基于多属性交叉聚类的实木定制柜门零件族划分

定制家具生产制造需平衡大批量和多品种之间的关系,合理的成组方式直接影响生产效率。实木零件分类成组受多种指标影响,针对其复杂性,选取莫干山整木工厂的40余款典型实木造型柜门进行试验研究。柜门拆解后零部件共458个,其中实木零部件314个。选取影响生产制造分类的4个主要属性——尺寸、工艺、榫槽结构和弯曲程度进行多属性交叉聚类,步骤包括：利用层次分析对属性指标进行重要性排序,各单属性分类(分类方法包括尺寸-层次聚类、工艺-模糊聚类、榫槽结构-连接方式、弯曲程度-弯曲半径和弧度半径),单属性分类交叉综合得零件族划分结果。层次分析法得出属性排序为：尺寸、工艺、榫槽结构、弯曲程度。单属性分类为尺寸4类、工艺5类、榫槽结构8类、弯曲程度4类,交叉综合后零件族共17类。结果表明：多属性交叉聚类方法适用于实木定制柜门的零件族划分,且此类方法具有良好的分组性能和可调整性,可广泛应用于实木家具的零件成组加工;4个属性的选取和各分类方法符合定制柜门家具企业的实际生产,零件族中的单个属性可选择,顺序可调换,可根据企业的需求进行灵活调整,满足不同工段和设备等的需求;属性选取数量和单属性分类数直接影响零件族的划分,...     

实木定制柜门的标准化设计

实木定制家具市场正在逐步扩大,柔性生产能满足市场的个性需求,标准化设计是实现柔性生产的前提,也是实现自动化、工业化、智能化生产的关键。以M企业的93款实木定制柜门设计生产现状入手,在分析现有问题(产品体系复杂导致零件难以互换、设计和生产信息传递存在壁垒)的基础上提出了构建标准化的设计平台。平台步骤包括健全柜门产品信息数据(5项资料的输入构成完善的前段数据来源)、搭建软件设计和拆单环境(制定数据库和柜门的拆分准则满足参数化设计需求)、加强柜门数据的处理速度与资料输出完整度(软件内部尺寸结构约束和图表制作与输出)。并阐述了平台搭建流程中所需的关键技术,针对企业在售柜门样式分析零件榫槽结构特征(边料、芯板、线条的连接方式)和尺寸(宽度和厚度)分布情况进行整合归纳,选取4项分类属性利用多属性交叉聚类算法划分产品零件族(尺寸为层次聚类,工艺为模糊聚类,榫槽为形状分类,弯曲程度为弯曲半径),以“标识码+分类特征码+尺寸码”的编码方式制定柜门产品信息码和零件加工信息码,在分析零件尺寸结构关系之上利用编程技术构建最小单元零件模型库,创建共享端口实现信息的交互与贯通。本研究系统地阐述了实木柜门标准化设计的关键流程,旨在为实木定制柜门的标准化设计奠定前端基础,从而促进实木家具的数字化升级。     

定制家具的成组制造模式分析

对定制家具成组制造的基本原理、零件成组分类方法、成组生产单元的类型及成组制造模式适用条件进行介绍与分析。根据定制家具基材类型、功能要素、基本形状、功能要素排列、尺寸、审美要素等特征因素定义零件的相似性等级为单一类型、简单类型、基本类型、主要类型、标准件、统一件,然后基于成组方法,将零部件分类成不同的加工族,在此基础上构建成组多机生产单元、成组流水线。笔者认为,对于定制家具企业而言,在产品种类多,通用模块少时,宜采用成组与按工艺混合制造模式;当企业生产的产品种类多,通用模块多时,则企业宜采用成组制造模式。     

大规模定制家具加工中心多钻头并行作业的优化

大规模定制家具超高的生产效率与高度个性化的产品两大特征决定了其需要依赖高水平的信息化与自动化组织生产,是家具制造业智能制造的前沿领域。运用数控加工中心开展钻孔作业是调和个性化产品制造过程中的矛盾、实现柔性生产的重要手段。当前,数控钻孔工序因其作业时间长且板件之间差异较大而往往成为制造过程中的瓶颈。为切实提高生产效率,本研究立足生产实际,从钻头与孔的位置关系中寻求突破口,提出了数控加工中心多钻头并行作业优化问题。以优化钻头排列为主要途径,减少下钻次数为核心目标,基于制造大数据与工艺规则挖掘信息并简化建模,采用差分进化算法求解钻头排列方案,进一步通过聚类算法探索出面向未来高自动化水平下的差异化钻头排列,形成了一套具有实际意义与普适性的优化方法。通过理论与实践验证了该方法的有效性,达到了缩减作业时间、提升加工效率的目的。对打通大规模定制家具制造瓶颈、推动定制家具智能制造具有一定的指导意义。     

面向即时顾客化定制的整体厨柜产品设计技术研究

概述了即时顾客化定制生产模式产生的背景、特点和实施方法,结合整体厨柜产品的特点,研究了面向即时顾客化定制的整体厨柜产品设计技术的实现方法,以提升整体厨柜产品设计效率与设计质量,增加顾客参与程度,并为整体厨柜实现柔性生产组织、敏捷供应链管理提供技术前提,使整体厨柜企业能将即时顾客化定制作为一种有效的竞争战略运用到实际生产经营活动中,获得市场竞争优势.     

