面向大規模定制的實木家具產品設計標準化研究

王安正 關惠元 Wang Anzheng & Guan Huiyuan

(1.2.南京林業大學，江蘇南京 210037）

中國是國際三大家具樣式之一的明式家具的誕生地，對于實木家具的生產加工及維護都有著極高的技藝，但是在如今工業化時代，傳統實木加工技術由于工序繁雜及低效已經不能夠適應當前的生產需求，因此我們必須尋求一種新的模式以適應當前大批量的生產方式，這種模式便是標準化。實木家具以它環保自然的特點贏得了很多消費者的追捧，家居市場也正從“板式”向“實木”延伸，但是在旺盛的市場需求背后卻是消費者對個性化的追求[1-2]，特別是現在的年輕消費者更希望根據自己的意愿去裝修房子，家具的尺寸和款式都希望能夠與裝修風格完美的搭配，這就給各個實木家具廠商提出了一個難題，即怎樣解決實木家具大規模標準化生產下的個性化定制問題？解決這個問題的唯一途徑就是讓企業實現柔性化生產，因為柔性化生產是一種以市場需求為導向的先進生產方式，它能夠在保持生產周期、成本及產品質量不變的情況下，依靠柔性制造設備實現多品種、小批量的生產[3]，在保證生產效率的同時實現產品的個性化。但是柔性化生產必須要以工業化、信息化及標準化為基礎，因此對于部分工業化與信息化程度比較高的企業來說，如何實現標準化的產品設計與管理也許是當前面臨的主要問題。

1 標準化產品設計對實木家具生產的意義

1.1 提高企業整體標準化水平

一套完整的標準化體系涉及到產品設計、生產過程及質量控制等各個環節，任何環節的標準化實施情況都影響著企業整體標準化水平的高低。對于實木家具來說，由于木材品種的多樣性及風格樣式的多樣性導致實現類似板式家具“32mm系統”這樣標準化程度極高的設計非常困難，這也是造成我國實木家具行業的標準化水平較低現狀的原因。然而隨著智能制造技術的迅速發展，新型的智能家具制造系統（圖1）處理復雜設計的能力大大提高[4]，最終讓實木家具全面實現標準化成為可能，而最終與新技術和新設備相適應的標準化產品設計則成為企業能否全面提高標準化水平的關鍵。

1.2 促進企業有效設計管理

當前大數據的時代背景下實木家具企業，生產車間里機器運轉的決定因素不再是能源，而是數據（圖2），企業所占有的數據資源必將成為企業未來核心競爭力的另一個要素。另外，為了滿足消費者個性化的需求，消費者的理念還需要帶入到設計方案中來，這必將導致企業會面臨龐大的設計數據量，此時設計管理則勢在必行，而標準化設計則是其有效手段。實木家具采用標準化的設計，可以在企業整體設計策略的指導下先對用戶的需求進行分類，再根據功能將產品設計成多個標準模塊，最后再根據用戶的實際需求，在標準模塊的基礎上進行定制和創新。

1.3 增強企業質量管控能力

企業的產品質量標準一般是在國家行業標準的指導下結合企業自身的產品設計標準制定的，因此產品的設計質量決定著產品質量。實木家具企業以往的標準化程度比較低，生產過程中，由于加工條件的限制有些復雜工序甚至不得不靠手工來完成，這就導致很難制定出嚴謹、統一的質量標準，企業的質量管控能力也因此而難以提高。實現標準化設計以后，所有實木零部件都可以通過信息化制造生產，并且生產出來的零部件的規格化高、尺寸穩定性好，從而有利于建立高水平的質量管理體系，最終實現保證產品質量、提高經濟效益的目的。

圖1 智能制造設備

圖2 掃碼獲取加工信息

圖3 清代圈椅

圖4 新中式圈椅

2 實木家具行業標準化產品設計現狀

2.1 缺少統一的行業標準

新興行業的發展都會出現“行業先行、標準滯后”的現象，定制家具行業也不例外。我國一直以來都致力于家具行業標準化的發展研究并取得了一定的成果。2009年《我國家具標準體系(試行)》發布，這在一定程度上規范了我國家具市場，保證了產品質量，促進了行業的蓬勃發展[5]。然而該標準體系主要針對的是成品家具，隨著市場向定制家具轉變，生產方式發生了巨大的變化，該項標準已經不能適應行業的需求。2016年1月，《（全屋）定制家居產品通用技術條件》出臺生效，定制家居產品終于有標準可循，不過該標準包含了各類家居產品，其中家具類產品又以板式家具為主，因此實木類家具的定制標準仍然是空白。2017年10月，編制《全屋實木定制家居產品標準》啟動會在安徽省六安市舉行，并于11月在廣東佛山召開了第二次會議，該標準預計從實木定制家居產品生產流程的各個方面，制定規范性引用文件106份，希望該標準能夠真正適用于實木定制企業和消費者。

