提高红木家具配料环节出材率的研究

■高嘉南，祁忆青 Gao Jianan & Qi Yiqing

(南京林业大学家居与工业设计学院，江苏南京 210037）

我国红木资源匮乏，但消耗量很大。而大部分红木资源都集中在热带地区，因此我们的红木很依赖进口，尤其是从非洲国家进口。随着人们环保意识的增强，红木进口的难度会进一步增大，这导致红木资源匮乏。

对于红木家具出材率而言，在加工过程中，红木会经历烘、锯、刨、雕刻等一系列过程，会损失很多材料，加上红木本身缺陷较多，成材少，所以最后红木家具的出材率很低。

相关资料显示，越南黄花梨的平均出材率仅为28%-32%，老挝红酸枝的平均出材率仅为20%-25%，乌木的平均出材率仅为8%-13%。因此，我们需要致力于提升红木家具的出材率。本文将详细介绍配料这一工序，浅析如何通过配料环节提升红木出材率。

1 红木家具出材率

红木家具出材率是指红木家具成品中包含的红木体积与总的红木材积之比。红木家具出材率越高，则意味着利用相同数量的红木可以生产出更多的红木家具成品，那么单位红木的成本越低[1]。而配料是红木家具生产工艺的关键一步，它直接影响着红木出材率的高低。配料是指以零部件尺寸为标准将板材锯制成毛料的过程。配料是否高效，是否合理，直接影响着红木的出材率、红木家具的质量、成本效益等等。

现阶段，根据国内家具生产情况，可以把配料分为两种，分别是传统配料方式和现代配料方式[2]。

红木家具的配料环节是决定红木出材率的关键环节，但一直以来由于红木木材等级差异、缺陷存在较多、干燥工序不科学、人工配料的随机性等问题，导致红木出材率较低、成本过高、废料变多等问题，使得传统配料方式的问题凸显出来。

如果能在加工过程中，通过科学合理智能的手段，提高红木家具出材率，那就全国范围而言，会节约很多红木材，同时也能降低成本。这样，现代配料方式即以优选锯作为核心设备提供了很好的契机，它不仅能很好地解决出材率低的问题，还能给整个厂的生产模式朝智能化信息化的转变提供很大的帮助。

2 传统配料方式

传统配料方式以横截圆锯机设备为主，红木家具生产的传统配料方法有：（1）先横截后纵解：先将锯材按照长度截成短板，再用多锯片纵解圆锯将短板锯成毛料。（2）先纵解后横截：先将锯材按照厚度或者宽度纵解，再横截成需要的毛料。（3）先划线后锯截：先在模板上划线预排列，再按线锯解。（4）先粗刨后锯截：先将锯材进行单面或双面刨削加工，使得木材纹理还有缺陷显示出来，再进行横截或纵解成毛料。（5）先粗刨—锯截—胶拼再锯截：将板材经刨削、锯截后，分别在长度、宽度和厚度方向进行接长、拼宽、胶厚制成拼板，然后再锯截成毛料[3]。

而对于家具厂而言，家具厂先将总任务下达给配料组，然后配料组根据指标给各个工人安排对应的配料任务，接着工人根据自身的经验完成配料任务，中间穿插着质量监督和提醒，最后统计人员统计任务完成的情况并且上报进行汇总。

不难看出，传统配料方式的主导因素在于人，经验丰富的工人不仅要熟练操作机器，还要记住不同等级的红木和不同规格的零件尺寸来进行相应的配料，其对人的要求非常高，从而带来了配料质量的随机性和不确定性。对于配料要求更高的红木，其材料成本更加昂贵，颜色纹理搭配要求更高，如何改善配料方式，是迫切需要解决的。

3 现代配料方式

以优选锯作为核心设备的现代配料方式和传统配料方式相比，人的参与变少了，取而代之的则是更多的电脑运算，使得红木配料更加柔性、高效，更能符合实木家具的现代生产模式。

优选锯具有分析、统计、优化等功能，其精度和效率远远大于手工传统配料，能够根据生产任务优化配料方案，且能大量地满足客户的个性化需求。而且红木板材缺陷复杂，要考虑的因素很多，仅仅靠人脑无法完成综合的合理的判断，这时候就需要利用优选锯，消除人为因素，达到一种较合理的配料效果[4]。

优选锯主要利用数控手段来进行配料的优化。（1）使用者用荧光笔标注缺陷部分，优选锯会读取这些信息并且传到电脑里，电脑对这些信息进行处理并进行相应锯切。（2）普通工人在进行手工锯切时，为了避开缺陷又要保证出材率，往往会使得锯切位置离缺陷部位很近，这样会导致很大的危险性。（3）优选锯能应对不同尺寸不同等级的红木板材，而人工却要凭借经验来进行处理，往往容易出错。（4）操作简单，降低了对人工技能的要求，减少了人工成本。

