定制家居行業智能制造與智能物流升級—索菲亞未來工廠的探索與實踐

文/莊宏金

莊宏金廣州寧基智能系統有限公司總經理

在定制家居企業制造升級的道路上，索菲亞創始人高瞻遠矚，不遺余力地進行研發和技術投入，使得索菲亞在制造端始終處于行業領先的地位。寧基智能從成立之初，就致力于深耕家居行業的智能制造及智能物流。如今已經投入生產的黃岡未來工廠，更是國內同行業唯一的工業4.0工廠，為家具行業的制造升級樹立了新標桿。

索菲亞家居股份有限公司是一家主要經營定制衣柜及全屋配套定制家具的研發、生產和銷售的公司。公司于2003年開始生產、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相結合的嶄新產品概念，成功把定制衣柜推向市場并獲得中國消費者的認同。公司于2011年在深交所成功上市，是行業內首家A股上市公司（股票代碼：002572）。

索菲亞通過個性化設計及高效運營為顧客提供美好體驗，致力于成為值得信賴、全球領先的家居企業，以“用科技和創意輕松裝好家，讓世界的美融入新的生活”為企業發展使命。自公司成立以來，積極創立和引進優秀的產品和品牌，目前擁有索菲亞全屋定制、司米櫥柜、米蘭納木門、易福諾木地板4個品牌，業務涵蓋定制衣柜及配套家具、定制櫥柜、定制木門、木地板、配套五金、家具家品、定制大宗業務等。

面臨嚴峻的市場情況，索菲亞利用自身制造和信息化優勢，不斷提高服務質量，更及時地滿足消費者對設計、安裝等專業服務的要求。明確自我定位，以合理的價格、優質的產品、貼心的服務不斷完成發展蛻變、壯大，使索菲亞在市場競爭中脫穎而出，不斷提高市場占有率。

傳統人工周轉方式

一、定制家居發展現狀及市場需求變化

定制家居打破消費者到家居賣場購買成品的模式，可以為消費者量身定制屬于自己的個性化家居?；谧畲蠡每臻g并匹配消費者自身審美需求及功能偏好為目的，定制家居企業根據消費者房屋戶型的實際情況，結合消費者對風格、花色、材質、功能等要求，采用專門的設計軟件進行方案設計，使之與全屋風格更為搭配、統一。

應對千變萬化的客戶需求，同時又要能進行批量化生產，是定制家居行業面臨的特點與難點，這就要求企業背后有強大的軟件系統和配套的柔性化加工設備來支撐。客戶確認設計圖紙后，企業采用拆單軟件將圖紙轉化為生產數據，對接生產設備。柔性化生產工藝及生產設備在行業的引進，一方面提高了前端設計自由度，另一方面也成倍提高了生產效率，實現了定制家居的批量化規模生產。電子開料鋸、柔性封邊機、數控多面鉆的應用，又提高了產品精度。

我國城鎮化率和居民收入的不斷提高，帶來了消費升級。人們對于家居美觀、協調和環保等方面的要求提升，這種消費觀念變化導致個性化定制備受推崇，推動家居行業由標準化向定制化發展。

當前，我國定制家具滲透率僅為20%～30%左右，與發達國家60%～70%的滲透率差距較大。隨著消費理念的成熟，家具的定制范圍將由目前的櫥柜、衣柜逐步擴大到全屋定制，未來市場增長空間較大。相關企業通過擴充產能、搶占市場占有率，以定制化代替標準化。另外，定制家具和成品家具在純粹的生產環節差距并非巨大，成品家具企業在提高自身設計能力后，也轉型定制化，通過產品的升級改造，拉動行業的增量空間。

從2018年前三季度定制家居的市場表現來看，行業增速放緩、市場競爭趨于激烈、行業趨于成熟。價格戰、服務戰一觸即發，多家公司針對不同的消費層次展開角逐。在產品同質化嚴重的情況下，當前的定制家居企業間的較量，更多比拼的是企業內部運作的效率，及給客戶提供的服務的質量。要完全戰勝對手，需要更扎實的基本功。

