定制家居行業(yè)智能制造與智能物流升級(jí)—索菲亞未來(lái)工廠的探索與實(shí)踐

文/莊宏金

莊宏金廣州寧基智能系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理

在定制家居企業(yè)制造升級(jí)的道路上，索菲亞創(chuàng)始人高瞻遠(yuǎn)矚，不遺余力地進(jìn)行研發(fā)和技術(shù)投入，使得索菲亞在制造端始終處于行業(yè)領(lǐng)先的地位。寧基智能從成立之初，就致力于深耕家居行業(yè)的智能制造及智能物流。如今已經(jīng)投入生產(chǎn)的黃岡未來(lái)工廠，更是國(guó)內(nèi)同行業(yè)唯一的工業(yè)4.0工廠，為家具行業(yè)的制造升級(jí)樹(shù)立了新標(biāo)桿。

索菲亞家居股份有限公司是一家主要經(jīng)營(yíng)定制衣柜及全屋配套定制家具的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的公司。公司于2003年開(kāi)始生產(chǎn)、銷售“索菲亞”品牌定制衣柜，憑借量身定做的定制衣柜和壁柜門(mén)相結(jié)合的嶄新產(chǎn)品概念，成功把定制衣柜推向市場(chǎng)并獲得中國(guó)消費(fèi)者的認(rèn)同。公司于2011年在深交所成功上市，是行業(yè)內(nèi)首家A股上市公司（股票代碼：002572）。

索菲亞通過(guò)個(gè)性化設(shè)計(jì)及高效運(yùn)營(yíng)為顧客提供美好體驗(yàn)，致力于成為值得信賴、全球領(lǐng)先的家居企業(yè)，以“用科技和創(chuàng)意輕松裝好家，讓世界的美融入新的生活”為企業(yè)發(fā)展使命。自公司成立以來(lái)，積極創(chuàng)立和引進(jìn)優(yōu)秀的產(chǎn)品和品牌，目前擁有索菲亞全屋定制、司米櫥柜、米蘭納木門(mén)、易福諾木地板4個(gè)品牌，業(yè)務(wù)涵蓋定制衣柜及配套家具、定制櫥柜、定制木門(mén)、木地板、配套五金、家具家品、定制大宗業(yè)務(wù)等。

面臨嚴(yán)峻的市場(chǎng)情況，索菲亞利用自身制造和信息化優(yōu)勢(shì)，不斷提高服務(wù)質(zhì)量，更及時(shí)地滿足消費(fèi)者對(duì)設(shè)計(jì)、安裝等專業(yè)服務(wù)的要求。明確自我定位，以合理的價(jià)格、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品、貼心的服務(wù)不斷完成發(fā)展蛻變、壯大，使索菲亞在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，不斷提高市場(chǎng)占有率。

傳統(tǒng)人工周轉(zhuǎn)方式

一、定制家居發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)需求變化

定制家居打破消費(fèi)者到家居賣(mài)場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)成品的模式，可以為消費(fèi)者量身定制屬于自己的個(gè)性化家居?；谧畲蠡每臻g并匹配消費(fèi)者自身審美需求及功能偏好為目的，定制家居企業(yè)根據(jù)消費(fèi)者房屋戶型的實(shí)際情況，結(jié)合消費(fèi)者對(duì)風(fēng)格、花色、材質(zhì)、功能等要求，采用專門(mén)的設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，使之與全屋風(fēng)格更為搭配、統(tǒng)一。

應(yīng)對(duì)千變?nèi)f化的客戶需求，同時(shí)又要能進(jìn)行批量化生產(chǎn)，是定制家居行業(yè)面臨的特點(diǎn)與難點(diǎn)，這就要求企業(yè)背后有強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)和配套的柔性化加工設(shè)備來(lái)支撐?？蛻舸_認(rèn)設(shè)計(jì)圖紙后，企業(yè)采用拆單軟件將圖紙轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)接生產(chǎn)設(shè)備。柔性化生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備在行業(yè)的引進(jìn)，一方面提高了前端設(shè)計(jì)自由度，另一方面也成倍提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了定制家居的批量化規(guī)模生產(chǎn)。電子開(kāi)料鋸、柔性封邊機(jī)、數(shù)控多面鉆的應(yīng)用，又提高了產(chǎn)品精度。

