随着信息化在我国制造行业的推广，大规模定制在我国家具制造业的广泛应用正处在成长期，目前国内大多数板式家具企业和橱柜企业都开始真正实行大规模定制，未来几年将会是大规模定制家具的高速发展时期。
大规模定制家具的关键技术一般是由多个相对独立又具有密切联系的部分组成，包括面向大规模定制家具产品的开发设计技术、面向大规模定制的制造技术及大规模定制的支撑技术等。
对家具车间进行合理的生产线规划和工艺流程管理，是大规模定制生产制造技术的保障。大规模定制家具生产线规划主要是确定生产线系统的规模、构成和布局。对构成生产线系统的机床设备进行合理的选择和优化配置可以减少投资费用，降低维护费用和运行成本，提高机床利用率，对生产线系统的长期高效运作具有十分重要的意义。合理的规划和管理才能使大批量生产与定制生产这两种互相对立的生产模式融合在一起，将二者的优势有机地结合起来，为家具产业适应新的需求，调整生产模式，提出新的技术解决方案。才能真正使个性化家具产品生产周期缩短，提高原料利用率，降低能耗，产品成本降低等。
1 大规模定制家具车间规划管理概述
生产线规划，是优化配置工艺资源，合理编排工艺流程的一门艺术。它要求在给定约束的前提下用有限的资源来实现理想目标，它是人的动机与行为之间的协调环节。
大规模定制家具的生产线规划是以系列化、通用化、组合化和模块化的家具产品设计为特点，由面向单一产品和零部件转为面向产品族。这就要求零部件的制造和装配应努力实现工艺标准化、工艺规程典型化和典型工艺模块化等特性，用不断减少的工艺多样化满足不断增加的产品外部多样化，以适应灵活、快速的大规模定制制造环境。其中，工艺标准化主要包括：工艺文件（工艺规程、工艺守则、材料定额、工艺说明书）标准化、工艺术语与符号标准化、工艺要素（加工余量、公差、工艺规范、工艺尺寸）标准化、工艺装备（刀具、机床夹具、机床辅具、计量器具）标准化；工艺规程的典型化主要包括：相同零件组的典型工艺、某工序的典型工艺、标准件和通用件典型工艺等；典型工艺的模块化是通过分析产品族或零部件族及其典型工艺特点，提取可参数化的属性，分别建立族的残量表，然后通过参数化的方法对每个典型工艺进行参数化，并建立两者之间的参数化关系，形成参数化典型工艺，即为典型工艺模板，在此基础上，通过相应的参量驱动规则就可以自动生成一份份新的工艺，这些新工艺经优化后被纳入到典型工艺模板库中，以备后用。
2 大规模定制家具生产线规划内容
2.1 大规模定制家具生产线的布局
大规模定制家具生产线规划应考虑的是家具产品的开发周期和生命周期都比较短，生产系统柔性大的特点，根据企业的经营目标、生产纲领和车间的特点，建立合理的车间物料存放区域的布局、备料车间的布局、定制产品的流水线机加工区域的布局、包装区域的布局以及成品及外协件的区域布局等。最终的目的是减轻人工搬运作业、减少在制品和库存，均衡设备能力和负荷，将工人、机器设备和物料所需的空间做最恰当的分配和最有效的组合，获得最大的生产经济效益。
大规模定制家具制造工艺过程一般包括自制件加工工艺和外协件的深加工，自制件的加工一般又可分为：开料、封边、钻孔、分拣包装等重要工序，在加工的过程中，质量检验始终贯穿其中，车间生产线的布局基本可以按图1的区域进行规划，在每个区域中，用流水线的自动导轨设备贯通，各个工序间互相关联。
图1 大规模定制家具生产线区域划分
2.2 大规模定制家具生产规划
大规模定制家具企业的生产规划过程，通常是由多部门的协同合作来制定和规划的，其流程一般是客户部接到生产订单后，转交给生产控制部门，由生产控制部门的计划部门进行排料，通过相关负责人审核后，形成生产指令单和物料需求计划，分别转交给车间和仓库。仓库根据物料需求计划和生产指令单进行自制件所需物料的发货和非自制件物料的采购。车间根据产品的特点进行自制件的加工，包括标准柜体加工、自制门板加工、铝材加工和精工等。自制件加工完成并检验合格后，连同非自制件（主要指外协件及配件等）一起进行包装，再交由成品仓库准备发货。其整个规划过程如图2所示。
图2 大规模定制家具生产规划
2.3 大规模定制家具生产工艺过程
在大规模定制家具生产过程中，往往都有较多的工序，不同的定制产品往往工序也有所差异，笔者以某大规模橱柜生产过程为例进行说明，其基本工序主要包括：板材检验、板材开料、柜体加工、门板加工组装、包装入库等，其工艺流程如图3所示。
图3 某定制橱柜企业生产工艺过程
实际生产过程中，所有工序应严格按照图纸的尺寸及规格要求进行加工，并保证加工质量，在转入到下道工序前，需进行严格的质量检验，对同一批号的产品应按下大上小原则整齐堆放。
在所有零部件加工完成包装之前需对零部件进行条码分类管理。组装作业时应严格依据图纸、料单进行组装。组装前产品及组装后产品按下大上小原则摆放在规定的放置区域内，每套产品之间至少有100mm以上的距离间隔或标示牌区分，产品之间不应有相互混放现象。同时在同一个包装箱内的板件应避免互相间的摩擦损坏，尽量在板与板间加保护材料，如用保丽龙进行间隔。
3 大规模定制家具车间规划管理的关键技术
3.1 车间工艺信息的优化管理系统的建立
