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定制家具行业4.0智能制造的研究与发展现状-宝森美

 澳格思雪茄房 2022-01-22

现如今互联网科技信息化时代,数字化设计技术为定制家具行业带来巨大变革和效益,推动行业快速发展。现阶段,数字化设计技术在定制家具行业的应用已有一定的基础,但距离真正意义上的家具数字化设计还存在较大差距,企业实现数字化转型的过程也相对复杂。随着“智能+”时代的到来,大数据、人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术的出现,吹响了家居工业4.0的号角,在数字化、智能化的大趋势下,智能生产为传统中国家居带来了全新应用场景。

一、定制家具工业4.0

1.工业4.0的概念

工业4.0是由德国联盟教研部与联邦经济技术部联手推动的战略性项目,被看作是提振德国制造业的有力催化剂,也被认为将是全球制造业未来发展的方向这一趋势被称为“第四次工业革命”—工业4.0。这一前瞻性的做法,也使得德国在2009-2012年的欧洲债务危机中得以幸免,经济依然坚挺。从“工业1.0”到“工业4.0”,每一次革命的交替,都伴随着社会的发展,国家的崛起以及人类文明的进步。如今随着生产工艺及科学技术的发展,“工业4.0”被更多的国家提及并重视。工业4.0的根本目标是提高制造业的智能水平,建立具有适应性,资源效率和人为因素工程的智能工厂,将客户和业务合作伙伴整合到业务流程和价值流程中。技术基础是网络实体系统和互联网。

二、家具行业智能制造的应用现状

智能制造技术包括射频识别技术(RFID)用于在制品识别制造;实时定位系统对零部件及原材料实时跟踪管理;传感器技术应用于人造板厚度等参数的测量。近年来,为了适应顾客对产品个性化的需求,定制家具发展迅速,家具企业改造传统的工厂,打造了智能化、自动化的现代工厂。

在家具产业中,板式家具生产线的智能化程度最高。在板式家具制造方面,基本实现工业4.0模式。板式定制家具的设备,电子开料锯、封边机、钻孔机负责搬运的机械臂都能实现智能化的制造,利用工业机器人、自动化输送设备以及数控加工完成了家具的自动化制造。国内开发的智能制造系统也基本能实现板式家具智能化生产。

三、实施家具智能制造的必要性

家具制造企业是劳动密集型产业。当前,我国家具企业都面临着劳动力成本、资源与环保压力的持续上升,日益激烈的市场竞争,日益个性化的产品需求,日新月异的技术创新等难题。

只有通过借鉴学习工业4.0,以人工智能技术、物联网、大数据、云计算、数字化、智能化等作为定制家具业的核心技术,才能重建企业的成本优势、创新商业模式和优化产业链;

只有通过实施信息化系统(如ERP、MES等),有效整合各个环节的企业资源,企业才能快速响应市场需求和有效控制风险。只有通过实施智能制造,才能推动定制家具制造业的转型升级,才能有助于重建中国家具制造业的新优势。

四、新型木工控制系统:板式定制家具智能制造改造方法

实现板式定制家具智能化的制造需要软硬件的高度融合,软件系统与机械设备的整合度将对整个智能化制造系统影响较大。新型木工加工系统涉及多个系统对接及数据传输,其中客户端涉及:微信订单跟踪系统、自助下单系统、门店订单系统等用户交互界面;

功能模块涉及:大数据基础应用平台、设计系统、菜单系统等;

数据采集模块涉及:MES 系统、数据采集单元以及数据传输单元等;

数据存储模块包含:业务数据库、实时历史数据库等。

定制家具各个模块进行梳理:

1.数据采集模块:根据木工生产工艺流程,采集现场各个工序设备的生产数据和检测传感器信号,实现对现场设备运行状态的采集和监控;

2.数据传输模块:将所有现场采集的数据传输到功能应用模块,通过客户端展示模块能够统一查看;

3.业务数据库:存储木工制造过程中的业务数据;

4.实时历史数据库:存储木工制造过程中的生产实时数据;

5.拆单系统:基于木工行业ERP系统的订单需求,对新订单自动进行拆单设计, 根据木工生产的工艺流程生成细分到设备机台的生产工单;

6.备料系统:根据各设备的实际生产状态,动态调度,并将绑定生产标准的生产工单下达到木工生产制造过程中的设备机台,按照工单要求生产,基于生成的生产工单,自动生成BOM表,根据BOM表所需原材料,对木材材料进行扫码出库,形成出库单;

7.生产跟踪系统:用于机台操作工根据生产工单的工艺标准,执行生产指令,并对投放的木材材料进行扫码投料确认,对工单的执行情况进行跟踪和记录, 并将相关信息实时存储到数据存储模块。

8.与此同时,该系统终端的主要功能为:
(1)数据查询功能:通过人机交互界面在多元化客户端全面展示现场生产流程数据、工艺参数、各设备运行状态和数据;
(2)报警监测功能:根据监控数据及状态,组合逻辑来判断报警,对现场仪器的各种报警信息进行显示,包括现场仪器报警、监测数据超标报警;各点位按实际情况设置预警上限,当超上限后,采用声光报警方式通知相关负责人;
(3)权限管理功能:包括用户管理和密码管理,用于实现每个用户拥有各自的权限,禁止非法操作。

综上,通过对木工生产制造过程信息的全面集成与融合,从订单下达到产品完成整个生产过程的数据实时采集及处理、持久存储、实时控制和生产信息化管理,实现对木工生产全过程的跟踪与管理,实现制造过程的可视化。

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