作為定制家居行業的巨頭，索菲亞一直秉承創新、分享的企業文化，客戶為先的宗旨，先后成立了信息與數字化中心、寧基智能、極點三維、服務中心等下屬單位，通過數字化、智能化提升，打通企業的“任督二脈”，讓數據透明、流程清晰、運作高效；通過對定制流程“最后一公里”的配送及安裝服務進行標準化規范化，設立相應以客戶為導向的關鍵指標，引導企業形成客戶優先的文化；通過這一系列的手段，最終將企業打造成市場認可度高、智能化、綠色化的制造服務型企業。

未來工廠規劃效果圖

二、工廠物流現狀與自動化、智能化發展趨勢

整個大家居行業中的制造型、服務型企業的物流成本基本占到營業額的25%～30%，其中部分企業超過30%。根據大家居行業總體量來計算，物流成本費用是一個很龐大的數字。寧基智能團隊經過大量的調研、分析，統計出定制家居行業中工廠的物流成本占營業額的4%～6%（不包含智能物流系統的投入）。工廠物流智能化提升對生產成本控制、成品物流成本控制意義重大。

4.0車間中控室及控制看板

雖然具有一定規模的定制家居企業，一般都會配備自動化程度較高的柔性化生產設備，但是這些設備從廠內物流角度來講，都是相互獨立、互不關聯的。大部分企業的車間內的物流大體還是采用人工作業模式，占場地多、耗人力大、低效率。同時，生產完成后的下一環節—倉儲，占地面積巨大，叉車穿梭，而入庫、出庫的效率瓶頸無法突破。另外，按訂單或者包裹分揀的要求對于人工處理也是極大的挑戰，效率、準確性都無法在現有模式下得到有效保障。

實現定制家居智能化升級，工廠物流將是行業發展的新挑戰和新機遇。具體來講，工廠物流的自動化提升，需要在以下幾方面實現突破：

車間內的物料輸送自動化：包括傳統的輸送線模式，及目前比較熱門的AGV模式；

車間之間的物料輸送：可通過封閉的輸送通道實現，防風防雨，如索菲亞嘉善工廠首創了長連廊模式；

倉儲自動化：一般通過成熟的自動化立體倉庫（AS/RS）實現；

半成品、成品分揀：一般常見的有平面式分揀、堆垛機分揀、機器人分揀等。寧基智能在國內家居行業率先應用了機器人板件分揀，對鉆孔后的板件進行智能無人分揀，分揀完的板件自動流到包裝工序，準確率100%。為了提升自動化立體庫利用率，寧基智能又研發了包裹分揀系統，使得相同銷售區域的訂單包裹可以拼到同個托盤上，減少占用的庫位數量。

三、工業4.0工廠及其實現

智能制造及“工業4.0”是當下的熱門話題。定制家居企業凡新建設的工廠或車間，都喜歡冠上“工業4.0”之名。那么，怎樣才是真正的工業4.0工廠呢？其實，回歸本質，整個行業面臨生意難做、利潤下降、甚至生存都比較艱難的狀況，因此進行產業轉型升級具有很大的迫切性。而這種轉型升級，無論在產品上還是制造上，都必須苦練內功，運用信息技術和智能化手段。

結合國內的實際情況，我認為真正的工業4.0工廠必須具備以下三個基本特質：

數據驅動：數據驅動制造生產，銷售前端的數據無縫連接轉換成后端生產數據。整個生產控制和生產管理，包括設備的監控和維護保養，不過多依賴經驗與常識，而是基于數據、通過工業物聯網來進行分析和管控。

智能控制：硬件上基于傳感器、掃描器等設備，軟件上基于數據和算法，生產線控制系統根據預設規則實時進行智能控制，確保產品質量及設備順暢運行。

高效運作：多個系統協同運作，數據互聯互通。在規劃上充分考慮人機料法環（對全面質量管理理論中的五個影響產品質量的主要因素的簡稱）結合，使得在概念上高大上的工業4.0，真正能接地氣，以高效的運作服務于企業，創造應有的價值。

