智能制造技术在实木定制家具制造中的应用研究

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年12期4月   作者:王青
[导读] 随着人们消费水平的提高以及对物质文化的追求,大众化和通用化的商品逐渐被外形
       王青
       四川成都  610000  
       摘要:随着人们消费水平的提高以及对物质文化的追求,大众化和通用化的商品逐渐被外形美观、质量稳定的个性化产品所替代。家具作为一种耐消耗品,兼具物质和文化两种内涵,因此消费者对家具的选择也趋向于具有美观造型的同时又能满足功能需求的个性化定制家县。中国推出"中国制造 2025"方针,深化工业化和信息化的融合,为实现制造强国的目标而奋斗,以智能化技术创新驱动传统产业转型升级和经济发展。新的工业技术革命创新诞生了一系列新技术新科技,推动制造业向自动化、网络化、数字化、智能化的发展。为了提高实木定制家具行业智能化的发展,实现智能制造,本文对物联网技术、工业机器人技术、云计算和大数据技术在实木定制家具企业中应用情况的研究,整合ERP 系统、SCM系统、 CRM系统、PLC系统、MES 系统,实现数据信息的互通互联,相互协同、相互促进,形成一个完整的智能智造系统。
       关键词:智能制造技术;实木定制家具;应用研究;
1引言   
       随着人们消费水平的提高以及对物质文化的追求,大众化和通用化的商品逐渐被外形美观、质量稳定的个性化产品所替代。家具作为一种耐消耗品,兼具物质和文化两种内涵,因此消费者对家具的选择也趋向于具有美观造型的同时又能满足功能需求的个性化定制家具。我国定制家具行业是从2000年开始,以引入壁柜门概念开始发展。此后,定制家具凭借着批量化生产使得成本降低,凭借个性化产品的生产从而具有较大的市场销售份额,与其他家具企业相比竞争优势更突出。但是,近年来原材料价格不断上涨,人工成本进一步提高,企业盈利能力压力增加,家具企业亟需变革。为了促进我国家具行业的持续发展,增强企业的竞争力,企业的信息化建设、管理模式优化、制造流程的智能化建设等变得尤为重要。
       实木家具机械化在装夹、定位、砂光、涂装等方面工序的智能化较难实现,而本文通过研究实木定制家具的智能制造系统,优化企业的工艺流程实现自动运输、自动识别、结合网络设计,从而最终形成实木定制家具的智能化生产系统,提出整体解决方案。本文对实木定制家具智能化制造系统的研究将对中国家具产业的发展有着一定的现实参考意义。
2物联网技术在实木定制家具中的应用
2.1 基于物联网的供应链管理  
       随着经济全球化的进程日益加快以及客户需求丰富性的增加,在生活节奏日趋紧凑的新环境下,企业内部纵向一体化已不适应当今全球化竞争,如何以快速感知市场的动向、明确消费者的购物喜好,同时缩短产品生产周期,提高生产质量,降低生产成本,提升服务水平等已成为企业日前面临的一大压力。因此为了提升自身的竞争力,保持企业实力与优势,只有通过与其他类型的企业共同合作,优势互补,才能在一众同行中拔得头筹,也即横向一体化的发展自身。由此产生了借助其他公司资源以快速响应市场的供应链管理,通过与上下游企业合作,实施供应链管理日益成为当今现代化企业普遍接受的一种经营理念。
2.2 基于物联网技术的车间生产管理  
       对于车间生产而言,基于物联网技术的家具零部件加工所应包含的内容主要有:现场数据的采集、零部件的跟踪、数据的传输、数据的分析、基于数据的决策,基本上可分为数据采集、执行管理、企业管理三层系统,那么对此则会涉及到MES系统及ERP系统,MES作为制造执行系统处于中间部分,作为连接上层计划系统与底层控制系统的中间体,其主要任务是车间生产过程的“实时”生产和调度,MES将来自ERP软件的生产计划信息进行分解、细化,形成具体的操作指令,再传递到底部控制层,指导设备加工生产。

而ERP作为上层的计划层一方面是根据企业特色以及客户订单反映情况而制定一系列的生产计划,整体把握公司内部资源环境,从而达到降低企业库存提高生产效率的目的,另一方面ERP又通过接收来自MES所反映的生产实绩来进一步完善对生产计划的制定。而数据收集所涉及到的主流技术主要有RFID技术、二维码技术、传感器、阅读器等。