我國(guó)城鎮(zhèn)化率和居民收入的不斷提高，帶來(lái)了消費(fèi)升級(jí)。人們對(duì)于家居美觀、協(xié)調(diào)和環(huán)保等方面的要求提升，這種消費(fèi)觀念變化導(dǎo)致個(gè)性化定制備受推崇，推動(dòng)家居行業(yè)由標(biāo)準(zhǔn)化向定制化發(fā)展。

當(dāng)前，我國(guó)定制家具滲透率僅為20%～30%左右，與發(fā)達(dá)國(guó)家60%～70%的滲透率差距較大。隨著消費(fèi)理念的成熟，家具的定制范圍將由目前的櫥柜、衣柜逐步擴(kuò)大到全屋定制，未來(lái)市場(chǎng)增長(zhǎng)空間較大。相關(guān)企業(yè)通過(guò)擴(kuò)充產(chǎn)能、搶占市場(chǎng)占有率，以定制化代替標(biāo)準(zhǔn)化。另外，定制家具和成品家具在純粹的生產(chǎn)環(huán)節(jié)差距并非巨大，成品家具企業(yè)在提高自身設(shè)計(jì)能力后，也轉(zhuǎn)型定制化，通過(guò)產(chǎn)品的升級(jí)改造，拉動(dòng)行業(yè)的增量空間。

從2018年前三季度定制家居的市場(chǎng)表現(xiàn)來(lái)看，行業(yè)增速放緩、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨于激烈、行業(yè)趨于成熟。價(jià)格戰(zhàn)、服務(wù)戰(zhàn)一觸即發(fā)，多家公司針對(duì)不同的消費(fèi)層次展開(kāi)角逐。在產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重的情況下，當(dāng)前的定制家居企業(yè)間的較量，更多比拼的是企業(yè)內(nèi)部運(yùn)作的效率，及給客戶提供的服務(wù)的質(zhì)量。要完全戰(zhàn)勝對(duì)手，需要更扎實(shí)的基本功。

作為定制家居行業(yè)的巨頭，索菲亞一直秉承創(chuàng)新、分享的企業(yè)文化，客戶為先的宗旨，先后成立了信息與數(shù)字化中心、寧基智能、極點(diǎn)三維、服務(wù)中心等下屬單位，通過(guò)數(shù)字化、智能化提升，打通企業(yè)的“任督二脈”，讓數(shù)據(jù)透明、流程清晰、運(yùn)作高效；通過(guò)對(duì)定制流程“最后一公里”的配送及安裝服務(wù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化，設(shè)立相應(yīng)以客戶為導(dǎo)向的關(guān)鍵指標(biāo)，引導(dǎo)企業(yè)形成客戶優(yōu)先的文化；通過(guò)這一系列的手段，最終將企業(yè)打造成市場(chǎng)認(rèn)可度高、智能化、綠色化的制造服務(wù)型企業(yè)。

未來(lái)工廠規(guī)劃效果圖

二、工廠物流現(xiàn)狀與自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì)

整個(gè)大家居行業(yè)中的制造型、服務(wù)型企業(yè)的物流成本基本占到營(yíng)業(yè)額的25%～30%，其中部分企業(yè)超過(guò)30%。根據(jù)大家居行業(yè)總體量來(lái)計(jì)算，物流成本費(fèi)用是一個(gè)很龐大的數(shù)字。寧基智能團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研、分析，統(tǒng)計(jì)出定制家居行業(yè)中工廠的物流成本占營(yíng)業(yè)額的4%～6%（不包含智能物流系統(tǒng)的投入）。工廠物流智能化提升對(duì)生產(chǎn)成本控制、成品物流成本控制意義重大。

