【2021年会·名家讲坛】马家辰丨实木家具定制化绿色智能制造解决方案
时间:2022-01-04 16:44来源:山东省家具协会 点击:
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12月16日，山东省家具协会七届三次理事扩大会议暨“产业数字化 制造更智能”家居行业创新发展论坛在临沂召开。当前家具制造业正在向数字化、网络化、智能化加速发展，工业互联网与传统产业在加速融合，家具行业全产业链的制造和服务体系也将面临深刻变革。本次论坛邀请专家、学者和优秀企业代表从多维度深入剖析，探寻应对之策。
哈尔滨工业大学教授/爱通科技有限公司首席技术官 马家辰教授
01
传统行业升级
智能制造数字化探讨的就是十二个字：无人生产、共享制造、个性定制。近十年，实木家具发展的不太好，主要是被板式家具抢去了大部分的空间，板式家具迎合了现代工业和个人需求，能个性定制，可高效生产。任何能发展到智能制造的前提肯定要数字化，数字化的前提是所有工序和工艺可标准化，现在纯粹做中后端实木的现代化很艰难，因为没有基础和标准化。未来可以实现现代化家具制造的材料一定是1+N，实木作为主材，N有很多，可以是板材、竹材、复合材、金属材等，以实木为起点，现在叫泛实木。
02
核心技术突破
第一个核心技术突破是智能制造控制器系统关键应用。2018年，我到南康考察，有人做了一些半自动化的联线希望可以替代人工，但是没成功，因为没有工艺上的匹配，生产形式和体系没改变，解决不了环保、用工问题。要实现智能制造，需要以国际通用标准解决数字化，实现与系统的对接。
第二个核心技术突破是基本部件、生产工艺分类标准化。我们安排56个工程师去工厂调研，在南康找到9700个实木家具零部件，并进行分类和数字化模拟，再根据分类面向智能制造进行改进，改进节能方案，减少电机工作量，缩小封闭空间，减少环保压力，建立一整套关于自动生产的节能环保方案。
第三个核心技术突破是装备模块化、数字化、通用化。加工段的家具分三类，第一类属于开料的，按图形开料，以图形化为准，精截定长。第二类刨砂装备，全程数字定义，参数程序调整，自动刨铣一体。第三类是加工装备，离线自动编程，刀具加程序包替代各种专机，定点间歇除尘。
第四个核心技术突破是云设计制造一体化平台，在Topsolid平台上实现。我们的标准化基本部件库，选择设计更简单，只设计20%个性化的东西。我们建立制造指导设计系统MDD，实时部件加工工艺及成本提示，所见即所得；自动优化工艺编排及参数生成，全自动生成G代码，一键生产。北京天坛家具智能制造案例中，设计师赋予了一个标准的二维码，配套了设备的参量程序接待码，程序自动复制，这是我们基于Topsolid形成的数据，基于Topsolid架构六，开放它的底层结构，实现自动生产，Topsolid架构七可以做到云端，但还要花一点功夫。
我们认为实现四个突破以后才有未来，2019年我们做了一个展示系统——“未来MINI工厂”全自动生产，这里有一把木凳，系统虽很小，但可以自动上料，下料，一件换产，底漆环保，全封闭，没粉尘，实木家具可以做环保的智能生产。
03
主要产品分析
木凳是一个简单的单品，从标准木料到凳子，我们设计了一条直料线，两条弯料线，六秒可制造一套成品。这个智能化工厂，虽然难度不大，但是第一个按现代流水线模式制造的家具，为体系的变化奠定了基础。我们在河北天坛家具工厂实现了基于单品的升级，设备的升级，整体实现一条相对直料线，天坛家具约1.4亿个直料部件都在这条线上生产，而且完成了自动编程系统。2020年，我们完成了实木家具TOP系列智能工厂，除了标配件和超导料的传统套系中所有部件的93%都可以在这个工厂生产。
04
市场及模式分析
未来我们想做三件事。
第一，对于大中型企业的智能生产系统可以增加智能生产线，智能共享工厂，C2F平台。未来有三个要升级的问题，首先是备料利用率，所有智能生产都希望实现标准化，如木板分400/600两种，车间的备料就可以实现最优化。其次是工序上要改变，园区大量转到自动生产，两道工序一定要连到一起去做。再者是选用最合适的技术，以展示为主的都可以用最好的技术，ABB、库卡有好的机器人，但面向实际的一定要用最合适的技术，真正的改造是工艺的融合和进步，用最合适的技术而不是最高技术，面向实际生产，使生产效益最大。
第二，要做共享。爱福特收购了意大利的喷涂，包括平面机器人的喷涂，现在力争上下两头都打通，配合中小企业特殊部件的生产，再整合前后端打通部件程序，后续开发高速小线，面向定制的变化零部件都可以这样生产。
第三，做智慧生产。到今天，智慧生产有了路径，但还没成熟，大部分设备还需进一步磨合优化。作为设计者未来家具要增加智能性，家具、家电、家装未来一定是深度融合的，所有的变化要做到智能家具的互联，还要做智慧物流和智慧体验。
未来传统产业转型要实现所有算法作为开源算法放在云端，免费去用，那个时候传统产业的转型才能真正实现。期待与山东家具行业就实木、泛实木智能制造开展深度合作，把工艺集成到设备中，研发解决方案，共同开创实木家具无人生产新时代、共享制造新时代、个性定制新时代。
