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| Thinking and practice of automatic production of wooden door under custom condition |
在我國木制品加工行業(yè)中，家具業(yè)、地板業(yè)等自動化生產(chǎn)屢見不鮮，而木門業(yè)的自動化生產(chǎn)卻還是鳳毛麟角，究其原因，定制條件位居其首。正確認(rèn)識我國木門業(yè)定制生產(chǎn)方式存在的必然性，研究、開發(fā)、選用適合定制條件下木門批量制造的自動化設(shè)備，對促進(jìn)我國木門業(yè)的健康發(fā)展至關(guān)重要。
1 批量定制是我國木門業(yè)加快發(fā)展的必由之路
定制，是我國木門制造業(yè)區(qū)別于世界發(fā)達(dá)國家木門制造業(yè)的顯著特點，它是一把雙刃劍，一方面，普遍多規(guī)格、多品種、多樣式的需求以及由此產(chǎn)生的上門測量、個性定制、現(xiàn)場安裝等繁雜服務(wù)形成難以逾越的市場壁壘，把擁有現(xiàn)代化大批量生產(chǎn)手段的國外木門企業(yè)擋在了國門之外，為我國木門企業(yè)的迅速崛起和高速發(fā)展贏得了很長一段的發(fā)展機遇期；另一方面，定制生產(chǎn)方式一般是單件的、多批少量的生產(chǎn)，因而是低效的，它給批量生產(chǎn)和自動化制作設(shè)置了重重障礙，導(dǎo)致全行業(yè)自動化水平低、大批量生產(chǎn)難以實現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)集中度低，大型企業(yè)少，至今沒有覆蓋全國市場的知名品牌，成為整個行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的桎梏。
我國木門業(yè)定制生產(chǎn)方式不會在短時間內(nèi)消失，主要原因有二：一是我國木門行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度較低，至今沒有專門的木門國家標(biāo)準(zhǔn)， 2000年建設(shè)部出臺了《建筑木門木窗》標(biāo)準(zhǔn)，2006年國家發(fā)改委批準(zhǔn)頒布實施《木質(zhì)門》標(biāo)準(zhǔn)，其后，《住宅建筑門窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》、《室內(nèi)木質(zhì)門》標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺，但這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是推薦標(biāo)準(zhǔn)，不具備強制性，且政出多門，規(guī)定不一，造成了市場上木門需求無規(guī)則，木門設(shè)計無規(guī)范，盡管很多有識之士在呼吁、努力和行動，但真正實現(xiàn)尚需需時日；二是我國的家居消費習(xí)慣與西方發(fā)達(dá)國家差距大，簡約式木門有需求，但追求個性化的消費群更大，即使一段時間之后國家或行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化水平達(dá)到了發(fā)達(dá)國家的程度，木門的規(guī)格趨于規(guī)范了，但造型、結(jié)構(gòu)、色彩等林林總總的個性化需求仍會存續(xù)。如果說標(biāo)準(zhǔn)是政策性的、人為的、終究可以規(guī)范的，那么多樣的個性化需求則是歷史的、人文的、短期難以逆轉(zhuǎn)的。大規(guī)模自動化生產(chǎn)的普遍發(fā)展規(guī)律與市場個性化需求客觀存在的矛盾深深困擾著我國木門企業(yè)，把批量與定制這兩個看似矛盾的方面有機地結(jié)合起來，摸索出一種新的生產(chǎn)方式，用大批量生產(chǎn)的效率來定制不同消費者特殊需要的產(chǎn)品，是我國木門業(yè)加快發(fā)展的必由之路，也是木門設(shè)備制造企業(yè)的歷史機遇。
2 我國定制木門自動化生產(chǎn)實踐的啟示
近年來，我國上海、廣東、山東等地的木工機械設(shè)備制造企業(yè)開始研發(fā)各具特色的木門加工設(shè)備，推出了門扇門套切削加工、門扇壓貼、異形門砂光、線條砂光、木門涂裝等專用機械。在這當(dāng)中，上海躍通木工機械設(shè)備有限公司（以下稱上海躍通公司）的成效最顯著，在木門設(shè)備這個木工機械細(xì)分市場中處于領(lǐng)先地位。
