木器工业4.0智能生产线规划书
一．序言
随着科学进度生产力的发展，在时刻改变人们的生活和工作状态。作为流传千年的中国特有的古典式家具以榫卯连接为核心的生产模式和方式也因种种因素随着时间的进程也在改变。不断的追求着，工业化后，更好的用户体验，更高的生产效率，更低的生产成本，更精益的生产管理。
工业4.0智能生产这一概念，现在已为所有的制造生产领域所了解与认同。目前，现在大家达成共识的工业1.0--4.0的概念与理解如下：
工业1.0时代，机械制造时代，水和蒸汽作为动力来源，替代了动物和人，使机械化得到大规模的发展，同时使人类生产效率得到大幅度提升。标志着人类不甘于将自身全部精力投入在手工上。这个阶段的机器制作粗糙，只能用蒸汽或者水力驱动，来完成一些有限的工作，但是以机器代替人类工作的工业思想开始成为工业发展的主流。
工业2.0时代，电气化与自动化时代，电力的使用和大规模的分工合作模式开启了制造业的第二次革命。制造业无论采用什么设备和技术，动力始终是其基础性的核心要素。工业2.0的机器和动力相较于工业1.0，有着非常巨大的进步。并且，得益于电话机的发展，人类之间的通讯变得简单快捷，信息在人类之间的传播为第三次工业革命奠定了基础。
工业3.0时代，电子信息化时代，以电子工程和IT技术的应用，自动化以PLC（可编程逻辑控制器）和PC的应用为标志，。在工业3.0中，以互联网为信息技术的发展和应用几乎把地球上的每个人都联系了起来。工业中的生产出现了各种各样的机器人，以往那些高危、复杂、枯燥的工序都可以使用机器人代替，并且得到更大的经济效益。从此机器不但接管了人的大部分体力劳动，同时也接管了一部分脑力劳动，工业生产能力也自此超越了人类的消费能力，人类进入了产能过剩时代。
工业4.0是实体物理世界与虚拟网络世界融合的时代，产品全生命周期、全制造流程数字化以及基于信息通信技术的模块集成，将形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服务新生产模式。工业4.0旨在将一切的人、事、物都连接起来，形成“万物互联”。在这张“大网”里，人类不喜欢的工作可以由具有具有学习能力的机器人和人工智能自动完成，甚至不需要人类指导（目前，还没有离开实验室，广泛使用，但是大家都知道，它已经在不远处等我们了）。


作为木器家具行业。特别是传统的仿古家具的生产极大的受各种不确定因数制约（核心是无成熟的自动化设备，无行业通用制造标准），无法达到规模和标准化。甚至于已经在其他消费类日用品行业中广泛应用的，MES系统（制造执行管理系统）和ERP系统（企业资源计划）都无法在生产流程中做到全掌控。数据对接更是一片混乱。目前，仿古家具类企业最多能达到工业2.0阶段，换而言之，就是在21世纪已经过了五分之一的现在，而本行业的工业化程度却停留在50年前。本人诚挚的期待，本行业的同行能一起为这个古老而富有魅力的行业，添砖加瓦加快其生产模式发展。让它的魅力永久流传。
二．总生产模式规划
本规划中以满足小批量多件次，柔性的高效生产为核心。完成当产品完成设计时，就能在计算机中模拟及实时控制从：采购原料--锯解（开料）--干燥--机加工榫卯线条--打磨-组装--涂装--全生产过程。以求形成一种高度灵活、个性化、数字化的产品与服务新生产模式。
第一部分:总流程纲领
1、本智能生产模式是垺星家具科技有限公司根据在仿古，实木家具行业收集到的综合信息,以高质量,标准化，数据化，为企业本着品牌定位和发展战略为基础。以科技实用为基本设计原则,结合各公司特点整体规划,安全、节能、环保、柔性、高效、美观、实用、努力提高产品档次,具有产品多用途、可持续发展、可参观性为设计准则;
2、本智能生产模式以中式（仿古）家具家居小批量，多规格生产为主,可满足最大产品通过尺寸为 L2200MM*W1000MM*H2200MM、部件总装前重量10kg以内,总装后重量不限。
3、成品质量各性能参数达标,良品率处于受控状态,生产质量属国内先进水平;
4、设备整体外观设计、制造体现美观大方,富于时代感,能体现现代企业的风貌,同行优秀企业的典范作用;
5、整个生产线的整体布局流畅,布局空间分割合理、物流通畅、操作维护方便等特点,前期设计考虑到行业的消防要求,为满足消防达标奠定基石;
6、整厂设备设计能满足自动化程度高、能耗低的要求,低成本运行的特点;
7、整厂生产线工序完善,工艺设备先进;生产过程全面通过数据受控，无权限人员无法干涉生产流程进行，操作条件安全,良好,车间环境清洁;按同期同行产品先进水平设计,制造。