整体厨柜的安装与调试

整体厨柜由于受使用功能、环境条件及厨房面积大小的制约,大都采用分体构成的结构形式,即整套厨柜由台面、柜体、门板三大部分构成.因此,与其他家具产品相比,整体厨柜本身并不是一个直接可以销售和使用的标准化工业产品,每套厨柜都是一个规模不大,但专业性比较强的工程项目.针对这样的产品特点,目前厨柜生产企业大都采取"现场测量、量身定制、工厂制造、现场安装"的生产销售方式,厨柜企业向消费者的供货过程包括测量、设计、制造、安装、服务等环节,缺一不可.     

实木椅零部件的相似性与成组技术

以实木椅为研究对象,根据零部件的相似性,将其分类成组,形成零件族。测量和统计零件族中各零部件的规格尺寸,并根据时间研究法测定和统计各零部件的加工时间。按照成组技术来组织生产,分析成组加工前后的时间差异,进而估算成组加工前后的成本差异。结果表明:实木椅零部件之间在加工工艺、几何形状、尺寸规格等方面存在一定的相似性,符合成组技术实施的条件;利用相似性特征将零部件分类形成零件族后实施成组加工,可以有效提升生产效率,显著降低生产成本。     

木质柜类定制家具零件编码的研究与应用

通过对零件编码概念以及原则的介绍,以"分类码+特征码+规格码+加工码"为整体作为编码结构基础,考虑到零件部位、材质、颜色、规格及加工工艺特征属性,制定出19位码位的木质柜类定制家具的编码方案,以期为企业后续的标准件设计奠定基础。     

实木家具异形零部件成组分类与加工方法

为解决实木家具异形零部件加工难和效率低的问题,利用成组技术对异形零部件进行分类优化试验。选取96件橱柜、床、椅和桌几等4类家具的7 950个零件,其中异形零部件1 518个,根据异形零部件在长度、宽度和高度方向的造型差异及3个方向曲线和曲面的情况,通过加工相似性原理对异形零部件进行长型、曲型、轴型、复杂型和板型等成组分类,4类家具的曲型异形零部件和复杂异形零部件占比较高,分别为31.19%,34.78%,20.25%,33.88%和29.36%,28.26%,32.91%,37.19%;对分类零部件采用LWH(length-width-height)分类编码方法制定异形零部件的编码规则,形成零部件加工过程的物件流转信息代码;依据异形零部件形状分类优化结果,对加工方法、加工设备配置及工艺路线制定进行统一和优化后,整体生产效率提高了约25%,可见合理的成组分类与规范的加工方法有助于提高生产效率,设备负载率和生产线负荷率得到有效提升。本研究不仅为实木家具企业零部件加工提供了参考,同时也为生产线平衡优化、物件流信息流转提供了理论依据。     

儿童家具实木零部件成组技术的标准化设计研究

为解决儿童实木家具零部件存在的多样化问题,利用成组技术对零部件进行标准化试验。选取20件儿童家具,零部件共1 084个,其中实木零部件共705个,通过加工相似性原理,取零件的3个关键结构特征进行分析,包括:零件长边方向中心线、长边方向外表面形状、短边方向外表面形状,依据工艺相似性,对零件进行分类;据此建立儿童家具零件族,并对零件族中零部件分布情况进行分析,将尺寸相差在2 mm内的零部件合并、尺寸值以合并前零件数量较多的为主,且向原规格或其1/2靠拢的方法对零件规格尺寸进行优化设计。结果为厚度规格种类减少了20种,宽度规格种类减少了12种,从而提高儿童家具的生产效率,降低生产成本,缩短研发周期。     

基于CNC的定制板式家具结构孔设计

近几年,由于定制家具能够很好地适应不同的家具使用空间和满足使用者个性需求,因而得到飞速发展,定制家具的个性化与多样化也对其没计与制造提出了更高要求。孔位的设计与加工是定制家具生产中一个复杂的环节,笔者打破传统板式家具结构孔位的设计方式,提出了新的孔位结构形式,优化了结构孔的设计,极大地提高了生产效率,为定制板式家具设计与制造提供了一种新的设计思路。     

基于蚁群聚类算法的板式定制家具订单聚类分析

为研究在定制家具分批生产之前的订单聚类问题,根据不同订单的信息,选取对定制家具排产影响较大的订单特征,将订单文本向量化,计算家具订单之间的相似度。利用蚁群算法的状态转移规则,通过聚类数目未知的蚁群算法将订单类别进行归并,以聚类完成后所有类别的材料种类总数最少为目标。通过仿真试验将其与聚类数目已知的蚁群聚类算法和K-means算法聚类结果进行比较,结果表明:相对于上述两种聚类算法,在定制家具订单聚类问题研究中,本文研究的算法聚类效果更好。     

