定制家居行业智能制造与智能物流升级—索菲亚未来工厂的探索与实践

文/庄宏金

庄宏金广州宁基智能系统有限公司总经理

在定制家居企业制造升级的道路上，索菲亚创始人高瞻远瞩，不遗余力地进行研发和技术投入，使得索菲亚在制造端始终处于行业领先的地位。宁基智能从成立之初，就致力于深耕家居行业的智能制造及智能物流。如今已经投入生产的黄冈未来工厂，更是国内同行业唯一的工业4.0工厂，为家具行业的制造升级树立了新标杆。

索菲亚家居股份有限公司是一家主要经营定制衣柜及全屋配套定制家具的研发、生产和销售的公司。公司于2003年开始生产、销售“索菲亚”品牌定制衣柜，凭借量身定做的定制衣柜和壁柜门相结合的崭新产品概念，成功把定制衣柜推向市场并获得中国消费者的认同。公司于2011年在深交所成功上市，是行业内首家A股上市公司（股票代码：002572）。

索菲亚通过个性化设计及高效运营为顾客提供美好体验，致力于成为值得信赖、全球领先的家居企业，以“用科技和创意轻松装好家，让世界的美融入新的生活”为企业发展使命。自公司成立以来，积极创立和引进优秀的产品和品牌，目前拥有索菲亚全屋定制、司米橱柜、米兰纳木门、易福诺木地板4个品牌，业务涵盖定制衣柜及配套家具、定制橱柜、定制木门、木地板、配套五金、家具家品、定制大宗业务等。

面临严峻的市场情况，索菲亚利用自身制造和信息化优势，不断提高服务质量，更及时地满足消费者对设计、安装等专业服务的要求。明确自我定位，以合理的价格、优质的产品、贴心的服务不断完成发展蜕变、壮大，使索菲亚在市场竞争中脱颖而出，不断提高市场占有率。

传统人工周转方式

一、定制家居发展现状及市场需求变化

定制家居打破消费者到家居卖场购买成品的模式，可以为消费者量身定制属于自己的个性化家居。基于最大化利用空间并匹配消费者自身审美需求及功能偏好为目的，定制家居企业根据消费者房屋户型的实际情况，结合消费者对风格、花色、材质、功能等要求，采用专门的设计软件进行方案设计，使之与全屋风格更为搭配、统一。

应对千变万化的客户需求，同时又要能进行批量化生产，是定制家居行业面临的特点与难点，这就要求企业背后有强大的软件系统和配套的柔性化加工设备来支撑。客户确认设计图纸后，企业采用拆单软件将图纸转化为生产数据，对接生产设备。柔性化生产工艺及生产设备在行业的引进，一方面提高了前端设计自由度，另一方面也成倍提高了生产效率，实现了定制家居的批量化规模生产。电子开料锯、柔性封边机、数控多面钻的应用，又提高了产品精度。

我国城镇化率和居民收入的不断提高，带来了消费升级。人们对于家居美观、协调和环保等方面的要求提升，这种消费观念变化导致个性化定制备受推崇，推动家居行业由标准化向定制化发展。

当前，我国定制家具渗透率仅为20%～30%左右，与发达国家60%～70%的渗透率差距较大。随着消费理念的成熟，家具的定制范围将由目前的橱柜、衣柜逐步扩大到全屋定制，未来市场增长空间较大。相关企业通过扩充产能、抢占市场占有率，以定制化代替标准化。另外，定制家具和成品家具在纯粹的生产环节差距并非巨大，成品家具企业在提高自身设计能力后，也转型定制化，通过产品的升级改造，拉动行业的增量空间。

从2018年前三季度定制家居的市场表现来看，行业增速放缓、市场竞争趋于激烈、行业趋于成熟。价格战、服务战一触即发，多家公司针对不同的消费层次展开角逐。在产品同质化严重的情况下，当前的定制家居企业间的较量，更多比拼的是企业内部运作的效率，及给客户提供的服务的质量。要完全战胜对手，需要更扎实的基本功。