4.0車(chē)間中控室及控制看板

雖然具有一定規(guī)模的定制家居企業(yè)，一般都會(huì)配備自動(dòng)化程度較高的柔性化生產(chǎn)設(shè)備，但是這些設(shè)備從廠內(nèi)物流角度來(lái)講，都是相互獨(dú)立、互不關(guān)聯(lián)的。大部分企業(yè)的車(chē)間內(nèi)的物流大體還是采用人工作業(yè)模式，占場(chǎng)地多、耗人力大、低效率。同時(shí)，生產(chǎn)完成后的下一環(huán)節(jié)—倉(cāng)儲(chǔ)，占地面積巨大，叉車(chē)穿梭，而入庫(kù)、出庫(kù)的效率瓶頸無(wú)法突破。另外，按訂單或者包裹分揀的要求對(duì)于人工處理也是極大的挑戰(zhàn)，效率、準(zhǔn)確性都無(wú)法在現(xiàn)有模式下得到有效保障。

實(shí)現(xiàn)定制家居智能化升級(jí)，工廠物流將是行業(yè)發(fā)展的新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇。具體來(lái)講，工廠物流的自動(dòng)化提升，需要在以下幾方面實(shí)現(xiàn)突破：

車(chē)間內(nèi)的物料輸送自動(dòng)化：包括傳統(tǒng)的輸送線模式，及目前比較熱門(mén)的AGV模式；

車(chē)間之間的物料輸送：可通過(guò)封閉的輸送通道實(shí)現(xiàn)，防風(fēng)防雨，如索菲亞嘉善工廠首創(chuàng)了長(zhǎng)連廊模式；

倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化：一般通過(guò)成熟的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（AS/RS）實(shí)現(xiàn)；

半成品、成品分揀：一般常見(jiàn)的有平面式分揀、堆垛機(jī)分揀、機(jī)器人分揀等。寧基智能在國(guó)內(nèi)家居行業(yè)率先應(yīng)用了機(jī)器人板件分揀，對(duì)鉆孔后的板件進(jìn)行智能無(wú)人分揀，分揀完的板件自動(dòng)流到包裝工序，準(zhǔn)確率100%。為了提升自動(dòng)化立體庫(kù)利用率，寧基智能又研發(fā)了包裹分揀系統(tǒng)，使得相同銷售區(qū)域的訂單包裹可以拼到同個(gè)托盤(pán)上，減少占用的庫(kù)位數(shù)量。

三、工業(yè)4.0工廠及其實(shí)現(xiàn)

智能制造及“工業(yè)4.0”是當(dāng)下的熱門(mén)話題。定制家居企業(yè)凡新建設(shè)的工廠或車(chē)間，都喜歡冠上“工業(yè)4.0”之名。那么，怎樣才是真正的工業(yè)4.0工廠呢？其實(shí)，回歸本質(zhì)，整個(gè)行業(yè)面臨生意難做、利潤(rùn)下降、甚至生存都比較艱難的狀況，因此進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有很大的迫切性。而這種轉(zhuǎn)型升級(jí)，無(wú)論在產(chǎn)品上還是制造上，都必須苦練內(nèi)功，運(yùn)用信息技術(shù)和智能化手段。

結(jié)合國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，我認(rèn)為真正的工業(yè)4.0工廠必須具備以下三個(gè)基本特質(zhì)：

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)制造生產(chǎn)，銷售前端的數(shù)據(jù)無(wú)縫連接轉(zhuǎn)換成后端生產(chǎn)數(shù)據(jù)。整個(gè)生產(chǎn)控制和生產(chǎn)管理，包括設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)保養(yǎng)，不過(guò)多依賴經(jīng)驗(yàn)與常識(shí)，而是基于數(shù)據(jù)、通過(guò)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來(lái)進(jìn)行分析和管控。