第二部分：生产流程
1.生产前应具备数据与信息；
A.完成的设计图纸（需要是实体图STP格式最佳）；
B.具备ERP系统（企业资源计划）；
C.有基本MES系统（制造执行管理系统）即产品质量标准，部件加工标准，生产作业指导书，异常状况处理流程，采购规范，原料，辅料配备标准等生产中必须且需要严格执行的工艺及管理文件。
2.生产控制管理流程图



A.生产计划（输入智能中央控制系统生成相关文件并处理物料，生产节拍兼容事项）
本规划中利用中央智能控制系统(采用是全球顶尖的木工行业三维设计、加工、软件服务商美司勒软件（上海）有限公司的topsoil软件基础上，建立设计，加工等技术资料。{拥有自主知识产权}垺星家具科技公司为使用厂家量身定制具有知识产权的二次开发，兼容MES系统（制造执行管理系统）和ERP系统（企业资源计划）与所有独立机台的CAM(数控机床），达成物料与生产无缝对接。完成完整的从原料到产品的精益管理与控制。（集成CAD/CAM/NC/ERP/）一体解决，完成设计后在软件内进行几何实体（STP）建模（直接在软件内设计数据更健全），软件将自动生成产品料单（BOM含标准板材配料),部件图，装配图（含爆炸图），作业流程及对应数控机床生产程序，并且通过软件内的ERP各有需要端口都可以查询相应图片和数据。以物料运转PLC系统为基础将生产物料流转和数据集合汇总，并处理异常状况（如补料，再次加工等，达到每批订单按质按量完成入库）。可让财务，采购，销售等部门可借此平台高效即时的数据（数据详细到产品部件是否有适合物料，在那个机台或者仓库的具体位置），判断并作出反应。将会大幅度提升工作与资金效率。
B.上生产线前物料准备。根据BOM表要求完成备料（含主料和辅料包材等）。
C.按照物料需求通知各仓库核准所有物料是否齐全并及时发放。
D.生产全过程
D1.生产线机台准备，做好人，机（含刀具，夹具，涂料，胶水等生产辅料），按照MES系统（制造执行管理系统）数据对生产线现场流动等调度。
D2.调用中央系统中（CAM/NC）文件调机及合格首件制作。
D3.各工序按照单据完成生产计划要求质量合格产品，数量不能多也不能少。（中途巡检）
3.具体生产工艺流程实施:由客户提供样板(本生产线可生产各式中式家具)初步设备设施清单（所有照片仅为说明，截图来自网络不特定厂家）A-F都有独立模块，各厂家可以选择单独模块或者组合模块，并利于将来升级。
A.备料工段（原料准备工段）.
B.开料(标准备料)工段.
C.家具机加工，初磨，底油，底磨，组装工段.
D.家具组装后精修，处理瑕疵。（最后保留的手工操作）
E.表面涂装
F.包装入库
A.备料工段（原料准备工段）
生产步骤：1.原木检测--2原木锯解--3.干燥（标准外购板材已经完成1.2.3，如果未完成补足1~3步骤）---4.原料仓
依照，生产工艺流程规划所需设备及设施软件介绍如下：
1~2板材准备，并建立原料仓（含外购规格材，本厂加工干燥锯材及储备标准开料完成料及生产过程产生余料）。
1.名贵木材无损扫描检测，对所有原木内部不可见缺陷建立数据档案，用专用软件规划其最佳且唯一锯切方案（此软件可在全开料过程进行控制，无权限人员不得在生产过程更改其使用。可以达到1木专用或者1木一套家具）




