中國智能家具產業現狀與發展趨勢

熊先青，李榮榮，白洪濤

(南京林業大學家居與工業設計學院，南京 210037)

早在1984年美國首先提出“智能家居”的概念，United Technologies Building System以建筑設備整合化、信息化的“智能型建筑(intelligent building)”，與整合化形態示人，從此揭開了全世界爭相建造“智能家居派”的序幕[1]。國內外對于智能家居的研究熱度也開始迅速攀升，研究的焦點也開始從智能家居產品轉向智能家居環境系統設計與實現[2]。

作為家居環境中重要部分的家具產品，傳統的企業制造模式和產品功能已逐漸滿足不了時代的需求，發展智能家具成為一種必然趨勢[3]。但由于高新技術在家具上的應用不斷變化，智能家具的概念仍比較模糊，吳智慧等[4]對其進行了界定，明確了智能家具的屬性和特點。智能家具無論在技術上還是產品智能化的程度上均處于快速演變階段[5]。

Du等[6]設計了智能家具管理系統的軟件平臺，處理人與智能家具產品之間的人性化互動；Chan等[7]利用特殊技術使得家具的表面可以反映人們的情感表現，從而提出在未來的智能環境將能夠提供無處不在的情感交流成果；Allameh等[8]指出用戶的舒適性和生產力不能得到妥善解決，需要深入了解用戶的工作行為，提高在家里的工作效率，智能家具是解決上述問題的關鍵。

在中國，自2002年開始，吳智慧[9-10]首先提出了用先進制造技術改造傳統家具產業的理念，其團隊也進行了家具先進制造技術的理論探討。其中，段海燕[11]較為系統地搭建了智能化家具的理論框架；吳智慧[12]、熊先青等[13-14]分析了家具先進制造的思維、制造模式等，并探索了家具轉型升級過程中的信息采集與處理技術[15-16]，以及數字化制造過程中的平臺搭建與關鍵技術等[17-19]。這些研究奠定了中國家具產業智能制造的理論基礎，明確提出了智能家具產業是中國家具轉型升級發展的又一重點。與此同時，熊有倫[20]、周濟[21]也在中國智能制造的主攻方向和發展趨勢上，提出了智能化產品的理念，再次為智能家具產業的發展提供了思路。

目前，中國智能家具的理論研究整體上還處在初級階段。王洪亮等[22]通過探索智能家具，并對類型進行了分類，但不夠具體，尚未進行深入研究；李彥輝[23]提出一種現代技術為一體的全新睡床設計理念及其功能實現的設計方案；曹云飛[24]提出將智能化方法運用到兒童家具中，開啟了兒童智能家具研究的熱潮；王珂[25]進行了醫療家具的研究，搭建了一個較完整的智能化病床理論框架；毛毅[26]設計出一款集防潮防霉、殺菌消毒及穿衣提醒等功能為一體的智能衣柜，但衣柜結構和控制技術不夠完善；肖文波[27]提出用交互設計理論指導智能廚房家具的設計，設計出一套辦公廚房系統；張朋朋[28]提出并初步形成了一套智能辦公家具的設計方案與理論依據。對比中外學者對智能家具的理論研究，中國學者側重于理論框架的搭建和單一產品的智能化特征上；而國外學者主要側重人機交互方面，根據對用戶行為分析進行相應家具產品功能設置方面的研究[29]。

基于此，本研究在文獻查閱、相關會議信息收集和企業調研及相關項目實踐綜合分析的基礎上，通過中國知網數據庫(https://www.cnki.net/)分別檢索智能家具、智能家居、智能家具制造、智能家居技術體系等關鍵詞，共查閱到現有文獻近2 000篇，智能家居的文獻1 500多篇，智能家具的文獻106篇，綜合上述關鍵詞篩選出104篇論文進行分析，并依據中國家具協會提供的中國林業出版社出版的《中國家具年鑒》[30]近5年的相關數據和中國海關網的相關智能家居數據整理綜述。提出中國智能家具發展過程中存在的問題和需求關鍵技術要求，為傳統家具產業向智能家具轉型和升級過程中如何創新和占領家具市場提供了思路。

1 中國智能家具產業發展的主要特征

1.1 中國智能家具產業的發展過程

依據典型智能家具企業的走訪調研，結合文獻查閱，梳理了中國智能家具20多年的發展歷程，如圖1所示。可以概括為5個階段，即萌芽階段、開創階段、徘徊階段和融合演變階段、快速推進階段[31-32]。

圖1 中國智能家具發展歷程Fig. 1 The development of smart furniture in China

20世紀90年代以前，是中國智能家具產品認知的階段，據查，當時沒有出現專業的智能家具生產廠商，少量傳統企業開始宣傳，少有的營銷企業更多地將產品銷售給居住國內的歐美用戶，學者的研究也只在概念的討論階段。

21世紀伊始，中國扎堆出現了智能家居研發和制造企業。以家電產品的智能化為主，智能家居開始建立市場營銷、技術培訓體系，智能家具以組合智能的形式出現。很少出現進口智能家具產品，以國內自給為主，智能家具產品的使用效果并不穩定。