2005年，上海躍通公司開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的我國第一臺木門專用加工設(shè)備——MDK4120木門綜合加工機，銷往江蘇金豐木門廠，開始了木門自動化生產(chǎn)的實踐。之后上海躍通公司多次改進(jìn)，完善了自動對刀、自動潤滑、快速測量、一軸雙控等功能，最終定型為MDK4120D數(shù)控木門孔槽加工機，成為我國首款符合定制生產(chǎn)要求的木門專用加工設(shè)備。隨后幾年中，吉林森工北京霍爾茨門業(yè)公司、大連通世泰公司、浙江春天門業(yè)公司先后委托上海躍通公司根據(jù)各自木門生產(chǎn)工藝要求研發(fā)各類木門專用設(shè)備。
上海躍通公司先后開發(fā)出了用于門扇和門套加工的15種數(shù)控設(shè)備，這些設(shè)備采用活動工作臺、隨動壓緊、快速測量、均分切割、自動糾偏等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)了定制條件下木門柔性自動化生產(chǎn)，大幅度提高了勞動生產(chǎn)率、提高了加工精準(zhǔn)度、減少了對勞動者技能的依賴。上海躍通公司借勢實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，成為我國知名的木門設(shè)備專業(yè)制造商。今年又按照定制生產(chǎn)的要求為北京TATA、沈陽3D等木門企業(yè)設(shè)計出了門扇柔性生產(chǎn)線, 運用基于條形碼和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)了木門加工信息的自動采集和生產(chǎn)過程中的數(shù)字化管理。
我國木門業(yè)推進(jìn)定制條件下木門自動化生產(chǎn)的速度是驚人的，上海躍通公司的資料反映，短短3年多時間，選購上海躍通公司數(shù)控木門設(shè)備的企業(yè)達(dá)到500多家，全行業(yè)選用國產(chǎn)數(shù)控木門設(shè)備的數(shù)量快速增長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了進(jìn)口設(shè)備的數(shù)量。研究總結(jié)這一進(jìn)程，可以讓木門生產(chǎn)企業(yè)和木門設(shè)備制造企業(yè)獲得很多啟示。
1） 批量定制能力是我國木門自動化的普遍要求。我國木門業(yè)自動化姍姍來遲的原因，是定制模式下不易推進(jìn)自動化大批量生產(chǎn)；歐洲先進(jìn)設(shè)備進(jìn)入我國后普遍“水土不服”的原因，是難以適應(yīng)按個性化定制的要求；我國木門機械制造企業(yè)開發(fā)出的木門裝備有的無人問津，有的迅速走俏，主要區(qū)別在于“柔性”滿足定制需求的程度。由此可見，大批量、低成本、高質(zhì)量、高效率地生產(chǎn)定制產(chǎn)品是我國木門自動化的普遍要求，是木門企業(yè)自動化抉擇的重要因素，也應(yīng)該成為木門裝備制造企業(yè)設(shè)計開發(fā)的持續(xù)追求。堅持這一研究方向，滿足這樣的基本要求，我國的木門自動化才能真正形成自己的特色，形成市場競爭力。
2）產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作是我國木門自動化的必要條件。自動化是對原有生產(chǎn)方式的顛覆，對工藝、材料、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)件、輔料、粘合劑、環(huán)境、專業(yè)水平等很多資源要素都會提出新的要求。木門企業(yè)自我武裝的想法和做法固然會因缺少設(shè)計制造經(jīng)驗和能力而事倍功半，甚至勞而無功；設(shè)備制造企業(yè)閉門造車也會因缺少對木門加工工藝等實際需要的了解而“中看不中用”；同時，如果沒有材料、配件、輔機、控制等供應(yīng)商的協(xié)作配合，自動化也只能是低水平功能整合，不可能實現(xiàn)真正的創(chuàng)新突破。上海躍通公司的數(shù)控門扇孔槽加工機、門框鋸鉆機和門框孔槽加工機是大連通世泰公司和北京霍爾茨門業(yè)公司委托開發(fā)的，門扇柔性生產(chǎn)線是在北京TATA、沈陽3D、四川星光等木門企業(yè)的工藝流程基礎(chǔ)上經(jīng)優(yōu)化設(shè)計而成的，這些木門企業(yè)明確提出工藝要求，甚至參與設(shè)計任務(wù)的討論、修改，參與試制、檢驗，不少配件供應(yīng)商也參與了攻關(guān)和創(chuàng)新，正是這種產(chǎn)業(yè)鏈的參與和推動，才使得上海躍通公司的自動化木門設(shè)備凸顯“接地氣”的優(yōu)勢，在行業(yè)內(nèi)迅速推廣。
