眾所周知，在軟體家具生產領域，原材料往往占據成本的重要部分。尤其是在沙發生產中，真皮的成本占比可能超過30%。由于真皮原材料具有天然的瑕疵，優化樣板的排布成為提高最終利用率、節約成本的關鍵一環。
然而由于種種原因，相對于板材和結構件生產的自動化水平，國內眾多家具廠的真皮裁剪基本仍靠工人手工完成，處于“管理失控”的狀態。
而根據測算，在達到一定規模的裁剪車間中，任何超過1%的提升都將帶來可觀的經濟效益。當然，前提是對原材料的利用率、裁剪質量等核心指標進行有效的監測、管理和提高。
基于此，本文將結合先進的智能制造技術手段和精益生產管理的方法論，探討如何在人機結合的狀況下，提升家具制造環節中的真皮利用率，以及家居企業必須穿越的“三重門”。
第一重門：自動化裁剪替代人工裁剪，真皮利用率提高5%以上
如前所述，人工裁剪仍是目前真皮裁剪的主流方法。但近年來用工成本的持續上升，家具制造業對年輕人的吸引力不足、宏觀經濟增速放緩，以及貿易摩擦對市場的沖擊等多重因素的壓力下，制造環節的利潤持續下滑，越來越多制造商感到傳統方式正變得愈加難以為繼。而人工裁剪的缺點總體來說有以下幾點：
（1）裁皮工人培養及管理的困難。一般來說熟練工需要3年以上的經驗積累，然而這個熟練工群體由于年齡等因素，正在逐步退出勞動力市場。而市場上補充的勞動力來源不足，工作意愿尤其是對旺季加班也不如上一代工人那樣積極。
（2）品質難以統一及控制。因為皮料具有伸縮性，工人在實際操作中的失誤以及主觀微調品質標準的情況在所難免。而同時工廠缺乏有效的技術手段采集生產數據，無法匯總分析并提出改進方案。
（3）實物樣板難以管理。實物樣板存在占空間、易磨損、可視性差、取用不便等諸多缺陷。并且由于外銷的萎縮和內需訂單的增加，多品種小批量的生產趨勢也帶來了更大的挑戰。
目前全球范圍內，自動真皮裁剪設備的大規模應用技術已趨于成熟，尤其以法國力克系統為代表，并已在國內促成了諸多成功案例。
在家居行業的頭部企業中，自動化代替人工的趨勢已經非常明顯。下面將以力克VERSALIS機型為例，簡要介紹該系統的兩種組織模式。
——在線模式。所謂的“在線”，即在人工標識出皮革傷殘和疵點（可采用實物筆或電子筆，目前不存在自動標傷技術）環節后，直接上機排料裁剪。決定設備效率的核心環節，是通過自動排料的強大算法得出最佳的排料利用率結果，及硬件本身的速度、精度及穩定性。
整個流程包括瑕疵識別（人工）、皮革上料（人工）、排料（自動）、裁剪（自動）、卸料（人工配合輔助設備）、分析優化（自動）等環節。根據用戶的具體生產訂單，每小時產出可達14～16張皮革，效率大大超過人工。
根據力克在國內積累的成功案例經驗，在線模式相比人工裁剪往往會帶來5%甚至更高的利用率提升。
——離線模式。它和在線模式的區別在于，瑕疵識別及掃描步驟提前分離于后續的其他環節。即所有皮料入庫后（而不是生產前），先進行皮革標傷、面積掃描、錄入系統形成電子化信息，待生產時只需根據當天的生產需求調用排好料的訂單即可。
這個系統發揮威力的關鍵在于，用于裁剪的電子樣板和真實皮料的匹配工作，將由電腦在非工作時間段（例如生產前一天夜里）進行大量模擬計算，不僅考慮裁片的排列給合，更兼顧皮革的排料組合，以獲得更佳的排料結果。
為了滿足產量的效率，在線系統中每張皮革的排料的計算時間往往僅有十幾秒到兩三分鐘，而離線系統有著更充裕的計算時間。最終兩者對于皮料節省的差異，可能高達2%～3%。
但需要指出的是，離線系統對于用戶的基礎建設如自主IT系統建設能力、智能倉儲系統、訂單管理系統、ERP等系統等環境要求較高，其初期資金投入也較高，且絕大軟體沙發企業尚未達到上述要求，因此目前尚未真正引入國內市場。
第二重門：流程改善，讓設備效率充分發揮
所謂的智能制造就是以信息化、自動化和智能化三化合一的漸進過程，其中生產過程的合理化與標準化是前提。流程是生產業務和組織運作的主線與固化結果，其外化的表現就是體系與標準，而對流程的優化主要是基于精益的思想。
流程的合理化與標準化是智能制造的基礎，決定了智能制造的實施效果。而精益生產則是確保流程與標準化的有力工具。
如果說自動裁剪設備的引入已成大勢所趨，那么人機結合、流程改善的議題則更值得業界關注。原因在于，很多企業在高額的設備投資之后，往往因為種種原因沒有對后續的OEE（設備綜合效率）進行管理，導致投資回報達不到預期目標。
