板式定制家具企业智能仓储系统需求分析及其发展现状*

郭炽阳 宋 杰 林秀仪 周文明 胡传双

（1.华南农业大学材料与能源学院，广州 510642; 2.广东赛尔日盛家居科技有限公司，广州 511370）

1 板式定制家具行业发展现状及其趋势

板式定制家具行业十几年来一直保持约20%的年均增长率，远超同期家具零售的增长速度。板式定制家具行业市场渗透率也在快速提升，目前定制橱柜的市场渗透率达到了60%，定制衣柜市场渗透率也达到了30%。板式定制家具前端销售渠道已覆盖4、5 线县级城市乃至乡镇，电商渠道同步也在快速发展，单一龙头企业的后端工厂快速地实现了东西南北中全国布局，实现了工厂服务半径500 km以内。整个行业呈现如下几个特点：

1）衣柜橱柜化，橱柜衣柜化，全屋定制化[1-2]。随着板式定制家居行业竞争的不断加剧，全屋定制开始成为行业发展趋势。原来单品类的橱柜定制企业和衣柜定制企业经历了初期的高速发展成长期后，如今开始聚焦延长产品链条，加速向全品类发展[3]。这种趋势对整个行业的服务流程、工艺整合、智能制造、仓储物流也提出更高要求，为支撑这种趋势的发展，需要整个行业不断地进行专业化、协同合作的进化，还需要强大的信息化、数字化制造技术。

2）板式定制家具和成品家居行业相互跨界发展成为常态[4]。板式定制家具行业不断涵盖原本属于成品家居行业的产品和服务，实现为顾客提供一站式服务。随着板式定制家具行业商业模式的成功发展，成品家居企业为了应对挑战，也开始加入和尝试定制家具业务。定制家具和成品家居两个行业的跨界融合发展，已经成为常态化趋势。为应对这种趋势，定制家具企业需要从材料到设计、从技术到产品、从销售商到供应商进行全产业链的竞合，成品家居企业需要改变思维养成定制家具的基因和思考方式。

3）板式定制家具销售和制造技术快速迭代升级，资金和技术门槛不断提升。随着互联网+和工业4.0 的快速发展[5]，定制家具企业已经开始以线上引流线下服务（online-offline）“新零售”的销售模式。在工业4.0 和智能制造技术日进千里的时代[6]，定制家具行业也已经在智能制造技术应用领域走在了整个家居行业的前列，自动化、工业4.0、无人工厂、大数据、云计算、物联网等关键词已经成为定制家具企业的标签。定制家具行业不断地将互联网、大数据、云计算、物联网、工业机器人等新技术与工业生产相结合，实现工厂、产品、数据和消费者的互联互通，重构整个企业的生产方式和经营模式。定制家具企业的智能系统除了生产系统（MES）外[7-9]，已经打通了生产与前端销售数据的互通互联，销售、设计、制造一体化集成软件解决方案，为定制家具企业提供技术、产品和服务支持。

2 板式定制家具行业服务流程

图1 板式定制家具服务流程图Fig.1 Service flow chart of customized panel furniture

板式定制家具服务流程具有环节多的特点，如图1所示。在信息化智能系统和信息化智能制造工厂的支持下，板式定制家具服务流程主要包括线上线下引流、客户来店、方案设计、渲染效果、销售下定、上门测量、设计方案优化、整体方案确认下单、图纸数据转换、生产制造、仓储物流、上门安装和售后服务等多个环节。