大规模定制家具车间规划的好坏，与工艺信息的管理密不可分。建立合理的工艺信息管理系统不仅是实现计算机辅助工艺设计系统的基础，同时对于大规模定制家具生产线的规划至关重要。
大规模定制家具工艺过程是个性化较强的工作，在不同的家具企业工艺文件的格式不同，其组织方式和工艺设计流程都有各自的特殊性。因此，非常有必要对大规模定制家具车间进行工艺信息的优化管理，笔者提出一种大规模定制家具的车间工艺信息的管理模型如图4所示。模型中的工艺信息分数据层、逻辑层和用户层。其中数据层是完成工艺设计信息的存储、建立工艺信息的关联关系和实现工艺信息的增、删、改等操作。逻辑层是通过不同的配置来满足不同工艺设计过程的需要。用户层是系统中的最终反映形式。如将工艺信息的表达方式最终反映为工艺文件格式，而工艺信息在逻辑层组织方式体现为工艺文件的组织方式，并且通过工艺设计流程实现对工艺信息流的管理。
图4 车间工艺信息的优化管理系统架构
在这个系统管理过程中，数据层管理主要包括：工艺信息的存储、工艺信息的关联关系和工艺信息的操作，建立工艺信息模型的数据层，往往需要利用数据库管理系统(DBMS)提供的开发工具，在产品数据管理系统PDM平台下，建立相互关联的实体对象。对工艺信息的增加、删除和更改操作是通过数据库应用程序或者PDM中的对象管理器来完成；逻辑层管理主要包括：工艺信息的表达方法、工艺信息的组织方式和工艺信息流的管理，是建立用户层和数据层关系的桥梁。工艺信息表达方法是描述了每一类工艺信息；工艺信息的组织方式是建立了从工艺文件组织方式到工艺数据之间的关联关系，包括：工艺信息的分类、工艺信息的最小单位和工艺信息的组织结构。工艺信息中资源信息和知识信息往往独立于各个模块单独存在，而工艺文件和MBOM则按一定的结构进行组织。组织方式主要包括两种：一是按产品结构进行组织，另外一种组织方式是按工艺信息的分类进行组织；工艺信息流的管理是将工艺设计流程转换为对工艺信息的操作和控制，例如工艺信息的复制、移动、增加、删除和更改操作以及相应的权限限制等。
3.2 车间信息采集监控系统的建立
在进行大规模定制家具车间规划的过程中，必须要考虑到车间信息采集监控系统的建立，该系统应该直接面向家具生产设备，依靠对设备的各项运行参数进行实施监控，并进行相应的交互处理，然后通过各种方式，向生产现场反馈各类处理结果，从而实现提高生产效率，降低能耗，确保产品品质，最终达到降低生产成本、增加企业效益和市场竞争力的目的。笔者针对大规模定制橱柜，提出一种家具生产车间的信息采集与监控系统，其特征是多功能机器数据采集器的信号输出端与家具制造执行和信息处理系统的信号输入端相接，摄像机的信号输出端与家具制造执行和信息处理系统的信号输入端相接，家具制造执行和信息处理系统的信号输出端与现场LED显示屏、现场广播音箱的信号输入端相接。总体结构如图5所示。
图5 大规模定制家具车间信息采集监控系统架构图
其主要结构分为：数据采集系统、数据处理与调度系统、现场信息反馈系统。数据采集系统中包括：生产数据采集（包括机器运行时间、机器型号、运行速度、停机时间、停机次数、累计停机时间、累计停机次数、开机效率、班产、总产、操作工人信息等）、视频信号采集（是将视频监控的信号直接传输至数据处理与调度系统的显示器上，方便管理人员实时监控）和其他信号（如报警信号系统）等。信息采集时主要靠数据采集器完成，同时采集器还可主动提供求助按钮、ID读卡、条形码枪的PS接口等；数据处理与调度系统包括：订单管理、工艺管理、排产管理子系统、生产现场可视化图文管理等；现场信息反馈系统包括：主动求助广播、机器运行不正常广播、电话拨入广播和电子显示屏信息发布等。
4 结语
与传统的家具生产车间相比，大规模定制家具生产线规划和流程管理更应直接面向生产设备，是对企业整个物料生产过程进行管理。同时应对生产车间的生产设备的各项运行参数进行实时监控，并对各项运行参数作相应的交互处理，从而直接提高生产效率，降低能耗，保证产品品质。并通过车间工艺信息优化管理系统和车间信息采集监控系统的建立，使大规模定制家具生产线规划和流程管理体现出以下几个方面的优势：
1)对整个车间制造过程的优化，解决现有家具企业生产制造过程中存在的问题和不足，利用信息化管理的手段制定新的生产线规划管理模式。以提高材料的利用率，消耗更少的材料，减少浪费，降低成本，也符合低碳生活的要求。
2)得出家具企业制造执行系统多点信息采集技术的方法，提供实时收集生产过程中数据的功能，并作出相应的分析和处理。
3)通过对家具企业制造执行系统的多点信息采集和管理技术研究，为家具制造企业提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造环境。
4)解决制造执行系统(Manufacturing Executive System：MES)需要与计划层和控制层进行信息交互，通过家具企业的连续信息流来实现企业信息全集成。
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