家具大規模定制的發展背景及現狀研究

崔曉磊，孫艷君，沈 雋

(1.青島農業大學 藝術學院，青島 266109；2.東北農業大學 藝術學院，哈爾濱 150030；3.東北林業大學 材料科學與工程學院，哈爾濱 150040)

為了滿足人們對家具多樣化和個性化的需求，家具產業正經歷著從傳統批量化生產模式到小批量、多品種生產模式的轉變。因此，如何將客戶個性化需求與大批量生產有機結合，將成為產業持續發展的關鍵。在此背景下，“大規模定制(MC，Mass Customization)”的概念被引入家具產業。大規模定制(MC，Mass Customization)是試圖將大批量生產的速度和成本，與滿足客戶定制的個性化需求結合起來的一種新型生產模式[1-4]。本文在論述家具大規模定制發展的技術背景和發展現狀的基礎上，分析了我國實施家具大規模定制存在的問題，可為我國家具大規模定制的實施和發展提供有效的依據和參考，對促進家具行業的產業升級與持續發展具有重要意義。

1 家具大規模定制發展的技術背景

產品的設計技術(標準化、模塊化)、制造技術(計算機集成制造系統，CIMS)和管理技術(產品數據管理，PDM)是其發展的必備條件，如圖1所示，大規模定制是設計方法、數字化、信息化與制造業有效結合的產物。

圖1 家具大規模定制的技術基礎

1.1 設計技術——標準化、模塊化

標準化和模塊化設計是現代制造業保持高效率的根源，是實現企業管理現代化的一個重要標志。標準化可以使零部件的外協度更加容易，減少專用件，縮短研發周期和生產周期。鐘振亞[5]提出家具產品設計標準化是產業標準化的核心，是提高生產效率的關鍵，運用模塊化思想，提出實施家具標準化的兩個途徑：功能單元組合和零、部件的標準化。楊紅艷[6]對模塊化的板式家具進行了研究，分析了模塊化實施的必要性，論述了家具模塊設計是大規模家具生產的核心技術。Ulrich and Tung[7]將模塊進行了相似分類，提出了多種模塊技術：共享模塊技術(Component-sharing Modularity)、部件交換模塊技術(Component-swapping Modularity)、適應模塊技術(Cut-Fit Modularity)、混合模塊技術(Mix Modularity)、添加模塊技術(Bus Modularity)和組合模塊技術(Sectional Modularity)，如圖2所示，更加形象的展現了模塊化設計的應用，通過模塊的不同組合及不同的設計表現，呈現了產品模塊化基礎上的多樣性。總之，標準化、模塊化的設計方法增加了產品“外部(造型)”的多樣化，提高了家具“內部(結構和工藝)”的統一化，形成了外部多元化和內部統一化的積木效應，為大規模定制設計(Design For Mass Customization，DFMC)提供了前提基礎，既保證了其生產的高效性又滿足了多樣性的外觀需要。

圖2 模塊化技術分類[7]

1.2 制造技術——計算機集成制造技術(CIMS)

計算機集成制造系統(Computer Integrated Manufacturing System)簡稱CIMS主要包括敏捷制造(AM-Agile Manufacturing)、虛擬制造(VM-Virtual Manufacturing)和并行工程(CE-Concurrent Engineering)三部分，是一種集多種高新科技為一體的現代化制造技術。其在信息技術的支撐下采用數據流的形式將工廠、車間、單元層和設備層集成[8]。主要體現在2個支持分系統和4個功能分系統，如圖3所示。利用以上6個系統模塊[9]對企業的計劃、生產、管理、調度和銷售等整個生產過程進行處理，并可對各種孤立的自動化子系統實現功能的有機集成，優化運行，從而有效的縮短研發周期，降低成本，提高產品質量。CIMS技術的集成性揉合了人/機構、經營與技術3個要素，充分體現了設計、生產、管理的高度和諧，為家具的大規模定制提供了“高效”的基礎。

圖3 計算機集成制造系統的體系結構

1.3 管理技術——產品數據管理(PDM)

