隨著信息化在我國制造行業的推廣，大規模定制在我國家具制造業的廣泛應用正處在成長期，目前國內大多數板式家具企業和櫥柜企業都開始真正實行大規模定制，未來幾年將會是大規模定制家具的高速發展時期。
大規模定制家具的關鍵技術一般是由多個相對獨立又具有密切聯系的部分組成，包括面向大規模定制家具產品的開發設計技術、面向大規模定制的制造技術及大規模定制的支撐技術等。
對家具車間進行合理的生產線規劃和工藝流程管理，是大規模定制生產制造技術的保障。大規模定制家具生產線規劃主要是確定生產線系統的規模、構成和布局。對構成生產線系統的機床設備進行合理的選擇和優化配置可以減少投資費用，降低維護費用和運行成本，提高機床利用率，對生產線系統的長期高效運作具有十分重要的意義。合理的規劃和管理才能使大批量生產與定制生產這兩種互相對立的生產模式融合在一起，將二者的優勢有機地結合起來，為家具產業適應新的需求，調整生產模式，提出新的技術解決方案。才能真正使個性化家具產品生產周期縮短，提高原料利用率，降低能耗，產品成本降低等。
1 大規模定制家具車間規劃管理概述
生產線規劃，是優化配置工藝資源，合理編排工藝流程的一門藝術。它要求在給定約束的前提下用有限的資源來實現理想目標，它是人的動機與行為之間的協調環節。
大規模定制家具的生產線規劃是以系列化、通用化、組合化和模塊化的家具產品設計為特點，由面向單一產品和零部件轉為面向產品族。這就要求零部件的制造和裝配應努力實現工藝標準化、工藝規程典型化和典型工藝模塊化等特性，用不斷減少的工藝多樣化滿足不斷增加的產品外部多樣化，以適應靈活、快速的大規模定制制造環境。其中，工藝標準化主要包括：工藝文件（工藝規程、工藝守則、材料定額、工藝說明書）標準化、工藝術語與符號標準化、工藝要素（加工余量、公差、工藝規范、工藝尺寸）標準化、工藝裝備（刀具、機床夾具、機床輔具、計量器具）標準化；工藝規程的典型化主要包括：相同零件組的典型工藝、某工序的典型工藝、標準件和通用件典型工藝等；典型工藝的模塊化是通過分析產品族或零部件族及其典型工藝特點，提取可參數化的屬性，分別建立族的殘量表，然后通過參數化的方法對每個典型工藝進行參數化，并建立兩者之間的參數化關系，形成參數化典型工藝，即為典型工藝模板，在此基礎上，通過相應的參量驅動規則就可以自動生成一份份新的工藝，這些新工藝經優化后被納入到典型工藝模板庫中，以備后用。
2 大規模定制家具生產線規劃內容
2.1 大規模定制家具生產線的布局
大規模定制家具生產線規劃應考慮的是家具產品的開發周期和生命周期都比較短，生產系統柔性大的特點，根據企業的經營目標、生產綱領和車間的特點，建立合理的車間物料存放區域的布局、備料車間的布局、定制產品的流水線機加工區域的布局、包裝區域的布局以及成品及外協件的區域布局等。最終的目的是減輕人工搬運作業、減少在制品和庫存，均衡設備能力和負荷，將工人、機器設備和物料所需的空間做最恰當的分配和最有效的組合，獲得最大的生產經濟效益。
大規模定制家具制造工藝過程一般包括自制件加工工藝和外協件的深加工，自制件的加工一般又可分為：開料、封邊、鉆孔、分揀包裝等重要工序，在加工的過程中，質量檢驗始終貫穿其中，車間生產線的布局基本可以按圖1的區域進行規劃，在每個區域中，用流水線的自動導軌設備貫通，各個工序間互相關聯。
圖1 大規模定制家具生產線區域劃分
2.2 大規模定制家具生產規劃
大規模定制家具企業的生產規劃過程，通常是由多部門的協同合作來制定和規劃的，其流程一般是客戶部接到生產訂單后，轉交給生產控制部門，由生產控制部門的計劃部門進行排料，通過相關負責人審核后，形成生產指令單和物料需求計劃，分別轉交給車間和倉庫。倉庫根據物料需求計劃和生產指令單進行自制件所需物料的發貨和非自制件物料的采購。車間根據產品的特點進行自制件的加工，包括標準柜體加工、自制門板加工、鋁材加工和精工等。自制件加工完成并檢驗合格后，連同非自制件（主要指外協件及配件等）一起進行包裝，再交由成品倉庫準備發貨。其整個規劃過程如圖2所示。
圖2 大規模定制家具生產規劃
2.3 大規模定制家具生產工藝過程
在大規模定制家具生產過程中，往往都有較多的工序，不同的定制產品往往工序也有所差異，筆者以某大規模櫥柜生產過程為例進行說明，其基本工序主要包括：板材檢驗、板材開料、柜體加工、門板加工組裝、包裝入庫等，其工藝流程如圖3所示。
圖3 某定制櫥柜企業生產工藝過程
實際生產過程中，所有工序應嚴格按照圖紙的尺寸及規格要求進行加工，并保證加工質量，在轉入到下道工序前，需進行嚴格的質量檢驗，對同一批號的產品應按下大上小原則整齊堆放。
在所有零部件加工完成包裝之前需對零部件進行條碼分類管理。組裝作業時應嚴格依據圖紙、料單進行組裝。組裝前產品及組裝后產品按下大上小原則擺放在規定的放置區域內，每套產品之間至少有100mm以上的距離間隔或標示牌區分，產品之間不應有相互混放現象。同時在同一個包裝箱內的板件應避免互相間的摩擦損壞，盡量在板與板間加保護材料，如用保麗龍進行間隔。
3 大規模定制家具車間規劃管理的關鍵技術