3）勞動力紅利衰減是我國木門自動化的歷史契機。我國正處于勞動力結(jié)構(gòu)調(diào)整的時期，人口紅利快速衰減，勞動力成本進(jìn)入上升通道，加上新生代擇業(yè)觀念的變化，使得原本屬于勞動密集型的木門生產(chǎn)企業(yè)普遍面臨著人力資源補充和管理的困擾。勞動力狀況的這一變化趨勢本來是行業(yè)集體面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但卻令人驚喜地催生了自動化設(shè)備替代人工勞動力的巨大發(fā)展機遇，使得產(chǎn)業(yè)技術(shù)裝備升級的經(jīng)濟性拐點迅速到來。未來的發(fā)展趨勢已經(jīng)明朗，以人為主的生產(chǎn)模式，將逐步被以自動化設(shè)備為主導(dǎo)的模式所取代，后者高品質(zhì)、高產(chǎn)出、低成本和便于管理的優(yōu)勢必將成為企業(yè)新的競爭力。在這樣的歷史機遇面前，行業(yè)新的一輪洗牌不可避免，新的優(yōu)勝劣汰將全面展開。
4）先進(jìn)制造技術(shù)是我國木門自動化的推進(jìn)動力。近年來，我國木工機械制造技術(shù)緊隨世界技術(shù)進(jìn)步步伐快速發(fā)展，三維CAD設(shè)計、虛擬制造、虛擬組裝、運動仿真等現(xiàn)代設(shè)計手段的使用大大縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計質(zhì)量；各類金屬切削機械加工中心的運用，使得復(fù)雜、精密的設(shè)計要求在制造加工中得到充分保證；各種基于計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)、信息技術(shù)、測量技術(shù)、控制技術(shù)、管理技術(shù)，使得在傳統(tǒng)制造條件下無法實現(xiàn)的精密制造、智能制造、柔性制造、高效制造等輕松實現(xiàn)，使得批量生產(chǎn)和個性化定制這對原本的矛盾對立面得以統(tǒng)一。正是這些現(xiàn)代技術(shù)的日益成熟和普及，推動著我國木門自動化生產(chǎn)的快速發(fā)展。
3 木門自動化生產(chǎn)抉擇應(yīng)考慮的問題
木門自動化生產(chǎn)抉擇事關(guān)企業(yè)競爭力和發(fā)展方向，應(yīng)審慎考慮，科學(xué)決策。
1）通用加工設(shè)備與專用加工設(shè)備的抉擇。專用加工設(shè)備與通用加工設(shè)備相比，在質(zhì)量、效率、安全等方面的優(yōu)勢毋庸置疑，但由于生產(chǎn)規(guī)模、企業(yè)發(fā)展階段、經(jīng)濟實力、設(shè)備的實際使用價值、勞動力成本上升的漸進(jìn)性等因素的影響，使用木工通用設(shè)備生產(chǎn)木門的情況在我國木門行業(yè)還會繼續(xù)存在，企業(yè)要根據(jù)自身產(chǎn)品、產(chǎn)能、資源、目標(biāo)等實際情況，有計劃地逐步添置更新專用加工設(shè)備。要防止兩種傾向，一是不顧自己的資源條件，跟風(fēng)般的一擁而上，可能事與愿違，欲速則不達(dá)；二是因循守舊，舍不得淘汰傳統(tǒng)設(shè)備，抓不住新機遇，可能將在新一輪優(yōu)勝劣汰競爭中落伍掉隊。
2） 剛性自動化生產(chǎn)和柔性自動化生產(chǎn)的抉擇。剛性自動化設(shè)備與柔性自動化設(shè)備都適合于規(guī)模較大的企業(yè)，兩者相比，前者雖有不適應(yīng)定制化生產(chǎn)的致命不足，但也有成本低、故障少、產(chǎn)量大的優(yōu)點。企業(yè)應(yīng)該從自身的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)出發(fā)進(jìn)行抉擇，由于剛性自動化設(shè)備難以生產(chǎn)定制產(chǎn)品，而柔性自動化設(shè)備可以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，所以，以工程門為主的企業(yè)可以選用剛性自動化設(shè)備，而以市場定制為主的企業(yè)適合選擇柔性自動化設(shè)備。由于柔性生產(chǎn)設(shè)備工藝性強，設(shè)計制造要求高，購置成本高，在選購前應(yīng)對設(shè)備供應(yīng)商的設(shè)計能力、裝備水平、市場信譽進(jìn)行考評，辨清“李逵”與“李鬼”；在選擇柔性自動化設(shè)備時還要著重考慮設(shè)備是否具有自動檢測、自動識別、自動調(diào)整等功能，以保證柔性名副其實；同時還要注意設(shè)備配置的電、氣、數(shù)控元器件的品牌，以保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性和可靠性。