智能控制：硬件上基于傳感器、掃描器等設(shè)備，軟件上基于數(shù)據(jù)和算法，生產(chǎn)線控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則實(shí)時(shí)進(jìn)行智能控制，確保產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備順暢運(yùn)行。

高效運(yùn)作：多個(gè)系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。在規(guī)劃上充分考慮人機(jī)料法環(huán)（對(duì)全面質(zhì)量管理理論中的五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素的簡(jiǎn)稱）結(jié)合，使得在概念上高大上的工業(yè)4.0，真正能接地氣，以高效的運(yùn)作服務(wù)于企業(yè)，創(chuàng)造應(yīng)有的價(jià)值。

智能板材立庫(kù)實(shí)現(xiàn)原料高效存儲(chǔ)、 存取自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便化， 一垛板自動(dòng)分配一個(gè)號(hào)碼進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)“上下一體”的無(wú)縫作業(yè)

智能開(kāi)料設(shè)備， 每塊原材料進(jìn)入電子鋸前，都會(huì)分配唯一標(biāo)識(shí)號(hào)用以追溯。 電子鋸根據(jù)分配的任務(wù)加載生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 自動(dòng)完成開(kāi)料、下料、貼標(biāo)及輸送到下一工段

立體緩存設(shè)備， 通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)， 實(shí)時(shí)分析前后工段生產(chǎn)信息， 協(xié)調(diào)各個(gè)工段生產(chǎn)， 保證生產(chǎn)線的持續(xù)穩(wěn)定高效

智能板件分揀系統(tǒng)，硬件采用目前最流行的六軸工業(yè)機(jī)器人， 軟件為自主研發(fā)的線控系統(tǒng)， 能連續(xù)且大批量地按訂單智能分揀板件

四、索菲亞（寧基智能）未來(lái)工廠探索

1.未來(lái)工廠的工業(yè)4.0車(chē)間

智能化技術(shù)正深刻改變著制造業(yè)的生產(chǎn)模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)。索菲亞之所以在過(guò)去十多年保持高速增長(zhǎng)，關(guān)鍵是重視前沿技術(shù)在企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用，在行業(yè)內(nèi)率先解決了個(gè)性化定制需求和規(guī)?；a(chǎn)之間的矛盾。索菲亞未來(lái)工廠是索菲亞探索下一代生產(chǎn)模式的一個(gè)嘗試，就如公司的口號(hào)一樣，“用科技重新定義生產(chǎn)”。從技術(shù)層面講，索菲亞未來(lái)工廠系由寧基智能按照德國(guó)工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)及落地實(shí)施的，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。這是我國(guó)家居制造行業(yè)第一條4.0生產(chǎn)線，在全球處于領(lǐng)先水平。

未來(lái)工廠位于湖北黃岡，生產(chǎn)車(chē)間占地面積1.6萬(wàn)平方米，按照國(guó)內(nèi)消防要求，為單一消防分區(qū)的最大廠房。物流的轉(zhuǎn)運(yùn)、分揀及存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，具備先進(jìn)的生產(chǎn)制造系統(tǒng)MES，板材倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)WMS，生產(chǎn)線設(shè)計(jì)產(chǎn)能超過(guò)2萬(wàn)件/天。

從智能立體原料倉(cāng)出發(fā)，每一塊板件經(jīng)歷開(kāi)料、封邊、打孔、分揀、打包……全程不落地，不經(jīng)人手。4.0車(chē)間成功地將傳統(tǒng)生產(chǎn)車(chē)間的制造孤島聯(lián)接為一條智能化生產(chǎn)線，大大縮短每批次板件的生產(chǎn)周期，加快了物流轉(zhuǎn)運(yùn)，減少了工序之間的等待時(shí)間。

成品倉(cāng)庫(kù)區(qū)

發(fā)貨區(qū)

自主研發(fā)定制家居產(chǎn)線控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。通過(guò)MES無(wú)縫對(duì)接ERP下達(dá)生產(chǎn)任務(wù)、加工程序，及時(shí)反饋產(chǎn)品、質(zhì)量、設(shè)備數(shù)據(jù)等。一切通訊任務(wù)基于寧基達(dá)爾文網(wǎng)絡(luò)—一套寧基智能擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通信機(jī)制。

