■高嘉南，祁憶青 Gao Jianan & Qi Yiqing

(南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇南京 210037）

我國(guó)紅木資源匱乏，但消耗量很大。而大部分紅木資源都集中在熱帶地區(qū)，因此我們的紅木很依賴(lài)進(jìn)口，尤其是從非洲國(guó)家進(jìn)口。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，紅木進(jìn)口的難度會(huì)進(jìn)一步增大，這導(dǎo)致紅木資源匱乏。

對(duì)于紅木家具出材率而言，在加工過(guò)程中，紅木會(huì)經(jīng)歷烘、鋸、刨、雕刻等一系列過(guò)程，會(huì)損失很多材料，加上紅木本身缺陷較多，成材少，所以最后紅木家具的出材率很低。

相關(guān)資料顯示，越南黃花梨的平均出材率僅為28%-32%，老撾紅酸枝的平均出材率僅為20%-25%，烏木的平均出材率僅為8%-13%。因此，我們需要致力于提升紅木家具的出材率。本文將詳細(xì)介紹配料這一工序，淺析如何通過(guò)配料環(huán)節(jié)提升紅木出材率。

1 紅木家具出材率

紅木家具出材率是指紅木家具成品中包含的紅木體積與總的紅木材積之比。紅木家具出材率越高，則意味著利用相同數(shù)量的紅木可以生產(chǎn)出更多的紅木家具成品，那么單位紅木的成本越低[1]。而配料是紅木家具生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵一步，它直接影響著紅木出材率的高低。配料是指以零部件尺寸為標(biāo)準(zhǔn)將板材鋸制成毛料的過(guò)程。配料是否高效，是否合理，直接影響著紅木的出材率、紅木家具的質(zhì)量、成本效益等等。

現(xiàn)階段，根據(jù)國(guó)內(nèi)家具生產(chǎn)情況，可以把配料分為兩種，分別是傳統(tǒng)配料方式和現(xiàn)代配料方式[2]。

紅木家具的配料環(huán)節(jié)是決定紅木出材率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但一直以來(lái)由于紅木木材等級(jí)差異、缺陷存在較多、干燥工序不科學(xué)、人工配料的隨機(jī)性等問(wèn)題，導(dǎo)致紅木出材率較低、成本過(guò)高、廢料變多等問(wèn)題，使得傳統(tǒng)配料方式的問(wèn)題凸顯出來(lái)。

如果能在加工過(guò)程中，通過(guò)科學(xué)合理智能的手段，提高紅木家具出材率，那就全國(guó)范圍而言，會(huì)節(jié)約很多紅木材，同時(shí)也能降低成本。這樣，現(xiàn)代配料方式即以?xún)?yōu)選鋸作為核心設(shè)備提供了很好的契機(jī)，它不僅能很好地解決出材率低的問(wèn)題，還能給整個(gè)廠的生產(chǎn)模式朝智能化信息化的轉(zhuǎn)變提供很大的幫助。

2 傳統(tǒng)配料方式

傳統(tǒng)配料方式以橫截圓鋸機(jī)設(shè)備為主，紅木家具生產(chǎn)的傳統(tǒng)配料方法有：（1）先橫截后縱解：先將鋸材按照長(zhǎng)度截成短板，再用多鋸片縱解圓鋸將短板鋸成毛料。（2）先縱解后橫截：先將鋸材按照厚度或者寬度縱解，再橫截成需要的毛料。（3）先劃線后鋸截：先在模板上劃線預(yù)排列，再按線鋸解。（4）先粗刨后鋸截：先將鋸材進(jìn)行單面或雙面刨削加工，使得木材紋理還有缺陷顯示出來(lái)，再進(jìn)行橫截或縱解成毛料。（5）先粗刨—鋸截—膠拼再鋸截：將板材經(jīng)刨削、鋸截后，分別在長(zhǎng)度、寬度和厚度方向進(jìn)行接長(zhǎng)、拼寬、膠厚制成拼板，然后再鋸截成毛料[3]。

而對(duì)于家具廠而言，家具廠先將總?cè)蝿?wù)下達(dá)給配料組，然后配料組根據(jù)指標(biāo)給各個(gè)工人安排對(duì)應(yīng)的配料任務(wù)，接著工人根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)完成配料任務(wù)，中間穿插著質(zhì)量監(jiān)督和提醒，最后統(tǒng)計(jì)人員統(tǒng)計(jì)任務(wù)完成的情況并且上報(bào)進(jìn)行匯總。

不難看出，傳統(tǒng)配料方式的主導(dǎo)因素在于人，經(jīng)驗(yàn)豐富的工人不僅要熟練操作機(jī)器，還要記住不同等級(jí)的紅木和不同規(guī)格的零件尺寸來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的配料，其對(duì)人的要求非常高，從而帶來(lái)了配料質(zhì)量的隨機(jī)性和不確定性。對(duì)于配料要求更高的紅木，其材料成本更加昂貴，顏色紋理搭配要求更高，如何改善配料方式，是迫切需要解決的。