因此，穿越第二重門的關鍵在于“人與設備的結合”。那么從人工裁剪轉型到自動裁剪后，哪些相關流程需要改善呢？
（1）裁片質量分區。可以說，技術部門在裁剪前進行有效的裁片質量分區（充分利用皮革的各種傷殘），是得到最佳利用率的先決條件。圖3演示了一個裁片標準的質量分區，完整的真皮在人工標傷并上機掃描后，也將迅速得到相應的質量信息，于是定義好的裁剪任務將交給電腦自行匹配并排料。
這里需要注意的是，標傷環節目前由于技術方面及用戶具體要求的多重限制，必須仍由人工完成。
同時，機器裁剪的嚴格執行雖然會保證裁片的高質量，但相對于人工往往無法容忍一些小的不良匹配，初期投產中，機器在這個環節的利用率上會處于相對弱勢的地位。
（2）皮革傷殘定義。如上所述，圖4演示了一張真皮在遵循標傷定義和操作后的傷殘分布狀態。A區意味著最好的品質區域，這個區域的皮通常會被用在家具的關鍵部位，以此類推，直到一些區域低于最次的品質要求則必須廢棄（無法利用）。
排料時皮革上定義的傷殘與裁片上定義的傷殘意義相同，裁片上質量區只能放置在皮革相對應的質量區或高一層質量區，從而確保裁片品質。
（3）皮革殘傷標識及收料輔助。除了裁剪本身，皮革殘傷標識及收料環節目前也有相關輔助設施提高其效率。例如皮革標傷環節的滾筒及馬架，可助力查找皮革的暗傷，傷殘標識效率更高，馬架可以避免隨意堆放的皮料褶皺帶來的裁剪損失，但目前并未普及到每一個工廠。
收料環節中，如果進行了訂單的混合排料，相應每個訂單的裁片歸類會成為一個消耗工時的環節。而目前也有通過投影的方式，用不同的顏色進行區分收料的方法。
需要指出的是，盡管如此，這個環節目前由于缺乏全自動化（如精確抓取和歸類的機械臂）的輔助手段，仍然是阻礙行業實現從裁剪到縫紉全自動產線的難點。
第三重門：持續改善，維持高績效表現
在穿越了上述兩重門后，可以說這個裁剪車間具備了自動化和信息化的能力，并且隨著時間的推移，將產生大量的有效生產數據。因此在內部挖潛，繼續提升并且維持高水準表現方面，第三重門仍然是敞開的。然而令人遺憾的是，目前國內能夠在這個領域內保持清醒并持續探索的廠家，可謂寥寥無幾。
首先需要意識到，由于多方的重視，項目導入初期取得的績效往往有著較高的水平。而國內家具制造存在著管理粗放、基層人員流動性大等特點，往往難以維持高績效。
因此，“不設終點”地對設備和相關人員進行數據采集、分析和匯總討論，并制定相應的行動計劃，尤其重要，我們稱之為持續改善。大體上有以下幾個方面：
——維持管理和操作人員的穩定，及時補充人員及重新培訓。
——設備參數的不斷優化（如裁剪速度、開關機時間、排料時間等），尤其在訂單結構隨業務產生變化的情況下。
——排料方式的優化。對于同一種皮料的不同訂單，考慮進行混合排料的探索。
——優化整個自動裁皮車間的工作流程。
——皮革來料質量的分析及優化（基于大數據），優化供應鏈。
沒有數據，也就無從管理。現代化的設備提供的不僅僅是更穩定可靠的裁剪表現，更帶來了數據的沉淀，而如何利用數據則是管理人員和項目實施人員要面臨的課題。圖7的案例顯示了這種改善的精妙之處，即便是裁剪速度提高1.1%，對于整體效益的提高也有明顯的貢獻。
當前，整個軟體家具行業呈現出競爭加劇、利潤下滑的局面。我們也切身的感受到各大廠商紛紛把目光轉向了內部，依托技術投資，改變過去粗放式的生產環節。
中國在從制造大國走向制造強國的道路上，依靠的不僅僅是崛起的龐大中產階級群體、廣闊的發展腹地，更是對于新技術應用的渴求與不斷探索。
正如《人類簡史》作者尤瓦爾·赫拉利第一次來到中國時那樣，他無比驚訝的發現自己受到了“搖滾巨星”般的待遇。這個國家擁有旺盛的內需市場和最豐富的商業技術落地場景，各種改善的方法層出不窮。
我們有理由相信，一旦智能制造在家居行業獲得大規模普及，若干年后，本文所介紹的內容將成為軟體家具制造史上一頁重要的注腳。
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來源：億歐
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