线上引流涉及到线上平台旗舰店、官网、公众号等在线运营和销售，线下引流包括实体门店、总部体验店、现场营销、展会和新品发布会等运营和销售，通过精准广告投入和大数据分析基础的线上线下引流使品牌、产品和服务脱颖而出，为潜在客户所熟知。客户来店通过需求分析、店面导购、方案设计的渲染效果展示和虚拟现实（VR）眼镜展示等环节实现销售下定，客户来店服务越来越专业化和体系化，从接客流程、服务话术和店内导购的动线等各个细节都已固化为详细的操作规范。而基于参数化、模块化和所见即所得的快速店面专业设计软件已经成为留客和促成的利器，三维家、酷家乐、KD等专业设计软件正越来越被行业广泛采用。通过收集用户户型和洽谈用户需求，基于大数据分析输出的客户画像利用专业设计软件，店面设计师可在数分钟内完成方案提案设计，基于云服务器按需生成效果渲染图，借助VR眼镜客户可置身设计方案模拟完成场景体验效果，真正实现所见即所得的360°全景场景。客户确认采购下定后，在CRM系统支持下和激光测量仪等自动测量工具的辅助下设计师预约前往客户现场测量，完成空间尺寸的测量、标识梁或柱子位置、水电位置、空间布局、安装条件等方面的标注和记录，输出手绘简易图、尺寸标识和客户特殊要求等信息。根据现场测量图，结合客户需求和现场装修风格，考虑产品工艺，优化客户定制家具的设计方案，输出平面布局图、功能结构图、效果图和报价单等关键信息供客户确认并根据客户反馈意见进行修改和完善，直至客户确认最终的定制家具设计方案。通过CRM和下单系统等信息工具加工工厂收到设计方案确稿后，根据图纸及订单信息，基于2020、WCC、圆方等拆单软件通过图纸数据转换算法和程序自动拆单生成材料清单（bill of materials, BOM）和现场设备可读取的加工信息，主要包括板件类型、加工尺寸、孔位信息、封边信息、颜色信息、造型信息和五金配件信息等数据。生产部门接收生产数据后，根据加工信息和加工路线安排生产任务并执行生产制造过程，在制造执行系统（MES）和企业资源管理系统（ERP）的加持下，根据订单信息完成由原材料到成品的全过程，生产制造过程需重点关注加工进度和加工件齐套，确保加工工件和订单图纸信息一致。仓储物流包括原材料出入库管理、成品出入库管理和对应出入库的物流路径管理，因为定制的原因，板式定制家具产品和包装规格多变，对物流、存储和装载都有特殊的要求，此流程基于仓储管理系统（WMS）在保证效率和周转率的前提下需保证包装的完整性和齐套性。安装交付是指定制家具产品送到安装现场后，由安装技术工人将零部件按照设计图纸和安装说明进行拼装和组合使之与图纸设计一致，在安装完成后交付客户验收并培训客户相关的使用方法和使用规范。售后服务是指定制家具完成客户交付后，采用电话或问卷调查收集客户反馈信息进行数据分析以改善产品和服务，针对客户使用过程中的任何疑问和损坏提供答疑和维修保养服务。

3 板式定制家具仓储物流环节存在的问题及需求

板式定制家具整个服务流程是一个分分合合的过程。根据客户需求、现场装修风格和产品工艺等综合信息设计和优化方案是整合的过程，将设计图纸转化为生产数据是一个拆分的过程，而根据不同的生产工艺、分配到不同的加工线和加工设备则是一个再次拆分的过程。生产完成后，根据产品和尺寸规格进行分拣和包装，并按客户订单为单位进行堆放存储，最后物流到客户家现场组装成客户需求的家具，则是一连串的组合过程。在整个服务流程分分合合的过程中，上门量尺、方案设计、图纸数据转换、生产制造等流程已经有较为成熟的设计软件和信息系统，但仓储物流目前主要依靠单据标签由人工进行分拣、组合和包装，尚缺少成熟的信息系统支撑，导致此流程人力耗用大、易出错，并对后续的现场安装和售后服务等流程造成不利影响[3]。经过对板式定制家具企业现场调研和分析，具体而言板式定制家具行业仓储环节存在的主要问题如下：

1）没有自动化设备支撑板件分拣和包装作业，主要依赖人工操作完成，因此作业强度大、效率低；

2）现存信息系统主要通过单据标签来承载作业信息，作业完成部分依赖操作人员的经验，容易受主观和疲劳等人为因素影响出现错漏等质量问题；

3）操作过程依靠人工记录，易导致信息记录不完整和失真，传递不及时。

因此，针对板式定制家具行业仓储物流存在的上述行业痛点，亟需开发智能仓储系统以提供解决方案。

4 国内外智能仓储系统的发展现状

自动化立体仓库具有高空间利用率、强入出库能力、采用计算机控制利于实施现代化管理等特点[10]。近年来由于电子商务的快速发展，加上国家推进工业4.0，生产制造企业和物流运输企业对智能仓储系统的需求日益旺盛。

世界范围内，仓储系统的发展先后经历人工仓储、机械化仓储、自动化仓储、集成仓储和智能仓储系统五个阶段，而智能仓储系统则经由搬运自动化的立体仓储、控制自动化的立体仓库和微机化管理的立体仓库发展而来，直至上世纪90 年代形成智能仓储系统雏形。20 世纪50 年代美国发展了机械式立体仓库系统，操作人员通过电器开关按钮控制机械设备进行出入库作业，实现了搬运作业的机械化。60 年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机库，1963 年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术建立了第一座自动控制的高架仓库。此后，自动化高架仓库在欧美国家得到了迅速发展，并形成了专门学科。70 年代末随着PLD、AS/RS、AGVS和Barcode Scanner等设备在立体仓库中的应用，逐步实现了立体仓储控制的自动化。80 年代末计算机技术在自动化立体仓库的应用越来越普遍，诞生了集成化立体仓库系统，由管理级、监控级和控制级构成三级分布式控制结构，系统中上位管理机协调控制整个仓库系统的出入库作业和库存管理，并与下位工厂计算机信息系统联网，实现立体仓储系统管理的微机化[11]。90 年代出现了第四代智能型立体仓库系统，可实现对出入库任务和仓库信息的全自动处理，并可根据生产计划报表分析和制定所需材料与劳动力，依据仓储系统物资的库存量提出建议[12]。目前智能仓储系统具有“3I”(intelligent，integrated，information)属性。