產品數據管理(Product Data Management)簡稱PDM，是一種管理所有與產品相關系的信息和過程的技術[10]。據CIMData的調查顯示，PDM在國外制造業得到了廣泛的認同，除了已實施PDM的50%的企業，未實施的98%的企業都將實行PDM技術[11]。在我國PDM的應用多集中于汽車和機械等行業。鐘世祿[12]以辦公家具企業實施PDM為研究對象，探討了PDM技術在家具企業中的實施和開發方法，并采用E-R圖分析優化了家具PDM數據模型，開始了PDM在家具企業的應用研究。PDM為CE、VW和AM等先進制造技術的實施提供了必要的支撐環境，同時在實現企業的信息集成、提高企業的管理水平及產品開發效率等方面具有十分重大的意義[13]。因此，為大規模定制家具的研發和管理提供了基礎。

2 家具大規模定制生產模式主要特征

大規模定制(MC)，是在大批量生產基礎上的個性化定制。它既滿足了“小批量、多品種”的需求，又保留了大批量生產的特性[14-16]。在家具大規模定制生產模式中，最顯著的特征就是以客戶為中心，以市場的實際需求和訂單拉動生產，進行產品的制造，改變了以往傳統依靠市場預測的單純性批量化生產方式，而又不同于多品種小批量的生產模式。因此，一方面，MC提高了產品設計效率，縮短了產品的設計周期，降低了生產成本，同時實現了產品的零庫存，大大節約了資金。另一方面，MC強調的外部多元化和內部統一化的特征，將多品種小批量的定制轉換為以模塊化、標準化為基礎的大規模生產下的定制，解決了產品個性化與大批量生產的矛盾。

3 家具大規模定制研究發展現狀

3.1 國內發展相關研究現狀

2003年，國內家具行業的專家學者在廣州家具博覽會上第一次提出了“大規模定制家具”的概念。同年，南京林業大學的林海[17]在《論大規模定制的家具設計》中，分析了大規模定制家具設計與傳統大批量生產模式下家具設計的區別，介紹了大規模定制設計的概念，探討了大規模定制的家具設計方法和設計流程。并在《家具企業實現大規模定制的途徑》一文中從標準化、模塊化、柔性化、業務流程重組及信息化五個方面探討了家具企業實現大規模定制的具體途徑[18]。

2005年，中南林學院的解愛華[19]在其碩士學位論文《大規模定制在家具企業中實施方式的研究》中，以大規模定制的理論原則為指導，研究了企業的產品開發、生產過程、組織結構和人力資源的弊端及其變革，并注重對環境變化的反應，就如何在家具企業中合理實施大規模定制的方法、步驟進行了初步探討。

2008年，復旦大學的辜慶云[20]在其碩士學位論文《櫥柜企業實施大規模定制戰略研究》中論述了大規模定制在櫥柜企業中的實際運用。

2011年，南京林業大學的吳智慧教授在國家863計劃課題“木竹制品模數化定制敏捷制造技術”中，分五講在《家具》雜志上從基本內涵、產品設計體系、工藝規劃和標準化幾個方面對家具企業大規模定制的技術體系進行了闡述；李兵、關惠元、吳智慧[21]在《面向MC的家具模塊化設計研究》一文中，對家具模塊化設計方法、模塊編碼劃分、接口、配置與維護等關鍵技術進行了研究與剖析；同時，郁有蘭、吳智慧[22]在《家具產品協同定制數字化設計關鍵技術》一文中，闡述了面向網絡的協同環境下的家具產品協同定制數字化體系結構和關鍵技術。中南林業科技大學的郭靖[23]在其碩士論文《基于大規模定制的板式家具研發體系研究》中對大規模定制模式下的體系組織構成及類型進行了研究，最后通過衣柜設計案例對研發體系運作的可行性進行了分析。

2012年，南京林業大學李兵[24]在其博士學位論文《面向大規模定制的復合衣柜的模塊化設計方法研究》中構建了人造板·實木復合衣柜的模塊庫，模塊編碼體系，模塊配置規則，形成了一套面向大規模定制的復合衣柜模塊化方案。

目前我國在定制家具系統的研發和應用中，廣東圓方計算機軟件工程有限公司和維尚集團一直走在前列。2006年，廣州市科技局啟動“家具企業大規模定制生產”科技攻關計劃和應用推廣項目。廣州市圓方計算機軟件工程有限公司為項目的承擔單位，并以維尚家具制造集團(擁有“維意”和“尚品宅配”兩大核心品牌)開發了面向板式家具的“圓方設計生產銷售”系統，具體包括圓方家具設計系統、網上訂單管理系統、條碼系統等，基本實現了定制與規模的對接。

3.2 國外發展相關研究現狀

2003年，Jiao等[25]探討了實施大規模定制的機遇和挑戰并總結了其技術路線，主要從塊的識別、產品平臺開發和產品生命周期集成三個方面進行了闡述。認為大規模定制是高附加值產品和服務的有效結合。

