅指采用新技术的全新产品,还包括对现有产品的改进,在这方面客户的作用更为重要。一种新的产品构思往往来源于顾客提出的意见,因此,顾客的知识、经验、欲望和需求都是企业重要的资源。在同质化严重的现代市场里,越来越多的顾客更加看中商家提供的服务质量和及时程度,CRM便应运而生。CRM的指导思想就是在整个客户生命周期中都以客户为中心,将客户当做企业运作的核心,对客户进行系统化的研究,以便改进对客户的服务水平,提高客户的忠诚度,并因此为企业带来更多利润。CRM既是一套原则制度,也是一套软件和技术。与ERP一样,其解决方案基于自动化和改进流程,尤其是在销售、营销、客户服务和支持等前端办公领域。

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03-6供应链管理SCM

SCM是对商品、信息和资金在由供应商、制造商、分销商和顾客组成的网络中的流动的管理。SCM最初起源于ERP,是基于企业内部范围的管理,从以产品推向市场为目的的“推式”管理,发展到以客户需求为原动力的“拉式”管理,将企业各个业务环节的信息化孤岛连接起来,使得各种业务和信息能够实现集成和共享。更广泛地说,供应链就是由各种实体企业构成的网络,网络上流动着物流、资金流和信息流。SCM的宗旨,用简单的话概括:就是让客户在正确的时间、正确的地点,以最优的价位、获得正确的产品。

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04 结语

随着时代的发展,中国家具制造经历了多种模式的转变:从劳动密集型,到劳动密集+半机械化,再到机械化,机械化+信息化,以及正在逐渐形成的数字化制造模式。在“互联网+”“中国制造2025”“工业4.0”“两化融合”等发展目标的加持下,数字化技术正逐渐融入到家居产品、服务与流程当中,企业向数字化转型升级的趋势基本达成共识。通过数字化设计、制造、管理等方面的技术,实现个性化、柔性化、高质量、低能耗的制造,是实现家居行业智能制造的关键。

编辑 / 小静

关键词 / 数字化 设计 制造 管理

文章参考《木家具制造工艺学》第3版,吴智慧主编

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