作为定制家居行业的巨头，索菲亚一直秉承创新、分享的企业文化，客户为先的宗旨，先后成立了信息与数字化中心、宁基智能、极点三维、服务中心等下属单位，通过数字化、智能化提升，打通企业的“任督二脉”，让数据透明、流程清晰、运作高效；通过对定制流程“最后一公里”的配送及安装服务进行标准化规范化，设立相应以客户为导向的关键指标，引导企业形成客户优先的文化；通过这一系列的手段，最终将企业打造成市场认可度高、智能化、绿色化的制造服务型企业。

未来工厂规划效果图

二、工厂物流现状与自动化、智能化发展趋势

整个大家居行业中的制造型、服务型企业的物流成本基本占到营业额的25%～30%，其中部分企业超过30%。根据大家居行业总体量来计算，物流成本费用是一个很庞大的数字。宁基智能团队经过大量的调研、分析，统计出定制家居行业中工厂的物流成本占营业额的4%～6%（不包含智能物流系统的投入）。工厂物流智能化提升对生产成本控制、成品物流成本控制意义重大。

4.0车间中控室及控制看板

虽然具有一定规模的定制家居企业，一般都会配备自动化程度较高的柔性化生产设备，但是这些设备从厂内物流角度来讲，都是相互独立、互不关联的。大部分企业的车间内的物流大体还是采用人工作业模式，占场地多、耗人力大、低效率。同时，生产完成后的下一环节—仓储，占地面积巨大，叉车穿梭，而入库、出库的效率瓶颈无法突破。另外，按订单或者包裹分拣的要求对于人工处理也是极大的挑战，效率、准确性都无法在现有模式下得到有效保障。

实现定制家居智能化升级，工厂物流将是行业发展的新挑战和新机遇。具体来讲，工厂物流的自动化提升，需要在以下几方面实现突破：

车间内的物料输送自动化：包括传统的输送线模式，及目前比较热门的AGV模式；

车间之间的物料输送：可通过封闭的输送通道实现，防风防雨，如索菲亚嘉善工厂首创了长连廊模式；

仓储自动化：一般通过成熟的自动化立体仓库（AS/RS）实现；

半成品、成品分拣：一般常见的有平面式分拣、堆垛机分拣、机器人分拣等。宁基智能在国内家居行业率先应用了机器人板件分拣，对钻孔后的板件进行智能无人分拣，分拣完的板件自动流到包装工序，准确率100%。为了提升自动化立体库利用率，宁基智能又研发了包裹分拣系统，使得相同销售区域的订单包裹可以拼到同个托盘上，减少占用的库位数量。

三、工业4.0工厂及其实现

智能制造及“工业4.0”是当下的热门话题。定制家居企业凡新建设的工厂或车间，都喜欢冠上“工业4.0”之名。那么，怎样才是真正的工业4.0工厂呢？其实，回归本质，整个行业面临生意难做、利润下降、甚至生存都比较艰难的状况，因此进行产业转型升级具有很大的迫切性。而这种转型升级，无论在产品上还是制造上，都必须苦练内功，运用信息技术和智能化手段。

结合国内的实际情况，我认为真正的工业4.0工厂必须具备以下三个基本特质：

数据驱动：数据驱动制造生产，销售前端的数据无缝连接转换成后端生产数据。整个生产控制和生产管理，包括设备的监控和维护保养，不过多依赖经验与常识，而是基于数据、通过工业物联网来进行分析和管控。

智能控制：硬件上基于传感器、扫描器等设备，软件上基于数据和算法，生产线控制系统根据预设规则实时进行智能控制，确保产品质量及设备顺畅运行。

高效运作：多个系统协同运作，数据互联互通。在规划上充分考虑人机料法环（对全面质量管理理论中的五个影响产品质量的主要因素的简称）结合，使得在概念上高大上的工业4.0，真正能接地气，以高效的运作服务于企业，创造应有的价值。