2.未來(lái)工廠的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

先進(jìn)的智能化產(chǎn)線配套著完善的廠內(nèi)物流體系及設(shè)備。生產(chǎn)完工后，家具的輸送、倉(cāng)儲(chǔ)、發(fā)運(yùn)的自動(dòng)化、智能化，也是未來(lái)工廠不可或缺的重要組成部分。未來(lái)工廠的物流系統(tǒng)主要包括（補(bǔ)充）

3.未來(lái)工廠的先進(jìn)性

與歐洲同行工廠對(duì)比，索菲亞未來(lái)工廠在以下方面更勝一籌：

先進(jìn)的立體板材倉(cāng)和備料系統(tǒng)：采用立體板材倉(cāng)+龍門(mén)機(jī)器手的方式，實(shí)現(xiàn)批量+少量的結(jié)合的模式，具有更高的效率；歐洲一般采用平面?zhèn)}通過(guò)吸盤(pán)吸板的模式。

更高產(chǎn)能和效率：一條生產(chǎn)線采用4臺(tái)HPS320組合的方式，產(chǎn)能可以達(dá)到14件/分鐘，歐洲工廠一般采用縱橫鋸HKL400，產(chǎn)量約為8.5件/分鐘。

圖：定制家居產(chǎn)線控制系統(tǒng)

更高的集成度：從板材倉(cāng)至包裝再到立體倉(cāng)庫(kù)全部集成在一起。在歐洲的家具制造廠也僅有個(gè)別的企業(yè)處于這個(gè)水平。

高效的分揀體系：每條產(chǎn)線采用6臺(tái)機(jī)器人分兩組的方式，進(jìn)出料的效率可以達(dá)到14件/分鐘。

機(jī)器人更廣泛的應(yīng)用：按作用進(jìn)行分類，本項(xiàng)目共使用四種類型的工業(yè)機(jī)器人：開(kāi)料、分揀、堆垛、抱垛機(jī)器人。而歐洲一般使用1～2種機(jī)器人。

包裝的創(chuàng)新：由于定制家具的板件大小不一，包裝一直是家具生產(chǎn)企業(yè)的痛點(diǎn)。未來(lái)工廠采用高效的算法，合理組合包裝，自動(dòng)分揀，機(jī)器人自動(dòng)堆垛。

更實(shí)用的分揀與倉(cāng)儲(chǔ)：定制家居產(chǎn)品包裹不一且具有唯一性，同一終端訂單包裹多且分散，分揀齊套與有效存儲(chǔ)成為行業(yè)痛點(diǎn)。未來(lái)工廠采用智能拼托齊套系統(tǒng)與智能倉(cāng)庫(kù)，有效解決了此類問(wèn)題，一個(gè)工廠8000庫(kù)位可滿足3500～4000單/天的存儲(chǔ)需求。

結(jié)語(yǔ)

在定制家居企業(yè)制造升級(jí)的道路上，索菲亞創(chuàng)始人高瞻遠(yuǎn)矚，不遺余力地進(jìn)行研發(fā)和技術(shù)投入，使得索菲亞在制造端始終處于行業(yè)領(lǐng)先的地位。寧基智能從成立之初，就致力于深耕家居行業(yè)的智能制造及智能物流。如今已經(jīng)投入生產(chǎn)的黃岡未來(lái)工廠，更是國(guó)內(nèi)同行業(yè)唯一的工業(yè)4.0工廠，為家具行業(yè)的制造升級(jí)樹(shù)立了標(biāo)桿。未來(lái)，也希望我們的探索與實(shí)踐，能給行業(yè)友商帶來(lái)一些啟發(fā)和引導(dǎo)，促進(jìn)業(yè)界的交流與合作，共同推進(jìn)整個(gè)定制家居行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。