2.2 企業標準化水平兩節分化

每當提起我國定制家具行業的信息化與標準化時，讓我們想到的都是尚品宅配、索非亞、歐派等一些業內類的領頭企業，通過對這類企業的認知與定位而認為我國家具生產企業的信息化和標準化水平已經相當高，但是這樣想那就錯了。衡量一個行業的信息化與標準化水平不是看一兩家企業而是要看全行業的平均水平，沿海地區一些開放城市的企業由于比較容易獲得一些前沿的生產與管理理念及先進的生產設備，較早完成了自動化與信息化改造，因此企業已經具備了標準化生產的能力，但是由于缺乏統一的產品設計標準，企業各自為政制定自己的設計標準，從而導致各企業標準化水平參差不齊。而中部地區一些企業，尤其是中小企業，實木家具生產還仍然延續傳統制造模式（機器化生產與手工結合），有些工序仍然需要人工完成，如雕刻等，對于這些企業首先應考慮的是如何實現自動化與信息化生產改造。

2.3 借鑒板式家具標準

實木家具板式化是當前實木家具企業比較流行的一種生產方式，指的是參照板式家具的設計風格與結構工藝對實木家具進行優化設計，并以板式家具的標準化生產模式來組織生產，最終提高實木家具生產效率[6]。不得不說實木板式化是當前家具企業快速實現實木個性化定制的一個最直接、最有效的方法，有部分企業甚至將板式家具的整套標準直接移植到實木家具中來，從而快速實現了實木家具的生產與銷售，但是這樣生產出來的實木家具產品在風格上與板式家具雷同，方案的可選擇性小，因而并不能夠充分滿足消費者的個性化需求。由此可見，實木板式化是實木家具實現標準化生產的一種方式，它不能完全照搬板式家具的模式，企業必須根據實木家具的工藝特點對其進行改進與調整。另外，采用實木板式化的生產模式對實木拼板工藝要求較高[7]，如何將尺寸不一的實木原料加工成力學性能均一、穩定的板式基材是決定板式化實木家具品質的關鍵。

3 實木家具標準化產品設計策略

對于滿足家具產品個性化定制的需求又要同時實現大規模標準化生產，這其實一直是個矛盾的命題，要個性就必然會犧牲標準，而要標準又必然會犧牲個性，而標準化產品設計就是將個性化需求控制在能夠適應標準化生產范圍之內的一種手段。當前實木家具生產過程中面臨的材料規格繁雜、風格造型多變、連接方式各異等問題依然是企業實現標準化產品設計的障礙[8]，下面筆者將針對這些問題提出幾點解決策略。

3.1 標準化的產品設計風格

實木家具風格繁多款式各異，不同風格的實木家具在材料、結構、裝飾上都會有很大差異，企業生產多種風格產品會大大增加設計與生產管理的難度。另外，不同風格的實木家具由于生產工藝的復雜程度不同會導致實現標準化生產的難易程度也不一樣。例如傳統中式風格與歐式風格的家具都習慣采用精致的雕刻進行裝飾，其中的某些精致部分甚至必須通過手工才能夠完成，這些雕刻不僅增加了加工步驟，而且增加了工藝復雜性，為產品實現標準化設計增加了難度。近年來，新中式實木家具受到了中國廣大消費者的喜愛，其主要原因是新中式家具既保留了傳統中式家具的設計元素又與現代生活方式相結合，更重要的是經過優化設計過的新中式風格家具更能夠適應當前的生產條件，通過工業化生產的家具價格更接近普通消費者。因此，對于實木家具企業一方面要根據企業自身的特點選擇適合標準化生產的家具風格作為設計創新的基礎；另一方面，可以通過設計對選定的風格進行改良，如前面提到的傳統中式通過設計改良成新中式，使之既符合標準化生產要求又具有現代時代特征。