2004年，Jiao等[26]從設計的角度，針對大規模定制從設計定制化、流程定制化和基于定制的客戶感知價值三個方面進行了定制化分析。采用聯合分析法研究了針對多個產品特征的客戶偏好。認為定制化是一種設計評估或設計優化問題，目的在于使定制的客戶感知價值最大化。

2007年，Nemli等[27]對土耳其的家具和櫥柜市場進行了研究，調研了該國680家企業，結果顯示，土耳其67.8%的家具和櫥柜企業從事定制生產，比重較大。論文還對原材料采購、庫存能力、生產模式和市場等方面存在的問題進行了分析，最后給出了解決以上問題的一些建議。

2008年，Lihra等[28]研究發現，北美很多家具制造商能夠提供高水平的大規模定制并將其作為企業競爭策略的一部分。

2012年 Lihra等[29]通過聯合分析法(Conjoint Analysis)研究了在民用家具領域實施定制的四種影響因素：定制類型、定制時間、交貨期限和價格。研究表明，在消費者決策過程中，價格因素成為主要的影響因素，約占50%，定制類型和交貨期限的影響均約占20%，而受定制時間的影響最小，約占10%。另外，通過調查分析，得出女性與男性相比，更偏愛于家具產品的定制。

在產業應用中，目前國外針對家具大規模定制的系統，主要包括德國豪邁的WoodCadCam(易生產)和Wood net(易網銷)和加拿大20-20公司推出的板式家具銷售設計系統、InSight家具企業管理軟件和與Imos(易模式)家具工藝設計軟件。WoodCadCam(易生產)是德國豪邁集團推出的家具生產工藝設計軟件，其前端軟件為Wood net(易網銷)。20-20軟件是加拿大20-20科技有限公司推出的集家具行業的設計、管理和工藝的數字軟件。

4 我國實施家具大規模定制存在的問題及對策

4.1 行業的標準化和模塊化程度低

行業整體的標準化和模塊化程度較低，對于同類產品，產品的零部件沒有統一的標準化和模塊化尺寸，產品結構孔和系統孔的孔徑、孔深和孔邊距也尚未統一，因此，五金件尺寸也是五花八門，這些都大大制約了大規模定制的程度。對于家具產品，可以看做“家具=基本模塊+專業模塊+接口”的組合體[30]。模塊化的通用性、標準化及易加工性可減少模塊的數量，降低生產成本。針對此情況，首先可以加強行業間的交流，制定行業內同類產品的相關尺寸標準；另一方面，應加強對模塊化制品的研究，加強零部件之間的互換性及結構或連接方式的相通性。同時可采用模塊化方法，對非標部分做進一步的跟進。

4.2 行業的數字化和自動化水平低

據調查，2006年，我國家具機械設備的數控率僅在5%，制造技術難以滿足其生產的需要。大規模定制的生產模式需要高度的數字化和機械化，這是其保證大規模、快速生產的基礎。另外，柔性化的生產制造系統也是企業應該建立的，其較好的敏捷性，能夠靈活及時的響應客戶的需求，具備較高的生產效率，符合“小批量、多品種”生產模式的特點。一些大規模定制系統的實施，如德國豪邁的WoodCadCam(易生產)和Wood net(易網銷)和加拿大20-20公司推出的板式家具銷售設計系統、InSight家具企業管理軟件和與Imos(易模式)家具工藝設計軟件等能夠將設計與后臺生產自動連接，促進了大規模定制的順利實施。

4.3 企業管理的信息化不足

對我國大部分家具企業而言，信息化已廣泛存在，但成熟的較少，阻礙了大規模定制的發展進程。大規模定制模式需要迅速的響應客戶的需求，加強各部門之間與供應商、銷售商和物流企業的聯系，協同完成家具產品的生產，而完整成熟的信息化則是獲得客戶需求和快速響應的基礎。因而，可以加強對產品數據管理(PDM)、企業資源管理(ERP)、企業供應鏈管理(SCM)和企業客戶管理(CRM)等的實施，進一步統一數據標準，實現信息的管理集成。

5 結束語

大規模定制(MC)既滿足了產品個性化的需求又滿足了大規模生產的高效性，將成為21世紀制造企業的主流生產模式，對提高產品附加值，實現產業升級具有重大的現實意義。

因此，加強我國家具企業設計技術、制造技術和管理技術的升級優化已成為實現行業持續長遠發展的必然要求。

【參 考 文 獻】

[1]Toffler A.Future Shock[M].New York：Bantam Books，1970.