智能板材立库实现原料高效存储、 存取自动化、操作简便化， 一垛板自动分配一个号码进行管理，实现“上下一体”的无缝作业

智能开料设备， 每块原材料进入电子锯前，都会分配唯一标识号用以追溯。 电子锯根据分配的任务加载生产数据， 自动完成开料、下料、贴标及输送到下一工段

立体缓存设备， 通过生产过程控制系统， 实时分析前后工段生产信息， 协调各个工段生产， 保证生产线的持续稳定高效

智能板件分拣系统，硬件采用目前最流行的六轴工业机器人， 软件为自主研发的线控系统， 能连续且大批量地按订单智能分拣板件

四、索菲亚（宁基智能）未来工厂探索

1.未来工厂的工业4.0车间

智能化技术正深刻改变着制造业的生产模式和产业形态。索菲亚之所以在过去十多年保持高速增长，关键是重视前沿技术在企业内的应用，在行业内率先解决了个性化定制需求和规模化生产之间的矛盾。索菲亚未来工厂是索菲亚探索下一代生产模式的一个尝试，就如公司的口号一样，“用科技重新定义生产”。从技术层面讲，索菲亚未来工厂系由宁基智能按照德国工业4.0标准进行规划设计及落地实施的，拥有自主知识产权。这是我国家居制造行业第一条4.0生产线，在全球处于领先水平。

未来工厂位于湖北黄冈，生产车间占地面积1.6万平方米，按照国内消防要求，为单一消防分区的最大厂房。物流的转运、分拣及存储实现全自动化，具备先进的生产制造系统MES，板材仓库存储系统WMS，生产线设计产能超过2万件/天。

从智能立体原料仓出发，每一块板件经历开料、封边、打孔、分拣、打包……全程不落地，不经人手。4.0车间成功地将传统生产车间的制造孤岛联接为一条智能化生产线，大大缩短每批次板件的生产周期，加快了物流转运，减少了工序之间的等待时间。

成品仓库区

发货区

自主研发定制家居产线控制系统，实现全产线数据实时交互。通过MES无缝对接ERP下达生产任务、加工程序，及时反馈产品、质量、设备数据等。一切通讯任务基于宁基达尔文网络—一套宁基智能拥有自主知识产权的通信机制。

2.未来工厂的智能仓储系统

先进的智能化产线配套着完善的厂内物流体系及设备。生产完工后，家具的输送、仓储、发运的自动化、智能化，也是未来工厂不可或缺的重要组成部分。未来工厂的物流系统主要包括（补充）

3.未来工厂的先进性

与欧洲同行工厂对比，索菲亚未来工厂在以下方面更胜一筹：

先进的立体板材仓和备料系统：采用立体板材仓+龙门机器手的方式，实现批量+少量的结合的模式，具有更高的效率；欧洲一般采用平面仓通过吸盘吸板的模式。

更高产能和效率：一条生产线采用4台HPS320组合的方式，产能可以达到14件/分钟，欧洲工厂一般采用纵横锯HKL400，产量约为8.5件/分钟。

图：定制家居产线控制系统

更高的集成度：从板材仓至包装再到立体仓库全部集成在一起。在欧洲的家具制造厂也仅有个别的企业处于这个水平。

高效的分拣体系：每条产线采用6台机器人分两组的方式，进出料的效率可以达到14件/分钟。

机器人更广泛的应用：按作用进行分类，本项目共使用四种类型的工业机器人：开料、分拣、堆垛、抱垛机器人。而欧洲一般使用1～2种机器人。

包装的创新：由于定制家具的板件大小不一，包装一直是家具生产企业的痛点。未来工厂采用高效的算法，合理组合包装，自动分拣，机器人自动堆垛。

更实用的分拣与仓储：定制家居产品包裹不一且具有唯一性，同一终端订单包裹多且分散，分拣齐套与有效存储成为行业痛点。未来工厂采用智能拼托齐套系统与智能仓库，有效解决了此类问题，一个工厂8000库位可满足3500～4000单/天的存储需求。

结语

在定制家居企业制造升级的道路上，索菲亚创始人高瞻远瞩，不遗余力地进行研发和技术投入，使得索菲亚在制造端始终处于行业领先的地位。宁基智能从成立之初，就致力于深耕家居行业的智能制造及智能物流。如今已经投入生产的黄冈未来工厂，更是国内同行业唯一的工业4.0工厂，为家具行业的制造升级树立了标杆。未来，也希望我们的探索与实践，能给行业友商带来一些启发和引导，促进业界的交流与合作，共同推进整个定制家居行业的进一步发展。