表1 两种配料方式的差异性

现代配料方式的具体流程可以如下：（1）板材扫描：将红木板材放入自动扫描仪，得到其规格大小等信息，还可以扫描出红木的缺陷部位，然后工厂里根据零部件的具体尺寸，结合数据库，给出最佳纵解方案。（2）板材剖分：根据上阶段的方案，利用优选多片锯进行高效有序的纵解，在宽度和厚度上根据零部件尺寸进行剖分。（3）板条整理：红木和其他木材相比，价值更高，纹理更丰富，这就要求利用电脑，根据数据库，把板条按照原来位置摆放，以至于颜色纹理不乱序。（4）板条扫描：对于红木板条，再次利用扫描仪进行扫描，得到红木板条规格尺寸缺陷等相关信息，然后工厂根据零部件具体尺寸，结合数据库，给出最佳横截方案。（5）板条横截：利用优选横截锯，结合上一阶段扫描仪的信息，对板条在长度方向上进行横截。（6）板条整理：对于定长横截后的红木板条按照数据库进行整理分类，保证颜色纹理一致，好料次料分明，长料短料宽料窄料有序。通过以上工序和设备可以组成相应的红木家具配料生产流水线[5]。

4 两种配料方式的差异性

（1）传统配料方式虽然很灵活，但却不可控制，加入了更多的人的主观意愿，导致出材率低、错误多、材料浪费严重。而现代配料方式可以同时提供多规格的红木零件配料方式，正确率高、出材率高，是一种可控的有序的柔性，从而更加节省材料。具体表现为现代配料方式能够适应多规格多等级的红木材料，同时能满足多种尺寸的零部件配料，并能提供相应的个性化配料方案[6]。

（2）红木家具的纹理色泽是影响其档次的重要因素，传统配料方式对于红木毛料的整理较为传统，这容易导致后续的加工过程效率低下，需要在选料、补料上花费很长时间，对于配不上纹理色泽的红木只能弃之不用，从而导致不必要的浪费。而现代配料方式将整理锯材放在配料中，依据数据库进行分类整理，为后续的加工奠定了好的基础，减少了失误、返工、废料的情况[7]。

（3）传统配料工序对于操作工人要求比较高，需要熟悉红木木材等级属性、红木家具结构，还需要记住家具零件尺寸，而现代配料方式对应的设备自动化程度高，操作工人只需要标记缺陷所在位置即可，并不需要进行长期的训练，对学历要求也不高；传统配料方式的管理更多依赖经验和数据，对于工人的生产效率只能依靠人为计数，效率低下而且主观因素较多，容易出错，而现代配料方式能根据优选锯得出配料的相关信息，根据企业要求做出正确合理的选择，对于错误也能及时得到反馈，便于更正[8-9]。

（4）配料工序与管理息息相关，传统配料方式主要是利用经验数据来管理配料，加工完成情况也是靠人工统计汇总，周期长且数据不准；现代配料方式能使得优选锯与企业的前端相连，既能及时得到准确的加工信息，又可反馈相应数据。传统配料方式中产生的余料数量很难控制，而且规格多、存放杂乱，但是优选锯配料技术大大减少了废料的产生，以此减少不必要的库存（表1）。

5 生产模式与管理模式

在配料环节上，拥有人工和设备是远远不够的，需要配套相应的生产模式以及管理模式[10]。红木家具订单种类繁多，批量又很少，即使在前端以ERP系统为核心，对于销售、设计、拆单、采购等环节，基本已经实现信息化管理，然而对于后端生产领域包括配料工序仍处于人工管理的阶段，比如计划员无法及时得知实际生产状况，导致产能过剩或不足，同时生产计划、订单进度等信息无法准确跟踪[11]。

在这里可以借鉴和参考丰田生产模式（TPS），TPS是由日本丰田汽车提出的、以提高企业生命力和竞争力为目的的一整套概念、方法和工具体系，是丰田公司通用地制造方法，其基本思想是“杜绝浪费”，通过生产的整体化，追求产品制造的合理性以及品质至上的成本节约[12-13]。与此相对应的就是柔性生产，即通过条形码，赋予红木板材“身份证”，由软件系统识别并发出作业指令给自动化加工系统（数控设备或数控设备组合）进行生产，适应多品种、多规格的批量生产[14]。

在管理模式上，我们需要创新企业的管理体制。通过制度创新使企业成为富有活力的能自主经营、自负盈亏、自我发展、自我积累的经济细胞，使之尽可能多产出、增效益[15]，开发出企业的活力体系以及高效运作的机制。还要培养员工现场问题解决能力与工匠精神，通过技能提升和激励机制挖掘员工发现和解决现场问题能力，培养并保持精益求精的工匠精神[16]。

6 结语

红木家具企业在节省材料与降低成本的同时，又要满足市场上多品种小批量的需求，这反映在配料工序上则需要体现高效、有序、柔性。现在红木家具企业的生产模式还是人机一体但各工序分散游离，如果要提高产能、降低成本、提高效率，则需要引进现代配料的设备和建立相关的流水线。现代配料方式可以提高红木家具的出材率，红木家具企业如果需要满足现代家具生产模式要求，则需要运用现代配料方式。