3.1 車間工藝信息的優化管理系統的建立
大規模定制家具車間規劃的好壞，與工藝信息的管理密不可分。建立合理的工藝信息管理系統不僅是實現計算機輔助工藝設計系統的基礎，同時對于大規模定制家具生產線的規劃至關重要。
大規模定制家具工藝過程是個性化較強的工作，在不同的家具企業工藝文件的格式不同，其組織方式和工藝設計流程都有各自的特殊性。因此，非常有必要對大規模定制家具車間進行工藝信息的優化管理，筆者提出一種大規模定制家具的車間工藝信息的管理模型如圖4所示。模型中的工藝信息分數據層、邏輯層和用戶層。其中數據層是完成工藝設計信息的存儲、建立工藝信息的關聯關系和實現工藝信息的增、刪、改等操作。邏輯層是通過不同的配置來滿足不同工藝設計過程的需要。用戶層是系統中的最終反映形式。如將工藝信息的表達方式最終反映為工藝文件格式，而工藝信息在邏輯層組織方式體現為工藝文件的組織方式，并且通過工藝設計流程實現對工藝信息流的管理。
圖4 車間工藝信息的優化管理系統架構
在這個系統管理過程中，數據層管理主要包括：工藝信息的存儲、工藝信息的關聯關系和工藝信息的操作，建立工藝信息模型的數據層，往往需要利用數據庫管理系統(DBMS)提供的開發工具，在產品數據管理系統PDM平臺下，建立相互關聯的實體對象。對工藝信息的增加、刪除和更改操作是通過數據庫應用程序或者PDM中的對象管理器來完成；邏輯層管理主要包括：工藝信息的表達方法、工藝信息的組織方式和工藝信息流的管理，是建立用戶層和數據層關系的橋梁。工藝信息表達方法是描述了每一類工藝信息；工藝信息的組織方式是建立了從工藝文件組織方式到工藝數據之間的關聯關系，包括：工藝信息的分類、工藝信息的最小單位和工藝信息的組織結構。工藝信息中資源信息和知識信息往往獨立于各個模塊單獨存在，而工藝文件和MBOM則按一定的結構進行組織。組織方式主要包括兩種：一是按產品結構進行組織，另外一種組織方式是按工藝信息的分類進行組織；工藝信息流的管理是將工藝設計流程轉換為對工藝信息的操作和控制，例如工藝信息的復制、移動、增加、刪除和更改操作以及相應的權限限制等。
3.2 車間信息采集監控系統的建立
在進行大規模定制家具車間規劃的過程中，必須要考慮到車間信息采集監控系統的建立，該系統應該直接面向家具生產設備，依靠對設備的各項運行參數進行實施監控，并進行相應的交互處理，然后通過各種方式，向生產現場反饋各類處理結果，從而實現提高生產效率，降低能耗，確保產品品質，最終達到降低生產成本、增加企業效益和市場競爭力的目的。筆者針對大規模定制櫥柜，提出一種家具生產車間的信息采集與監控系統，其特征是多功能機器數據采集器的信號輸出端與家具制造執行和信息處理系統的信號輸入端相接，攝像機的信號輸出端與家具制造執行和信息處理系統的信號輸入端相接，家具制造執行和信息處理系統的信號輸出端與現場LED顯示屏、現場廣播音箱的信號輸入端相接。總體結構如圖5所示。
圖5 大規模定制家具車間信息采集監控系統架構圖
其主要結構分為：數據采集系統、數據處理與調度系統、現場信息反饋系統。數據采集系統中包括：生產數據采集（包括機器運行時間、機器型號、運行速度、停機時間、停機次數、累計停機時間、累計停機次數、開機效率、班產、總產、操作工人信息等）、視頻信號采集（是將視頻監控的信號直接傳輸至數據處理與調度系統的顯示器上，方便管理人員實時監控）和其他信號（如報警信號系統）等。信息采集時主要靠數據采集器完成，同時采集器還可主動提供求助按鈕、ID讀卡、條形碼槍的PS接口等；數據處理與調度系統包括：訂單管理、工藝管理、排產管理子系統、生產現場可視化圖文管理等；現場信息反饋系統包括：主動求助廣播、機器運行不正常廣播、電話撥入廣播和電子顯示屏信息發布等。
4 結語
與傳統的家具生產車間相比，大規模定制家具生產線規劃和流程管理更應直接面向生產設備，是對企業整個物料生產過程進行管理。同時應對生產車間的生產設備的各項運行參數進行實時監控，并對各項運行參數作相應的交互處理，從而直接提高生產效率，降低能耗，保證產品品質。并通過車間工藝信息優化管理系統和車間信息采集監控系統的建立，使大規模定制家具生產線規劃和流程管理體現出以下幾個方面的優勢：
1)對整個車間制造過程的優化，解決現有家具企業生產制造過程中存在的問題和不足，利用信息化管理的手段制定新的生產線規劃管理模式。以提高材料的利用率，消耗更少的材料，減少浪費，降低成本，也符合低碳生活的要求。
2)得出家具企業制造執行系統多點信息采集技術的方法，提供實時收集生產過程中數據的功能，并作出相應的分析和處理。
3)通過對家具企業制造執行系統的多點信息采集和管理技術研究，為家具制造企業提供一個快速反應、有彈性、精細化的制造環境。
4)解決制造執行系統(Manufacturing Executive System：MES)需要與計劃層和控制層進行信息交互，通過家具企業的連續信息流來實現企業信息全集成。
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