智能板材立庫實現原料高效存儲、 存取自動化、操作簡便化， 一垛板自動分配一個號碼進行管理，實現“上下一體”的無縫作業

智能開料設備， 每塊原材料進入電子鋸前，都會分配唯一標識號用以追溯。 電子鋸根據分配的任務加載生產數據， 自動完成開料、下料、貼標及輸送到下一工段

立體緩存設備， 通過生產過程控制系統， 實時分析前后工段生產信息， 協調各個工段生產， 保證生產線的持續穩定高效

智能板件分揀系統，硬件采用目前最流行的六軸工業機器人， 軟件為自主研發的線控系統， 能連續且大批量地按訂單智能分揀板件

四、索菲亞（寧基智能）未來工廠探索

1.未來工廠的工業4.0車間

智能化技術正深刻改變著制造業的生產模式和產業形態。索菲亞之所以在過去十多年保持高速增長，關鍵是重視前沿技術在企業內的應用，在行業內率先解決了個性化定制需求和規?；a之間的矛盾。索菲亞未來工廠是索菲亞探索下一代生產模式的一個嘗試，就如公司的口號一樣，“用科技重新定義生產”。從技術層面講，索菲亞未來工廠系由寧基智能按照德國工業4.0標準進行規劃設計及落地實施的，擁有自主知識產權。這是我國家居制造行業第一條4.0生產線，在全球處于領先水平。

未來工廠位于湖北黃岡，生產車間占地面積1.6萬平方米，按照國內消防要求，為單一消防分區的最大廠房。物流的轉運、分揀及存儲實現全自動化，具備先進的生產制造系統MES，板材倉庫存儲系統WMS，生產線設計產能超過2萬件/天。

從智能立體原料倉出發，每一塊板件經歷開料、封邊、打孔、分揀、打包……全程不落地，不經人手。4.0車間成功地將傳統生產車間的制造孤島聯接為一條智能化生產線，大大縮短每批次板件的生產周期，加快了物流轉運，減少了工序之間的等待時間。

成品倉庫區

發貨區

自主研發定制家居產線控制系統，實現全產線數據實時交互。通過MES無縫對接ERP下達生產任務、加工程序，及時反饋產品、質量、設備數據等。一切通訊任務基于寧基達爾文網絡—一套寧基智能擁有自主知識產權的通信機制。

2.未來工廠的智能倉儲系統

先進的智能化產線配套著完善的廠內物流體系及設備。生產完工后，家具的輸送、倉儲、發運的自動化、智能化，也是未來工廠不可或缺的重要組成部分。未來工廠的物流系統主要包括（補充）

3.未來工廠的先進性

與歐洲同行工廠對比，索菲亞未來工廠在以下方面更勝一籌：

先進的立體板材倉和備料系統：采用立體板材倉+龍門機器手的方式，實現批量+少量的結合的模式，具有更高的效率；歐洲一般采用平面倉通過吸盤吸板的模式。

更高產能和效率：一條生產線采用4臺HPS320組合的方式，產能可以達到14件/分鐘，歐洲工廠一般采用縱橫鋸HKL400，產量約為8.5件/分鐘。

圖：定制家居產線控制系統

更高的集成度：從板材倉至包裝再到立體倉庫全部集成在一起。在歐洲的家具制造廠也僅有個別的企業處于這個水平。

高效的分揀體系：每條產線采用6臺機器人分兩組的方式，進出料的效率可以達到14件/分鐘。

機器人更廣泛的應用：按作用進行分類，本項目共使用四種類型的工業機器人：開料、分揀、堆垛、抱垛機器人。而歐洲一般使用1～2種機器人。

包裝的創新：由于定制家具的板件大小不一，包裝一直是家具生產企業的痛點。未來工廠采用高效的算法，合理組合包裝，自動分揀，機器人自動堆垛。

更實用的分揀與倉儲：定制家居產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成為行業痛點。未來工廠采用智能拼托齊套系統與智能倉庫，有效解決了此類問題，一個工廠8000庫位可滿足3500～4000單/天的存儲需求。

結語

在定制家居企業制造升級的道路上，索菲亞創始人高瞻遠矚，不遺余力地進行研發和技術投入，使得索菲亞在制造端始終處于行業領先的地位。寧基智能從成立之初，就致力于深耕家居行業的智能制造及智能物流。如今已經投入生產的黃岡未來工廠，更是國內同行業唯一的工業4.0工廠，為家具行業的制造升級樹立了標桿。未來，也希望我們的探索與實踐，能給行業友商帶來一些啟發和引導，促進業界的交流與合作，共同推進整個定制家居行業的進一步發展。