下面筆者將通過一則對比分析實驗來說明實木家具如何通過優化設計獲得適合標準化設計的風格造型。首先選擇一款典型的清代圈椅與新中式圈椅為研究對象（圖3、圖4），從結構造型方面對兩者進行對比分析，得出新中式圈椅相對于清代圈椅的主要變化有：①取消了聯邦棍；②取消靠背板上的浮雕并采用圓孔裝飾；③取消了帶有浮雕效果的卷口設計，現用幾字型橫棖代替；④改變了扶手的露頭設計，現將扶手與前腿上截平滑連接；⑤趕高棖的背棖與前棖位置相同，未采用趕高棖原有的設計位置；⑥取消了角牙。

接下來分析一下這些設計變化對標準化設計與生產的主要作用有哪些：①取消了清代圈椅所有的浮雕裝飾，從而大大的簡化了加工工藝、減少了生產工序；②取消了不影響結構強度的構件，如：聯邦棍、角牙，從而減少了零件數量；③用幾字橫棖代替卷口設計，從而簡化了零件的加工及裝配工藝；④趕高棖的后棖位置與前棖同一高度，從而增加了整體框架的強度。

由此可見，實木家具企業為了使產品更能夠符合標準化設計要求，在對其進行優化設計的過程中，需要在保證家具結構強度的基礎上，盡量向著減少零件數量、簡化加工工藝的方向去嘗試。企業一旦確定或形成一定的設計風格后則不能輕易的改變，一定要及時制定出相應的標準并不斷的完善。

圖5 客廳家具樣本

圖6 模數設計

表1 零件分類與編碼情況統計

3.2 標準化的產品結構設計

在家具研發設計過程中，結構設計是極其重要的一環，任何優美的造型及實用的功能最終都需要通過結構來實現。一般來說，實木家具的結構形式主要可以分為以桿式構件為主體的框架式結構及以板式構件為主體的箱框式結構，構件之間的連接方式則以榫卯連接與五金件連接為主，因此家具產品標準化結構設計的內容主要體現在標準框架結構形式、標準構件連接方式、標準裝配方式及標準結構尺寸這幾個方面。同一形式的家具產品將可能出現多種不同的結構設計方案，不同的結構方案會造產品尺寸規格、結構形式之間的明顯差異，不利于產品零件的成組和分類，從而增加了標準化設計的難度。而采用以上的標準化結構設計，家具產品的結構形式及連接形式都得到統一，這有益于零件族的分類管理，從而減少零件品類、優化生產工序，為柔性生產、大規模定制家具等先進制造模式奠定基礎[9-10]。下面將以一組客廳家具零件分類與編碼為例來進一步說明標準化結構設計的重要性。

首先選擇一組客廳家具為樣本（圖5），該組家具具有相同的結構形式及同樣的連接方式。分別對各件家具的零件進行拆解，并根據不同功能不同部位對零件進行分類統計，最終獲得如表1所示的統計數據。從表中數據可以看出三件家具零件數量總數為59件，由于有標準化的結構設計，相同裝配位置的零件結構形式相同，只是尺寸上有差異，因此可以歸為同一類別，初步可分為6大類，在此基礎上根據零件不同的裝配位置進一步細分，最終得到16種類型的零件，每種類型可以根據“品名+類別”的方式進行零件編碼，如電視柜主體的上面板可編碼為“T1BU01”。通過這樣的分類與編碼大大的減少了零件類別，從而有利于標準化設計并提高生產效率。

3.3 標準化的功能模塊設計

模塊化設計作為21世紀最流行的設計方法之一，廣泛應用于各行各業中，同時也為新形勢下多品種、小批量、需要不斷變化實木家具設計生產提供了一條嶄新的道路。家具產品模塊化設計是指根據家具產品的結構特點將其劃分為多個具有獨立功能的模塊，每個模塊都有標準的連接接口，通過接口能夠快速實現模塊的重組并獲得不同的功能，各個模塊還具有相同的結構形式及大量通用構件，從而使產品更適合規模化生產，最終提高企業生產效率[11]。模塊化設計的主要特征是獨立性、互換性及通用性，在設計過程中根據功能對家具產品進行模塊的劃分這一步并不困難，但如果要實現互換性和通用性，這就必須整合各個模塊的尺寸，使之相等或成倍數關系，這樣一來在不同模塊之間也產生了通用件，從而大大降低了零件品類，這與標準化設計的目標是一致的。另外，模塊化設計中經常會涉及到模數的概念，我們所熟知的“32mm系統”就是一個模數方案設計，模數設計是根據產品功能特點所選定的最小尺寸單元，產品中任何模塊都設計成該單元的幾何倍數。采用模數設計的家具產品往往具有更好的擴展性并依然符合標準化生產的條件，因此更好的迎合了消費者的個性化需求[12-13]。