[2]Pine J B.Mass Customization：The New Frontier in Business Competition[M].Boston：Harvard Business School Press，1993.

[3]Beaty R T.Mass customization[J].Manufacturing Engineering，1996，75(5)：217-220.

[4]Lau R S M.Mass customization：the next industrial revolution[J].Industrial Management，1995，37(5)：18.

[5]鐘振亞.家具產品設計標準化與生產效率的研究[D].長沙：中南林業科技大學，2005.

[6]楊紅艷.基于模塊化的板式家具研究[D].西安：西北農林科技大學，2006.

[7]Ulrich K，Tung K.Fundamentals of product modularity[J].Computer Aided Engineering，1995，14(2)：32-41.

[8]陳 凌，高秀蘭.我國計算機集成制造系統(CIMS)的現狀及前景展望[J].現代機械，2002，40(4)：20-22.

[9]吳素霞.計算機集成制造系統(CIMS)及其在我國的發展現狀[J].科技與產業，2005，5(5)：62-64.

[10]Miller E.PDM Today[J].Computer Aided Design，1995，14(2)：32-41.

[11]Tseng M M，Jiao J，Merchant M E.Design for mass customization[J].CIRP Annals-Manufacturing Technology，1996，45(1)：153-156.

[12]鐘世祿.家具企業產品數據管理(PDM)技術的研究——辦公家具PDM的功能應用及系統開發[D].南京：南京林業大學，2007.

[13]張 瑛，趙 武，劉艷平.面向中小制造企業的產品數據管理系統的設計與實現[J].機械設計與制造，2009(12)：241.

[14]Jiao J，Ma Q，Tseng M M.Towards high value-added products and services：mass customization and beyond[J].Technovation，2003，23(10)：809-821.

[15]Shin Y，An S H，Cho H H，et al.Application of information technology for mass customization in the housing construction industry in Korea[J].Automation in Construction，2008，17(7)：831-838.

[16]熊先青，吳智慧.大規模定制家具的發展現狀及應用技術[J].南京林業大學學報(自然科學版)，2013，37(4)：156-162.

[17]林 海，華毓坤，楊文嘉.論大規模定制的家具設計[J].家具與室內裝飾，2004(3)：56-59.

[18]林 海，華毓坤，楊文嘉.家具企業實現大規模定制的途徑[J].南京林業大學學報(人文社會科學版)，2004，4(2)：71-74.

[19]解愛華.大規模定制在家具企業中實施方式的研究[D].長沙：中南林業科技大學，2005.

[20]辜慶云.櫥柜企業實施大規模定制戰略研究[D].上海：復旦大學，2008.

[21]李 兵，關惠元，吳智慧.面向 MC的家具模塊化設計研究[J].包裝工程，2011，32(4)：66-69.

[22]郁舒蘭，吳智慧.家具產品協同定制數字化設計關鍵技術研究[J].制造業自動化，2010，32(11)：62-65.

[23]郭 靖.基于大規模定制的板式家具研發體系研究[D].長沙：中南林業科技大學，2011.

[24]李 兵.面向大規模定制的復合衣柜的模塊化設計方法研究[D].南京：南京林業大學，2012.

[25]Jiao J，Ma Q，Tseng M M.Towards high value-added products and services：mass customization and beyond[J].Technovation，2003，23(10)：809-821.

[26]Jiao J，Tseng M M.Customizability analysis in design for mass customization[J].Computer-Aided Design，2004，36(8)：745-757.

[27]Nemli G，Hlzlroglu S，Serin H，et al.A perspective from furniture and cabinet manufacturers in Turkey[J].Building and Environment，2007，42(4)：1699-1706.

[28]Lihra T，Buehlmann U，Beauregard R.Mass customisation of wood furniture as a competitive strategy[J].International Journal of Mass Customisation，2008，2(3)：200-215.

[29]Lihra T，Buehlmann U，Graf R.Customer preferences for customized household furniture[J].Journal of Forest Economics，2012，18(2)：94-112.

[30]葉 芳.大規模定制家具設計方法研究[D].昆明：昆明理工大學，2012.

[31]孫建平，單海斌.單后機技術在智能家具中的應用與發展[J].森林工程，2012，28(5)：45-49.