2.原木锯解;
建议使用立式大带锯或者卧式大带锯（两者区别立式带锯产能是卧式带锯产能8~10倍，但是卧式带锯的最后出材率要高5~10%左右，增加自动翻料接料，分料及打包（就是锯解后直接打包入干燥窑）（专用定制设备设施），自动（或者手动）用激光给每片锯材做标识。
立式数控带锯 卧式数控带锯




3.干燥
采用各类干燥设备：常规常压（干燥容量大，周期长）单位体积加工成本较低，质量普通，变形相对难以控制。高频，真空等新式设备，单位体积加工成本较高，质量比较高，变形相对可控。
常规干燥窑： 高频，真空干燥窑


4.智能立体原料仓（干燥后规格材，本厂干燥后锯材，加工过程中余料，标准备料材）
利用计算机软件给各种规格板材，余料指定位置，做好完备记录，利于选料与保障库存。


B.开料或称标准备料工段（按照中央控制系统执行）全过程增加自动上下料，淘汰大部分手工锯切。新增优选锯，多片锯生产线（优化上下料及物料运送），负责90%以上切割。力求物料转移路线明晰数据跟踪完备，将人为失误降到可控状态。对于直料，薄板等后工序集中且表面破坏少的标准料进行一次薄涂装，达到封堵大部分木眼，清除木眼中木纤维，减少生产滞留过程中变形。大量降低后工序打磨难度和时间。
生产步骤：1.标准直料--2.标准薄板--3.标准弯料
1.标准直料工艺流程



优选锯断料 双面刨 多片锯

四面刨 砂光机 喷砂机

UV喷涂线


2.小于2厘米厚薄板拼接标准料工艺流程


3.异形标准料


数控曲线锯
大板厚板上下料系统 设备前后连接系统


C.家具机加工（出榫卯结构、，初磨，底油，底磨，组装工段）.
1.机加工，初磨
淘汰绝大部分单件单工序需要一人一机操作的设备如钻孔，出榫等设备，新增数控榫卯孔槽设备5类。直接在完成机加工后初磨，压缩工艺流程。统一中央控制系统编制生产文件，优化生产流程，每条料转移次数小于3次，减少物料运输路程次数。自动上下料，形成流水线。通过中央控制系统实时控制生产线上数据及时补料，纠正生产疏漏。



多刀三维双边铣， 龙门结构虎脚四轴加工 数控双端出榫机，
自动榫头机， 数控锯铣加工中心 多工位3轴数控榫槽机

面方专用三轴多刀加工中心 四面砂光机， 异形砂光机




2.组件拼装
组装增加液压，气动组装平台，各工作平台间增加自动运输滚轮。*胶水硬木专用高频胶


面板，白胚组装机。
D.家具组装后精修，处理瑕疵。（最后保留的手工操作）
E.表面涂装
完成整装且底磨底油后，涂装（油漆）工艺只保留调色，及一底，面漆选择则由各厂家按照本身特色工艺选择（如烫蜡，木蜡油，生漆，蜂蜡等等。。。。。），此工段自动化系统已经普及（板式实木家具通用的吊式或者地滚式涂装有很多种选择）及管理都很比较容易处理本系统模式可任意外挂其数据及跟踪。
F.包装入库
组装，修检平台，平台组合线，并贴合标示等待入库。