3 現(xiàn)代配料方式

以?xún)?yōu)選鋸作為核心設(shè)備的現(xiàn)代配料方式和傳統(tǒng)配料方式相比，人的參與變少了，取而代之的則是更多的電腦運(yùn)算，使得紅木配料更加柔性、高效，更能符合實(shí)木家具的現(xiàn)代生產(chǎn)模式。

優(yōu)選鋸具有分析、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化等功能，其精度和效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手工傳統(tǒng)配料，能夠根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)優(yōu)化配料方案，且能大量地滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化需求。而且紅木板材缺陷復(fù)雜，要考慮的因素很多，僅僅靠人腦無(wú)法完成綜合的合理的判斷，這時(shí)候就需要利用優(yōu)選鋸，消除人為因素，達(dá)到一種較合理的配料效果[4]。

優(yōu)選鋸主要利用數(shù)控手段來(lái)進(jìn)行配料的優(yōu)化。（1）使用者用熒光筆標(biāo)注缺陷部分，優(yōu)選鋸會(huì)讀取這些信息并且傳到電腦里，電腦對(duì)這些信息進(jìn)行處理并進(jìn)行相應(yīng)鋸切。（2）普通工人在進(jìn)行手工鋸切時(shí)，為了避開(kāi)缺陷又要保證出材率，往往會(huì)使得鋸切位置離缺陷部位很近，這樣會(huì)導(dǎo)致很大的危險(xiǎn)性。（3）優(yōu)選鋸能應(yīng)對(duì)不同尺寸不同等級(jí)的紅木板材，而人工卻要憑借經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行處理，往往容易出錯(cuò)。（4）操作簡(jiǎn)單，降低了對(duì)人工技能的要求，減少了人工成本。

表1 兩種配料方式的差異性

現(xiàn)代配料方式的具體流程可以如下：（1）板材掃描：將紅木板材放入自動(dòng)掃描儀，得到其規(guī)格大小等信息，還可以?huà)呙璩黾t木的缺陷部位，然后工廠里根據(jù)零部件的具體尺寸，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)，給出最佳縱解方案。（2）板材剖分：根據(jù)上階段的方案，利用優(yōu)選多片鋸進(jìn)行高效有序的縱解，在寬度和厚度上根據(jù)零部件尺寸進(jìn)行剖分。（3）板條整理：紅木和其他木材相比，價(jià)值更高，紋理更豐富，這就要求利用電腦，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)，把板條按照原來(lái)位置擺放，以至于顏色紋理不亂序。（4）板條掃描：對(duì)于紅木板條，再次利用掃描儀進(jìn)行掃描，得到紅木板條規(guī)格尺寸缺陷等相關(guān)信息，然后工廠根據(jù)零部件具體尺寸，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)，給出最佳橫截方案。（5）板條橫截：利用優(yōu)選橫截鋸，結(jié)合上一階段掃描儀的信息，對(duì)板條在長(zhǎng)度方向上進(jìn)行橫截。（6）板條整理：對(duì)于定長(zhǎng)橫截后的紅木板條按照數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行整理分類(lèi)，保證顏色紋理一致，好料次料分明，長(zhǎng)料短料寬料窄料有序。通過(guò)以上工序和設(shè)備可以組成相應(yīng)的紅木家具配料生產(chǎn)流水線[5]。

4 兩種配料方式的差異性

（1）傳統(tǒng)配料方式雖然很靈活，但卻不可控制，加入了更多的人的主觀意愿，導(dǎo)致出材率低、錯(cuò)誤多、材料浪費(fèi)嚴(yán)重。而現(xiàn)代配料方式可以同時(shí)提供多規(guī)格的紅木零件配料方式，正確率高、出材率高，是一種可控的有序的柔性，從而更加節(jié)省材料。具體表現(xiàn)為現(xiàn)代配料方式能夠適應(yīng)多規(guī)格多等級(jí)的紅木材料，同時(shí)能滿(mǎn)足多種尺寸的零部件配料，并能提供相應(yīng)的個(gè)性化配料方案[6]。

（2）紅木家具的紋理色澤是影響其檔次的重要因素，傳統(tǒng)配料方式對(duì)于紅木毛料的整理較為傳統(tǒng)，這容易導(dǎo)致后續(xù)的加工過(guò)程效率低下，需要在選料、補(bǔ)料上花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)于配不上紋理色澤的紅木只能棄之不用，從而導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)。而現(xiàn)代配料方式將整理鋸材放在配料中，依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分類(lèi)整理，為后續(xù)的加工奠定了好的基礎(chǔ)，減少了失誤、返工、廢料的情況[7]。