3）單工位多工序與多工位單工序設(shè)備的抉擇。自動化木門加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有兩種思路，一種是采用單工位多功能的結(jié)構(gòu)，在機器的一個工位上，通過自動更換各種刀具對該工位工件的多個部位進(jìn)行鋸、銑、鉆等多個工序的加工，比如加工中心；另一種是多工位單工序的結(jié)構(gòu)，在機器上設(shè)置多個工位，每個工位只對工件的某個部位進(jìn)行加工，如直線封邊機，甚至一臺機器只對工件的某個部位進(jìn)行加工，如五金件孔槽加工機。這兩種類型的機器各有長短，前者單機功能多、柔性好，購置費用也相對不高，但換刀、空走刀等非有效切削時間過長，生產(chǎn)效率低，比較適合打樣、試驗或小規(guī)模生產(chǎn)；而后者雖有明顯的效率優(yōu)勢，但單臺機器的功能單一，配齊整套設(shè)備的購置費用較高，比較適合工藝相對成熟的大規(guī)模生產(chǎn)。企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的設(shè)計產(chǎn)量、發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟承受能力對設(shè)備進(jìn)行選擇。
4）單機自動化設(shè)備與組建自動化生產(chǎn)線的抉擇。我們平時所說的木門自動化設(shè)備一般指自動化單機，它的優(yōu)越性在于減輕勞動強度、減少對勞動者技能的依賴、提高加工精度和可靠性、提升效率；而木門自動化生產(chǎn)線則是在自動化單機的基礎(chǔ)之上，按照工藝需要設(shè)計流程，按照目標(biāo)產(chǎn)量配置主機、按照現(xiàn)場條件規(guī)劃流向，配以裝卸、輸送、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)等自動輔助設(shè)備，通過計算機集中控制，按一定節(jié)拍在各節(jié)點上有序作業(yè)的成組設(shè)備。它不僅能減輕勞動強度、提高加工精度、可靠性和提升效率，而且還能大幅節(jié)省人工、降低物流費用、減少安全事故、加快生產(chǎn)周轉(zhuǎn)、避免周轉(zhuǎn)過程的質(zhì)量損失。
單機自動化還是生產(chǎn)線自動化的投資決策主要取決于企業(yè)的市場判斷、管理水平以及投資能力。由于生產(chǎn)線比單機產(chǎn)出效率更高，所以產(chǎn)量越大的企業(yè)組建生產(chǎn)線的經(jīng)濟價值越大；由于生產(chǎn)線效率不取決于最快的主機，而取決于最慢的主機，所以生產(chǎn)線上各主機的效率均衡更重要；由于生產(chǎn)線的柔性要求和配套管理要求比單機高，往往需要條形碼管理、ERP管理作支撐，所以管理基礎(chǔ)越好的企業(yè)組建生產(chǎn)線會越順利；由于生產(chǎn)線比單機的投資更大，所以投資能力也是很重要的考慮因素。
這里需要指出的是，木門的專業(yè)性較強，工藝相對復(fù)雜，工序也較多，國際上鮮有能夠提供全套木門自動化所需設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)，加之我國木門業(yè)單機自動化研究和推廣的時間還很短，建立完整生產(chǎn)線所需的品質(zhì)可靠的自動化單機品種尚不齊全，所以我國木門企業(yè)全過程自動化流水制造目標(biāo)的實現(xiàn)還需時日，上海躍通公司已經(jīng)通過成果鑒定的班產(chǎn)300樘柔性門扇生產(chǎn)線也只是規(guī)方、封邊、雕刻、五金件孔槽加工等機加工工段的生產(chǎn)線 ，可見，分工段的自動化生產(chǎn)線是短期內(nèi)難以逾越的階段。
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