软体家具智能制造：提高真皮利用率必须穿越“三重门”

【编者按】本文将结合先进的智能制造技术手段和精益生产管理的方法论，探讨如何在人机结合的状况下，提升家具制造环节中的真皮利用率，以及家居企业必须穿越的“三重门”。

本文发布于美国今日家具，作者为葛文/张连兴；经亿欧家居编辑，供业内人士参考。

---

众所周知，在软体家具生产领域，原材料往往占据成本的重要部分。尤其是在沙发生产中，真皮的成本占比可能超过30%。由于真皮原材料具有天然的瑕疵，优化样板的排布成为提高最终利用率、节约成本的关键一环。

然而由于种种原因，相对于板材和结构件生产的自动化水平，国内众多家具厂的真皮裁剪基本仍靠工人手工完成，处于“管理失控”的状态。

而根据测算，在达到一定规模的裁剪车间中，任何超过1%的提升都将带来可观的经济效益。当然，前提是对原材料的利用率、裁剪质量等核心指标进行有效的监测、管理和提高。

基于此，本文将结合先进的智能制造技术手段和精益生产管理的方法论，探讨如何在人机结合的状况下，提升家具制造环节中的真皮利用率，以及家居企业必须穿越的“三重门”。

第一重门：自动化裁剪替代人工裁剪，真皮利用率提高5%以上

如前所述，人工裁剪仍是目前真皮裁剪的主流方法。但近年来用工成本的持续上升，家具制造业对年轻人的吸引力不足、宏观经济增速放缓，以及贸易摩擦对市场的冲击等多重因素的压力下，制造环节的利润持续下滑，越来越多制造商感到传统方式正变得愈加难以为继。而人工裁剪的缺点总体来说有以下几点：

（1）裁皮工人培养及管理的困难。一般来说熟练工需要3年以上的经验积累，然而这个熟练工群体由于年龄等因素，正在逐步退出劳动力市场。而市场上补充的劳动力来源不足，工作意愿尤其是对旺季加班也不如上一代工人那样积极。

（2）品质难以统一及控制。因为皮料具有伸缩性，工人在实际操作中的失误以及主观微调品质标准的情况在所难免。而同时工厂缺乏有效的技术手段采集生产数据，无法汇总分析并提出改进方案。

（3）实物样板难以管理。实物样板存在占空间、易磨损、可视性差、取用不便等诸多缺陷。并且由于外销的萎缩和内需订单的增加，多品种小批量的生产趋势也带来了更大的挑战。

目前全球范围内，自动真皮裁剪设备的大规模应用技术已趋于成熟，尤其以法国力克系统为代表，并已在国内促成了诸多成功案例。

在家居行业的头部企业中，自动化代替人工的趋势已经非常明显。下面将以力克VERSALIS机型为例，简要介绍该系统的两种组织模式。

——在线模式。 所谓的“在线”，即在人工标识出皮革伤残和疵点（可采用实物笔或电子笔，目前不存在自动标伤技术）环节后，直接上机排料裁剪。决定设备效率的核心环节，是通过自动排料的强大算法得出最佳的排料利用率结果，及硬件本身的速度、精度及稳定性。

整个流程包括瑕疵识别（人工）、皮革上料（人工）、排料（自动）、裁剪（自动）、卸料（人工配合辅助设备）、分析优化（自动）等环节。根据用户的具体生产订单，每小时产出可达14～16张皮革，效率大大超过人工。

根据力克在国内积累的成功案例经验，在线模式相比人工裁剪往往会带来5%甚至更高的利用率提升。

——离线模式。 它和在线模式的区别在于，瑕疵识别及扫描步骤提前分离于后续的其他环节。即所有皮料入库后（而不是生产前），先进行皮革标伤、面积扫描、录入系统形成电子化信息，待生产时只需根据当天的生产需求调用排好料的订单即可。

这个系统发挥威力的关键在于，用于裁剪的电子样板和真实皮料的匹配工作，将由电脑在非工作时间段（例如生产前一天夜里）进行大量模拟计算，不仅考虑裁片的排列给合，更兼顾皮革的排料组合，以获得更佳的排料结果。

为了满足产量的效率，在线系统中每张皮革的排料的计算时间往往仅有十几秒到两三分钟，而离线系统有着更充裕的计算时间。最终两者对于皮料节省的差异，可能高达2%～3%。

但需要指出的是，离线系统对于用户的基础建设如自主IT系统建设能力、智能仓储系统、订单管理系统、ERP等系统等环境要求较高，其初期资金投入也较高，且绝大软体沙发企业尚未达到上述要求，因此目前尚未真正引入国内市场。

第二重门：流程改善，让设备效率充分发挥

所谓的智能制造就是以信息化、自动化和智能化三化合一的渐进过程，其中生产过程的合理化与标准化是前提。 流程是生产业务和组织运作的主线与固化结果，其外化的表现就是体系与标准，而对流程的优化主要是基于精益的思想。