（3）傳統(tǒng)配料工序?qū)τ诓僮鞴と艘蟊容^高，需要熟悉紅木木材等級(jí)屬性、紅木家具結(jié)構(gòu)，還需要記住家具零件尺寸，而現(xiàn)代配料方式對(duì)應(yīng)的設(shè)備自動(dòng)化程度高，操作工人只需要標(biāo)記缺陷所在位置即可，并不需要進(jìn)行長(zhǎng)期的訓(xùn)練，對(duì)學(xué)歷要求也不高；傳統(tǒng)配料方式的管理更多依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，對(duì)于工人的生產(chǎn)效率只能依靠人為計(jì)數(shù)，效率低下而且主觀因素較多，容易出錯(cuò)，而現(xiàn)代配料方式能根據(jù)優(yōu)選鋸得出配料的相關(guān)信息，根據(jù)企業(yè)要求做出正確合理的選擇，對(duì)于錯(cuò)誤也能及時(shí)得到反饋，便于更正[8-9]。

（4）配料工序與管理息息相關(guān)，傳統(tǒng)配料方式主要是利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)管理配料，加工完成情況也是靠人工統(tǒng)計(jì)匯總，周期長(zhǎng)且數(shù)據(jù)不準(zhǔn)；現(xiàn)代配料方式能使得優(yōu)選鋸與企業(yè)的前端相連，既能及時(shí)得到準(zhǔn)確的加工信息，又可反饋相應(yīng)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)配料方式中產(chǎn)生的余料數(shù)量很難控制，而且規(guī)格多、存放雜亂，但是優(yōu)選鋸配料技術(shù)大大減少了廢料的產(chǎn)生，以此減少不必要的庫(kù)存（表1）。

5 生產(chǎn)模式與管理模式

在配料環(huán)節(jié)上，擁有人工和設(shè)備是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要配套相應(yīng)的生產(chǎn)模式以及管理模式[10]。紅木家具訂單種類(lèi)繁多，批量又很少，即使在前端以ERP系統(tǒng)為核心，對(duì)于銷(xiāo)售、設(shè)計(jì)、拆單、采購(gòu)等環(huán)節(jié)，基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)信息化管理，然而對(duì)于后端生產(chǎn)領(lǐng)域包括配料工序仍處于人工管理的階段，比如計(jì)劃員無(wú)法及時(shí)得知實(shí)際生產(chǎn)狀況，導(dǎo)致產(chǎn)能過(guò)剩或不足，同時(shí)生產(chǎn)計(jì)劃、訂單進(jìn)度等信息無(wú)法準(zhǔn)確跟蹤[11]。

在這里可以借鑒和參考豐田生產(chǎn)模式（TPS），TPS是由日本豐田汽車(chē)提出的、以提高企業(yè)生命力和競(jìng)爭(zhēng)力為目的的一整套概念、方法和工具體系，是豐田公司通用地制造方法，其基本思想是“杜絕浪費(fèi)”，通過(guò)生產(chǎn)的整體化，追求產(chǎn)品制造的合理性以及品質(zhì)至上的成本節(jié)約[12-13]。與此相對(duì)應(yīng)的就是柔性生產(chǎn)，即通過(guò)條形碼，賦予紅木板材“身份證”，由軟件系統(tǒng)識(shí)別并發(fā)出作業(yè)指令給自動(dòng)化加工系統(tǒng)（數(shù)控設(shè)備或數(shù)控設(shè)備組合）進(jìn)行生產(chǎn)，適應(yīng)多品種、多規(guī)格的批量生產(chǎn)[14]。

在管理模式上，我們需要?jiǎng)?chuàng)新企業(yè)的管理體制。通過(guò)制度創(chuàng)新使企業(yè)成為富有活力的能自主經(jīng)營(yíng)、自負(fù)盈虧、自我發(fā)展、自我積累的經(jīng)濟(jì)細(xì)胞，使之盡可能多產(chǎn)出、增效益[15]，開(kāi)發(fā)出企業(yè)的活力體系以及高效運(yùn)作的機(jī)制。還要培養(yǎng)員工現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題解決能力與工匠精神，通過(guò)技能提升和激勵(lì)機(jī)制挖掘員工發(fā)現(xiàn)和解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題能力，培養(yǎng)并保持精益求精的工匠精神[16]。

6 結(jié)語(yǔ)

紅木家具企業(yè)在節(jié)省材料與降低成本的同時(shí)，又要滿(mǎn)足市場(chǎng)上多品種小批量的需求，這反映在配料工序上則需要體現(xiàn)高效、有序、柔性。現(xiàn)在紅木家具企業(yè)的生產(chǎn)模式還是人機(jī)一體但各工序分散游離，如果要提高產(chǎn)能、降低成本、提高效率，則需要引進(jìn)現(xiàn)代配料的設(shè)備和建立相關(guān)的流水線。現(xiàn)代配料方式可以提高紅木家具的出材率，紅木家具企業(yè)如果需要滿(mǎn)足現(xiàn)代家具生產(chǎn)模式要求，則需要運(yùn)用現(xiàn)代配料方式。