以下筆者將以實木酒柜設計為例來說明企業實施標準化產品設計過程中采用模塊化設計的意義。首先對標準酒瓶的尺寸進行調研，并根據最大的瓶體尺寸及不同存儲方式進行模數設計（圖6），并以此作為各個模塊尺寸的設計基準。這里需要說明的是，本案例中的模數設計只參考了酒瓶尺寸一個因素，但在具體應用案例中則需要考慮更多的因素。接下來根據酒柜的各部分功能進行模塊的劃分（圖7），由于各個模塊具有標準的連接結構，因此各個模塊可以根據消費者的個性化需求進行自由的組合（圖8），另外由于采用模塊化設計，零件結構與尺寸標準統一，因此零件數量大大減少，更符合標準化設計目標。當然，這是一件家具內部進行模塊化設計的案例，模塊化設計還可以在一組家具之間進行，將其看作一個整體進行功能模塊劃分，將相同功能的模塊進行標準化設計，再根據用戶需求進行組合，形成不同組合系列。

4 企業產品設計標準化的實施

對家具企業而言，在實際生產中實施標準化不是某個人或某個部門的事情，而是需要調配與整合全公司的資源共同來為標準化的實施服務。而標準化產品設計又是企業標準化體系中最重要的一環，其它方面的標準化都需要以它為基礎（圖9）。實木家具企業產品設計標準化的制定與實施又具有自身的特點，具體表現在以下幾個方面：

圖7 酒柜功能模塊劃分

圖8 不同模塊組合酒柜方案

圖9 企業標準化體系的制定

4.1 企業之間標準差異性較大

實木家具畢竟不像板式家具各企業的結構形式都一樣又遵循同一國家標準，各個企業之間的標準十分雷同。而實木家具企業需要結合企業的自身生產能力及市場優勢等特點形成自己獨特的標準設計理念。另外，各企業生產的家具不同樹材、不同風格，其設計標準差異性較大，不可以盲目的借鑒和抄襲，必須結合企業自身情況制定的標準才能為企業服務并創造效益。但對于家具企業來說制定任何標準首先應該遵守行業規范或國家標準，企業制定的標準不能有超出或違背國家標準的內容。

4.2 標準的名目更為繁雜

實木家具較板式家具結構復雜及連接形式多樣，因此相關標準的名目更為繁雜，而制定標準的目的是為了更好的為企業服務，簡潔明晰的標準設計是良好的實施效果的保證，這就需要標準的制定人員更好地利用成組或分類等方法讓目錄更具條理。另外，產品設計標準化并不是只是與設計人員相關，它是整體體系中的一部分，企業要計劃化的組織全體員工進行標準化相關知識的培訓，目的是讓企業所有員工都參與進來。

4.3 標準的變化較為頻繁

任何標準都是不斷發展的，隨著生產條件、市場環境的變化相應的標準也在不斷變化。實木家具的特點是造型風格多變，而且企業還在不斷地研發新品，既有的產品設計標準往往會跟不上新的設計變化需求，這就需要結合多方面的因素及時對現有標準進行改進或補充。這樣頻繁的改變必然會給企業標準的管理帶來一定的難度，因為設計標準的制定不僅是企業生產管理也是質量控制的依據，它必須通過相關部門的批準。因此，企業必須建立標準長效管理機制，讓現行的標準能夠不斷的更新發展與完善。

5 結語

總體說來，在如今全球制造業智能化發展的背景下，對于面臨轉型升級的實木家具企業來說既是機遇也是挑戰，在當前市場品牌尚未成熟與固化的情況下，企業既可以縱向上選擇以某一實木品種做深，又可以在橫向上進行多品種、多風格做寬，當然具體該選擇何種模式，還需要根據企業的自身特點來分析判斷。但無論在何種情況下，柔性化生產都是實木家具個性化定制時代提高效率的必要手段，而產品設計的標準化則是企業實現柔性化生產的前提條件。