當前,各行各業都在談論"智能製造"的話題,家居行業也不例外。其實,家居行業作為傳統製造業,也一直處於轉型升級的過程中。成品家具逐漸無法滿足消費者個性化與多樣化的需求,定製家具通過"量身定做"的優勢,受到極大的歡迎。為滿足新的定製需求,豐富家具產品的多樣化,家具企業必須在需要的時候,按需要的量,生產所需的產品。針對客戶對家具產品體驗,售後服務的個性化要求,恰好需要一種可在線上展示推廣,線下生產,體驗的商業模式。家具個性化定製與智造可以充分利用網絡的優勢,實現線上展示,個性化設計與便捷的支付,同時還兼顧線下工廠的智能化生產與實體店的體驗功能。

製造業是合理運用各類資源成本,並轉化為產品的產業,其中家具製造業生產線由於其產品多樣、製造工藝複雜等特點,普遍存在費工、費料、產品質量不穩定、生產實時信息滯後、製造過程成本異常產生頻繁和難以控製等問題。對於生產線運作成本實現有效監控是保證企業高效化、保持其在行業內競爭力的重要保障。在當今我國製造業麵臨整體全麵升級、國內家具製造企業急需實施重大改革以適應新形式的需要、以及資源、能源、人力等製造業成本日漸升高的背景下,家具生產線運作成本智能化監控與管理可以幫助企業有效解決此類危機問題。因此,本文著重研究了家具製造生產線運作成本智能化監控與管理方法特性與需求分析、生產線運作成本及其影響因素數據智能化采集原理、生產線運作成本及其影響因素建模、麵向多目標均衡優化的生產線運作成本異常改善求解、實施方案的輸出、執行和改善效果反饋等內容。首先針對家具生產線運作成本智能化監控與管理方法特性與需求分析,將家具生產線運作成本的構成和相關數據特點進行識別並分析,根據工藝流程特點設計並實施生產實時狀態智能化數據采集係統;接著運用大量數據積累、相關統計分析、數據挖掘等方法分析運作成本及各類與成本相關影響因素建模的需求和特性,並基於建模結果分析家具生產線運作成本異常處理及優化方法的需求和特性。針對成本和影響因素數據智能化采集原理問題,提出一種針對家具生產線運作成本相關的影響因素及生產實時狀態信息的智能化數據采集係統方法:提出數據采集矩陣的概念以及相關定義,采集對象全麵覆蓋了家具生產線運作過程中產生的各項成本及其各類影響因素;進一步定義了離散型數據矩陣、連續型數據矩陣和目標數據矩陣,並從單成本影響因素、多維影響因素等方麵充分闡述了其原理和功能,充分考慮了離散型和連續型生產流程混合的家具生產流程特點,用以收集、整理、存儲各類成本相關數據並可支持後續分析調用。針對具體壓鑄生產線案例,使用該方法實現了數據智能化采集係統的研發,積累了大量真實數據,為後續生產線運作成本、影響因素的數學建模即異常優化等工作奠定了基礎,證明了該方法和相關理論的有效性。針對家具生產線運作成本及其影響因素計算模型數學建模問題,提出了一套結合數據特點的家具生產線運作成本建模方法:運用數據聚類和基於主成分分析的數據降維等方法實現成本影響因素相關數據的預處理,運用基於線性與非線性回歸分析的確定性數學建模方法和基於BP神經網絡的不確定性數學建模方法,實現對各個數據特點、數學原理等限製條件下的家具生產線運作成本及其影響因素計算模型的建立,並提出相關模型驗證方法。用具體案例研究詳盡闡述了本文提出的家具生產線運作成本數學建模方法,結果顯示該建模方法具有較高的計算精度,為後續的生產線運作成本、影響因素的在線計算、狀態監測、異常優化及實施反饋評價等工作奠定了基礎。針對家具生產線運作成本異常處理優化控製問題,結合家具生產線運作成本數據采集及建模的相關結果,可以用來實時測量、計算、預測、評價家具生產線運作成本的實時狀況。因此提出相關智能優化求解算法的評價體係,具體內容包括家具生產線運作成本異常界定方法、異常處理優化求解方法分類、優化求解算法及評價體係,評價對象包括智能算法的效率、穩定性、提供Pareto解集的完整性等指標,為具體成本異常問題提供特定的性能較為優異的智能算法解決方案。通過實際案例壓鑄生產線的監測結果可知,對於某個成本異常問題,在通過以上方法獲得的對應的優化改善措施實施後的連續數個周期內,生產線每件平均運作成本得到逐步下降並回歸至正常水平,證明本文提出的方法能夠有效運用智能化手段,均衡並有效解決諸多矛盾導致的家具生產線運作成本異常處理及優化問題。最後,對全文主要研究內容進行總結,歸納其中的創新點,並對後續研究方向進行展望和探討。