流程的合理化与标准化是智能制造的基础，决定了智能制造的实施效果。而精益生产则是确保流程与标准化的有力工具。

如果说自动裁剪设备的引入已成大势所趋，那么人机结合、流程改善的议题则更值得业界关注。 原因在于，很多企业在高额的设备投资之后，往往因为种种原因没有对后续的OEE（设备综合效率）进行管理，导致投资回报达不到预期目标。

因此，穿越第二重门的关键在于“人与设备的结合”。那么从人工裁剪转型到自动裁剪后，哪些相关流程需要改善呢？

（1）裁片质量分区。可以说，技术部门在裁剪前进行有效的裁片质量分区（充分利用皮革的各种伤残），是得到最佳利用率的先决条件。图3演示了一个裁片标准的质量分区，完整的真皮在人工标伤并上机扫描后，也将迅速得到相应的质量信息，于是定义好的裁剪任务将交给电脑自行匹配并排料。

这里需要注意的是，标伤环节目前由于技术方面及用户具体要求的多重限制，必须仍由人工完成。

同时，机器裁剪的严格执行虽然会保证裁片的高质量，但相对于人工往往无法容忍一些小的不良匹配，初期投产中，机器在这个环节的利用率上会处于相对弱势的地位。

（2）皮革伤残定义。如上所述，图4演示了一张真皮在遵循标伤定义和操作后的伤残分布状态。A区意味着最好的品质区域，这个区域的皮通常会被用在家具的关键部位，以此类推，直到一些区域低于最次的品质要求则必须废弃（无法利用）。

排料时皮革上定义的伤残与裁片上定义的伤残意义相同，裁片上质量区只能放置在皮革相对应的质量区或高一层质量区，从而确保裁片品质。

（3）皮革残伤标识及收料辅助。除了裁剪本身，皮革残伤标识及收料环节目前也有相关辅助设施提高其效率。例如皮革标伤环节的滚筒及马架，可助力查找皮革的暗伤，伤残标识效率更高，马架可以避免随意堆放的皮料褶皱带来的裁剪损失，但目前并未普及到每一个工厂。

收料环节中，如果进行了订单的混合排料，相应每个订单的裁片归类会成为一个消耗工时的环节。而目前也有通过投影的方式，用不同的颜色进行区分收料的方法。

需要指出的是，尽管如此，这个环节目前由于缺乏全自动化（如精确抓取和归类的机械臂）的辅助手段，仍然是阻碍行业实现从裁剪到缝纫全自动产线的难点。

第三重门：持续改善，维持高绩效表现

在穿越了上述两重门后，可以说这个裁剪车间具备了自动化和信息化的能力，并且随着时间的推移，将产生大量的有效生产数据。 因此在内部挖潜，继续提升并且维持高水准表现方面，第三重门仍然是敞开的。 然而令人遗憾的是，目前国内能够在这个领域内保持清醒并持续探索的厂家，可谓寥寥无几。

首先需要意识到，由于多方的重视，项目导入初期取得的绩效往往有着较高的水平。而国内家具制造存在着管理粗放、基层人员流动性大等特点，往往难以维持高绩效。

因此，“不设终点”地对设备和相关人员进行数据采集、分析和汇总讨论，并制定相应的行动计划，尤其重要，我们称之为持续改善。大体上有以下几个方面：

——维持管理和操作人员的稳定，及时补充人员及重新培训。

——设备参数的不断优化（如裁剪速度、开关机时间、排料时间等），尤其在订单结构随业务产生变化的情况下。

——排料方式的优化。对于同一种皮料的不同订单，考虑进行混合排料的探索。

——优化整个自动裁皮车间的工作流程。

——皮革来料质量的分析及优化（基于大数据），优化供应链。

没有数据，也就无从管理。现代化的设备提供的不仅仅是更稳定可靠的裁剪表现，更带来了数据的沉淀，而如何利用数据则是管理人员和项目实施人员要面临的课题。图7的案例显示了这种改善的精妙之处，即便是裁剪速度提高1.1%，对于整体效益的提高也有明显的贡献。

当前，整个软体家具行业呈现出竞争加剧、利润下滑的局面。我们也切身的感受到各大厂商纷纷把目光转向了内部，依托技术投资，改变过去粗放式的生产环节。

中国在从制造大国走向制造强国的道路上，依靠的不仅仅是崛起的庞大中产阶级群体、广阔的发展腹地，更是对于新技术应用的渴求与不断探索。

正如《人类简史》作者尤瓦尔·赫拉利第一次来到中国时那样，他无比惊讶的发现自己受到了“摇滚巨星”般的待遇。这个国家拥有旺盛的内需市场和最丰富的商业技术落地场景，各种改善的方法层出不穷。

我们有理由相信，一旦智能制造在家居行业获得大规模普及，若干年后，本文所介绍的内容将成为软体家具制造史上一页重要的注脚。

亿欧家居原创荐读：

三大白色家电巨头走进工业4.0

红米首款电视来了，但性价比打不了持久战

9家定制家居企业2019年中报出炉，营收平均增速仅12.47%

编辑：戴丽芬

本文已标注来源和出处，版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们。