基于价值流图的板式定制家具小板件生产线负荷平衡

大规模定制和多样化需求的制造模式使板式定制家具企业面临严峻的挑战,为了提升板式定制家具企业生产线效率,缩短生产交付周期,以板式定制家具企业某车间生产线为研究对象,通过价值流图研究生产线情况,识别出生产线负荷平衡率低、生产布局不合理及在制品库积压等问题,利用因果分析法分析问题成因。运用流程程序分析法、5W1H提问法和ECRS原则、双手动作分析等工业工程法对瓶颈工序进行改善;对不合理生产布局进行调整,结合改善效果,绘制了未来价值流图;针对生产线负荷不平衡的问题,建立0-1整数规划数学模型,并运用LINGO求解最小生产节拍等。结果表明,优化效果明显,瓶颈工序作业时间减少,生产线负荷平衡率由52.58%提升至86.74%,平滑性指数由10.45降至5.99,板件搬运效率提升,在制品库存得到显著改善。本研究旨在优化板式定制家具企业生产线,提升生产线负荷平衡,实现精益化生产,以期为板式定制家具企业生产线平衡优化提供新思路。     

整体厨柜的加工与制造(5)

整体厨柜的结构系分体组合结构,即整套厨柜由台面、各个单元柜、门板三大部分组合而成。对于绝大多数厨柜生产企业而言,这三部分都是分开加工,再在现场进行装配。由于各部分所用材料不同,其加工方法也有较大差异。     

基于批量定制的圆竹家具减量化设计研究

为解决圆竹家具受生产技术的制约而导致产品同质化、附加值低等问题，运用批量定制理念，从优化产品结构、降低制造门槛的角度进行圆竹家具的减量化设计。首先，分析了批量定制对圆竹家具减量化的驱动因素：以定制的柔性化生产实现产品差异化、利用批量的规模化来促进产品的减量化，提出以标准化部件和适应性部件相互配合来实现圆竹家具减量化的思路。其次，展开了设计减量化、工艺减量化和包装减量化的具体策略研究。最后，针对圆竹家具减量化进行设计创新与实践，验证了从批量定制理念出发对圆竹家具进行减量化设计的可行性。     

基于视图表达的木家具异形零件分类加工方法

通过木家具零部件的结构视图表达,对异形零件进行了归纳和分类。在此基础上,对不同类型的异形零件加工方法进行了阐述,介绍了其不同的加工工艺流程及加工设备。将不同类型的异形零件加工方法进行归纳,对相关企业进行结构及加工工艺优化具有一定的参考价值。     

板式家具智能制造的工艺变型设计方法

在家居智能制造背景下,基于大规模定制和个性化需求为目的的制造模式,需要对家居产品的设计方法和工艺过程管理提出更高的要求,但由于家居行业工艺过程设计还存在一定的滞后性,因此进行工艺变型设计的研究具有重要意义。通过文献查阅,结合其他相关行业,分析了家居企业的工艺变型设计研究现状,解读了工艺变型设计的内涵并分析工艺变型设计对家居企业的必要性;依据工艺变型设计原理,分析了工艺变型设计的系统架构、工艺信息模型构建和技术支持;通过工艺变型设计思路与实现过程的搭建,基于分类编码技术、产品零件族、事物特性表的工艺卡片和工艺事物特性表的基础建模,构建了家居行业的工艺变型设计方法;并以某企业的封边工序为例,对封边工艺进行快速设计,验证了运用工艺变型设计的可行性,同时对企业的工艺效率和质量提升明显。本研究旨在提升工艺设计与制定的效率和质量,从而推动家居企业设计制造一体化向着智能制造迈进。     

基于机器故障下板式定制家具混合流水车间动态调度研究北大核心

针对板式定制家具混合流水车间在制造过程中出现的机器故障问题,通过分别对三种典型的机器故障场景进行了对比分析,生成三种重调度方案。在此基础上,以最小完工时间为目标,构建了一个考虑故障可恢复性的动态调度模型,并采用一种融合ICA算法和完全重调度策略的方法进行求解。结果表明:提出的模型与方法能够有效降低机器故障对生产的影响,使三种故障场景下的调度效率分别提高了8%,16.3%和14.5%,达到了提高车间调度效率,缩短板件完工时间的目的。研究结果可为优化机器故障下板式定制家具企业生产调度问题提供参考。     

整体厨柜结构设计(4)

结构设计是实现整体厨柜工业化生产的重要环节和关键步骤,对于消费者而言,合理的结构能使厨柜产品功能更完善、使用更方便;对于厨柜生产企业来说,合理的结构设计能提高生产效率,缩短生产周期,提高产品的合格率,充分发挥设备的效能,并有效降低生产成本。     

厨柜标准存储单元生产战略对比分析

为有效缩短发货周期,"按库存生产"和"库存式生产"2种生产模式共存是当今厨柜业最普遍的生产方式。在实际生产战略中,按库存生产阶段,是以标准件还是以标准柜为生产标准存储单元是很多厨柜企业在工业生产初期面临的一个抉择。以柜体生产着手,分别从生产批量大小、拣选与操作的难易程度、包装方式及区域面积大小4个主要方面探索2种生产战略的优劣。