作為引領製造業模式變革的新興製造手段,3D打印技術近年來成為當今國際先進製造領域的發展前沿和研究熱點,受到學術界和產業界的廣泛關注。快速成型的優越性和對複雜造型的適應能力使其發展逐漸深入到具體產業的應用上。與此同時,我國家具製造產業逐漸呈現細分化,定製化的發展趨勢,家具製造產業的生產變革正在加速。在這兩種趨勢的共同作用下,3D打印家具的應用實例逐漸增多,部分基於打印技術生產的家具產品開始出現批量定製的局麵。從3D打印技術和家具製造領域的發展交匯點出發,進行3D打印技術在家具製造產業的應用情況研究,對推動家具製造產業的未來發展有必要的現實意義。3D打印技術在家具製造產業的應用產生了顯著的影響,正在推動家具成型特征的改變,家具設計研發體係的重置,家具行業生產關係的調整以及家具生產製造模式的變革。在家具生產的複雜製模,產品研發,零部件生產,家具主體成型等具體環節中,3D打印技術正在起到對複雜製造流程的簡化作用。與傳統的家具製造技術相比,新技術的應用優勢是更能適應迭代期短,結構複雜,多材料型,智能型和環保型的家具生產,但是在實現3D打印家具的規模化發展方麵,新技術在應用中還需解決技術和設備等方麵的限製,如打印尺寸,加工速度和精度,設備穩定性,打印材料的選擇性等。基於3D打印技術在家具製造產業中呈現的批量生產態勢,3D打印家具的未來發展方向是集設計,材料,工藝,價值鏈於一體的產業化集群發展。在應用和推廣方麵,可選擇智能化和社會化的發展道路。待規模化生產條件成熟之際,3D打印家具的產業鏈結構塑造可參照外部協同型和內部創新型的產業鏈結構模型,以此來推進3D打印技術在家具製造產業的深入發展。在具體的應用中,3D打印技術有其通用的製造流程。其過程可歸納為以下三個步驟:第一步為虛擬三維模型數據的獲取及格式轉換;第二步為選取合適的打印設備以及打印材料進行三維空間中的家具產品塑造;第三步為3D打印家具的後期處理。通過3D打印家具產品模型的成型實驗,記錄3D打印家具模型的設計和打印過程,可為家具產品的製造提供實踐參考。

為探究定製家具智能製造的整廠物流規劃技術和方法,依據成組技術原理,結合企業實地調研情況,闡述家具企業車間物流發展過程和車間流程規劃的必要性。分析成組技術在定製家具智能製造過程中的應用情況和成組工藝特征。討論基於成組技術的定製家具智能製造整廠物流規劃的關鍵技術,包括兩部分:由生產空間組織和時間組織構成的家具生產物流組織,由控製形式,控製過程和控製方法構成的家具生產物流控製,提出家具智能製造車間整廠規劃的技術要求,為家具企業智能製造轉型升級進行整廠物流規劃提供參考。

智能製造技術離不開計算機技術的支持,計算機模擬製造業專家進行智能活動,並將職能活動結果和智能機器融合起來,應用於製造業的各子係統,從而提高製造業生產效率,提高企業運營效益。家具產業的市場競爭十分激烈,許多企業為了提升自身競爭力,不斷將製造業和新技術進行磨合,開發出智能家居,打造智能家居時代。本文簡要分析智能製造產業的發展現狀和智能製造技術在家居領域的應用情況,試圖探究智能家居的發展前景。

中國家居製造技術經曆了"大規模定製"和"柔性製造"的信息化和數字化轉型後,正快步向著智能製造推進。家居智能製造技術的引入,不僅改變了家居的設計方法,生產模式和經營模式,更是對企業生產與運作提出了更高的要求。通過文獻查閱和企業實地調研的方法,對中國家居智能製造技術的發展曆程進行了簡要回顧;通過對家居產品數字化設計技術體係形成,從"煙囪"到"管道"的信息化管理技術轉變,定製家居揉單生產模式技術體係的研發和數字化動態管控技術平台的搭建等方麵分析,概述了中國家居智能製造技術研究現狀;結合定製家居企業的產業化應用情況,總結了中國家居智能製造技術應用現狀。針對現階段家居產品屬性和價值的變化,時代背景對家居智能製造的影響和家居智能製造技術推進過程中的挑戰,分析了家居智能製造技術麵臨的新形式。依據對中國家居智能製造技術的理論分析及產業化應用情況,從家居生產過程的重新認識和家居智能製造技術升級關鍵點入手,對中國家居智能製造技術的發展進行了展望,以便為中國家居智能製造的轉型升級和技術發展提供參考。