立体智能仓库中央系统有独立模块。



分拣发货系统


小结
全生产新模式完成后，能达成员工降低到原工段需要使用的10~20%（除设备异常外）。生产节拍在产能范围内即生产计划完成周期提高50~100% （例如全榫卯沙发木工--打磨全过程完成在25天周期 （不含物料，雕花延误时间（例如全榫卯沙发木工--打磨全过程完成在25天周期原常规生产需要至少60天工作日 （不含物料，雕花延误时间）。开料至少比传统节料15~20%。 ）。开料至少比传统节料15~20%。
第三部分 商 务 协 议
一．新建生产线预算项目表：


序号 大项目名称 项目及说明 数量 参考单价（元） 预计总金额（元） 备注
1 总规划设计费用（含非标专用设备设计） ①生产工艺全流程规划，
②（原木，外购规格板材及辅料等）物料控制规划，
③提供辅助设施水，电，压缩气体需求规划）
④具体布置生产线全过程，设备调试，人员培训。
⑤全线完成后产能，环保，技术文件交底。 以生产线占地面积计算
2 可采购标准设备 ①推荐使用目前，国内高质量先进设备。可以满足本生产系统质量与产能需求。
②尽可能采用高性价比设备。
③优化设备易损件规格，以利于使用时，便于维护维修。
④统一使用，目前市面上性价比与质量，口碑都好的台达数控，PLC和数控（cam）控制系统。 详细见设备清单并对完成部分修改对接中央控制系统。具体价格及完整物料清单以每工程段详细合同为准。
3 定制专用设备 ①委托与现国内行业内高质量和机械加工能力，研发能力，领先的马氏，三度等厂家合作。定制研发生产线必须，但目前国内无现货库存的设备。
②统一使用，目前市面上性价比与质量，口碑都好的台达或者广州科源数控及PLC智能控制系统 详细见设备清单并对完成部分修改对接中央控制系统。具体价格及完整物料清单以每工程段详细合同为准。
4 中央控制系统（含物料流转控制，及在制品检测机台，和各环节数据平台） ①
采用是全球顶尖的木工行业三维设计、加工、软件服务商美司勒软件（上海）有限公司topsoil软件，建立设计，加工等技术资料。
②在topsoil软件基础上，垺星家具科技公司为使用厂家量身定制具有知识产权的二次开发，兼容MES系统（制造执行管理系统）和ERP系统（企业资源计划）与所有独立机台的CAM(数控机床），达成物料与生产无缝对接。完成完整的从原料到产品的精益管理与控制。
③PLC系统为基础生产物料流转和数据集合汇总，并处理异常状况（如补料，再次加工等，达到每批订单按质按量完成入库）。
④财务，采购，销售等部门可借此平台高效即时的数据，判断并作出反应。将会大幅度提升工作与资金效率。
⑤内部网络建立含可视管理显示屏，交换机，服务器等。 原企业已经有ERP生产控制模块可以对接。无则需要增加。第一期付款项目。
5 环保系统（除尘，废料）） ①根据国标按要求设计加工过程废弃物（木粉，木屑，碎木块）的转移运输，保存等处理系统。
②按照生产过程产生的废弃物的比重，体积分级处理。即，A.产生粉尘量大的设备独立配置处理系统。B.设备内部废料收集设施。
③建立高速高效节能型，粉尘转移收集系统。
④精准设计与加工从源头减少废弃物产生。 1 本系统针对固体废弃物（如，粉尘，木屑，木块）及节能减排。具体价格及完整物料清单以每工程段详细合同为准
总计：

设计方：广东中山市垺星家具科技有限公司


垺星家具科技有限公司
日期：年月日

公司组织架构基本健全，营业额呈递增趋势，市场方向和认可度已明确;财务状况趋于盈亏平衡或已开始盈利