国内对自动化立体仓库及物料搬运设备的研制基本与国外同步，1963 年我国研制成功第一台桥式堆垛起重机，1973 年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库并于1980 年投入运行。截止2019 年12 月，我国自动化仓库数量已超过2 500 个[13]。

智能仓储系统由硬件和软件控制两部分组成，硬件部分主要指货架系统、堆垛系统、传送系统、电气系统、动力系统和控制系统，这些系统通过软件系统形成有效协同运作完成自动化存储的各项物理动作要求[14-16]。智能仓储硬件系统关键技术在于：变频双驱动控制技术和采取最佳S形速度控制曲线，实现加减速切换时的超调及欠调抑制技术等高加减速技术、前馈式减振速度控制技术、采用多重内部闭锁的先行移载动作技术、基于物联网的射频识别技术等[17]，除此之外，硬件部分还需要进行物流路径设计和布局，以满足物流路径计算、物流方式、流速等要求[18]。软件系统主要指配套硬件厂家使用的仓储管理系统（WMS）和仓储控制系统（WCS）的集成信息系统[19]。

智能仓储管理系统具有自动出入库、自动存储、消除出错、减低劳动强度等优点，在物流配送、汽车、电子、医药和服装等行业得到了广泛应用[20-23]，在板式定制家具行业的应用还处于发展阶段[24-25]，但因板式定制家具行业需要解决板件分拣、包装和拼托入库，更需要根据产品、客户和装车计划等要求进行智能存储和出入库，因此智能仓储管理系统对于提升板式定制家具行业物流仓储效率和减低出错方面具有非常重要的研究价值和应用前景。

5 板式定制家具行业智能仓储系统应用存在的问题

由于板式定制家具行业的快速发展，新进入企业、成品家居企业转型定制家具企业、地产及建材多元化转型定制家具企业不断增加，不同背景和积淀的企业对板式定制家具行业的理解不尽相同，对智能仓储管理系统的理解和资金投入也不同。具体而言，智能仓储管理系统在板式定制家具行业的应用主要存在以下三个方面的问题：

1）智能仓储管理意识薄弱

营销和生产是制造企业的核心职能，因此企业决策层多把资金投入、资源投放和流程监管的重心都放在营销和生产上，而忽略了智能仓储职能在企业运营过程中所起到的重要纽带和促进作用。多数定制家具企业仅把仓储作为物资存放和保管的部门，还没意识到智能仓储在材料计划、生产活动物资保证、提升仓储周转率减少资金积压、成品收发对支持营销活动推进及提升客户满意度等方面的重要作用，最终出现智能仓储管理意识的薄弱和流程混乱不清，更谈不上对智能仓储管理系统的规划、投入和建设。

2）板式定制家具智能仓储系统开发与应用所需资金投入较大

板式定制家具企业智能仓储系统的投入包括基建、硬件和软件等投入，每个模块的资金投入都是百万级别甚至千万级别的投入，如果企业没有一定的营收规模和业绩支撑，就无法保证初期资金的投入和后期的投资回报率。

3）板式定制家具智能仓储系统开发与应用所需人才及技术支撑薄弱

板式定制家具企业智能仓储系统涉及到硬件系统、软件系统及其集成，硬件系统包括货架系统、堆垛系统、传送系统、电气系统、动力系统、控制系统等，软件系统包括ERP、WMS及其集成，需要足够的技术人才队伍才能保证整个系统的设计、实施和运维。前期设计和实施阶段可以通过联合信息系统实施公司和硬件实施公司共同完成，但后期的运行和维护，则需定制家具企业自身的技术人才队伍，因此资金和技术人才构成了智能仓储系统在定制家具行业的应用门槛。

6 结语

过去15 年，板式定制家具行业快速增长，形成了独特的成功商业模式。工业4.0 和智能制造时代大背景下，板式定制家具行业成为接纳和采用最新观念和最新技术最快的领域。但是板式定制家具行业仓储物流环节多、效率低、易出错，是亟需现代智能仓储系统技术解决的行业痛点。智能仓储系统在协调管理供应链、提高服务水平、控制库存、缩短时间和降低成本等方面可发挥重要作用。生产和营收上规模的行业龙头企业，具备研发和建设智能仓储系统的内外部条件，对智能仓储管理系统的建设将有助于保持企业活力和巩固企业领先地位。