3. 工业机器人在实木定制家具制造中的应用
       (1)码垛机器人:一般具有相互独立的四个自由度,可根据码垛物件的形状和重量灵活更换不同抓手,保证抓取动作的可靠性及码垛作业的高效,并通过示教控制和程序控制,使之能够稳定搬运并可靠码垛多种尺寸板件。
       (2)自动分检机器人:机器人分拣码垛包装系统主要工作逻辑为:系统导入预分包规则;接着对板件进行扫描,机械手分类送板进入缓冲仓;当某一包板材配齐,系统将发出纸箱制造指令;随后机械手依序取板,并码放定位,最后封箱。
       (3)AGV转运车:用于堆垛托盘类货物的物流周转,由液压升降系统、差速驱动系统、PLC控制系统、导引系统、通信系统、警示系统、操作系统和动力电源组成,是集液压升降和PLC控制的可编程无线调度的自动导引小车
       (4)感应叉车:采用电磁感应作为导航方式以RFIB识别可运行于复杂路径、多站点可靠循迹;主驱动采用差动伺服电机驱动,配置高精度角度转向舵机,使整车运行响应迅速定位精准;独立液压升降系统辅助高精度位移传感器,使叉车可在其升降在行程内任意位置停靠,大大提高装载柔性化和举升的位置精度。
4. 云制造平台在实木定制家具制造中的应用
       云计算技术的引入使信息化制造进一步向敏捷化、智能化的方向发展,它是一种基于互联网的服务增加、使用和交付方式,通过分布式计算机、服务器赋予了用户强大的计算能力。云计算技术为网络化制造模式中存在的服务效率、资源分配和信息安全等问题提供了解决途径,以SaaS(Software as a Service,软件即服务)为例:同传统的ASP(Application Service Provier,应用服务提供商)相比可以实现单数据库多租户的服务方式,减少了成本和运营费用,能够快速地进行平台部署和资源共享等操作,满足客户的动态需求,大幅提高了服务响应的效率。云制造的技术有以下四个方面。第一是云计算,这种计算模式可以让用户通过互联网访问,将较为复杂的计算交付给云计算运营商,数据则存储在服务器。
       由于人们对生活物质要求的不断提高,批量化和同质化的产品已经不能完全满足人们的使用需求,定制之风渐渐兴起。实木定制家具在大数据和云制造中产生了很多机遇与挑战。机遇包括以下几点,第一是生产排产更高效,根据生产计划,统筹安排设备设施使用周期和工时,计划物料使用数量等。第二是工艺精确度高,通过软件自动拆单排产,准确率比人工大大提升。第三是生命周期更完整,通过一个家具成品可以检测出某块板件的供应源头、加工工艺和质量检测等等。第四是减少库存,信息流、资金流和物流的畅通可以使企业在竞争中获取更大的利润。第五是销售引导,通过大数据收集和分析,对于销售策略的制定和调整有着至关重要的影响。如何在销售的淡旺季相应的配置资源,调整战略布局和资金走向都需要大数据的分析进行重要参考依据。
5.结束语
       新的工业技术革命创新诞生了一系列新技术新科技,推动制造业向自动化、网络化、数字化、智能化的发展。为了提高实木定制家具行业智能化的发展,实现智能制造,本文对物联网技术、工业机器人技术、云计算和大数据技术在实木定制家具企业中应用情况的研究,整合ERP 系统、SCM系统、 CRM系统、PLC系统、MES 系统,实现数据信息的互通互联,相互协同、相互促进,形成一个完整的智能智造系统。
参考文献
[1]杨雪慧,王红强,廖桂福.定制家具行业发展现状及对策研究[J]. 中国人造板,2016,23(07): 1-6.
[2]韩静,关智慧,沈忠民.MES系统在定制家居企业中的应用分析[J]. 家具,2017,38(05): 1-5.
[3]张霖,罗永亮,范文慧等.云制造及相关先进制造模式分析[J]. 计算机集成制造系统,2011,17(03):458-468.
作者:王青,身份证号:511322198207182887。
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