由于上述企業過分夸大智能家具的功能，但產品實際應用效果并不好。2005年以后，智能家居開始遭到質疑，給行業帶來了極大的負面影響,企業開始改變企業策略。深圳索科特用X10做了遠程控制，成為首家開始研發家具產品智控器系統的中國廠家;海爾開始瞄準智能家居平臺的搭建和布局，為后期中國智能家具產業的發展提供了極大的幫助。此時，國外智能家具品牌逐漸進入中國市場。

2011年以來，中國智能家具市場開始回暖，智能家具的品種和形式越來越豐富，智能家具產品開始進入融合演變時期，中國家具正式進入智能化時代。

預計2020年以后，行業并購現象開始成為主流，中國智能家具的發展步伐將會隨著新時代特征，進入到新的快速發展時期。

1.2 中國智能家具產業的發展特征

1.2.1 智能家具的時代特征

中國智能家具產業是隨著互聯網技術的發展而發展的，如圖2所示，智能家居的融合演變期尤為明顯。在每個不同的互聯網時代，不斷結合新技術，優化和升級服務形態，形成智能家居的新業態[33-34]。

圖2 中國智能家具產業的主要特征Fig. 2 The main characteristics of China’s smart home industry

2010年以前，中國的互聯網以PC機為主，中國家居環境逐漸融入信息流的概念。傳統的機械化和電氣化家用電器向網聯化和數字化轉型，操控過程以自動化為主。此時，智能家具企業更多關注產品本身，而對用戶的需求挖掘不夠，造成智能家具的內容和服務受到限制，客戶反映差。

2010—2014年，移動互聯網快速發展，一些互聯網企業紛紛加入智能家居行業，特別是音視頻技術在家具產品中的應用，開始出現智能燈具、家庭攝像頭、智能插座等無線智能單品，由此一些操作更加簡單、控制途徑更加集約化和遠程化、時間滲透更加碎片化、空間滲透范圍更廣的智能產品逐漸被接受，但智能家具卻面臨控制方式不便捷、通信標準不統一、體系不完善等問題。

2014年至今，人工智能技術在各個行業開始發揮作用，以亞馬遜推出的搭載智能語音助手Alexa智能音箱為起點，智慧化的智能家居迅速進入家庭生活，智能家具產品也開始具備深度語音交互功能，整個家庭環境中的產品開始互聯與融合，智能家具管控平臺由此形成。至此中國智能家具又迎來數據驅動、人工智能等多元發展的新時代。

1.2.2 智能家具的構成特征

智能家具在構成上主要由家具本體部分和智能控制部分組成。其中，家具本體部分滿足家具的基本功能，智能控制部分是由機械控制、組合控制、電子控制、數字控制等技術系統構成[4]。

機械控制[35]:是指多功能沙發床、抽拉式折疊沙發等智能產品，其特征是在家具本體中植入傳動機構或機械裝置，通過手動操控家具、部件(構件)或組配件，實現智能家具產品的移動、翻轉、折疊、旋轉、拉伸等功能變換。

組合控制:以折疊式多功能桌、移動組合床等家具產品為主。其特征是通過組合或拆分技術[36]，實現產品整體或局部的旋轉折疊、拉伸、翻轉、移動等功能變化。該類產品技術成熟，在桌椅類企業實施。

電子控制:主要是指電動升降智能桌、電動智能床、電動遙控翻板隱形床等產品。其特征是為滿足家具的某些特定功能，在家具本體中植入機電一體化配件或者先進的電子科技產品，采用有線或無線的電子遙控、動作、輕按、觸控等方式來實現，該類智能家具市場前景較好。

數字控制(物聯智能):主要是指智能按摩椅、傳感器干預的智能床、智能除濕/除臭/消毒衣柜鞋柜、智能廚房家具等。其特征是為達到對家具產品的功能控制，在家具本體中植入嵌入式系統、傳感器等智能系統或智能元器件，通過觸碰、動作或移動終端(如手機、平板電腦等)與無線網絡來實現。該類智能家具處于研發試制階段，數量還較少。

2 中國智能家具產業與技術發展

2.1 智能家居市場情況

據調查，從全球智能家居發展態勢看，2016—2022年，全球智能家居市場規模年均增長率預計為14%，2022年預計達到1 220億美元。美國仍是引領行業發展的風向標，2016年智能家居市場規模已達97億美元，約合人民幣770億元[37]。伴隨新技術與家居的不斷融合，智能家具產品類別也將會持續增多，用戶市場普及率提高將是大勢所趨。近10年來，中國智能家居產業規模也在迅速壯大，年均復合增長率在40%以上。統計數據如圖3所示，2019年中國智能家居市場規模達到1 876億元，預計2020年將達到2 371億元。但中國智能家居的市場滲透率卻仍不足5%，與發達國家相比，遠遠落后于美國(25%)與英國(18%)，因此，中國智能家居產業仍有巨大發展空間[38-39]。

圖3 中國智能家居市場情況Fig. 3 China’s smart home market

目前，智能家具作為智能家居的一個重要類別，雖然在整個智能家居市場份額中還不是很突出，但隨著控制技術的發展，行業發展勢頭迅猛，其產品規模必定會有大幅度提升。

2.2 智能家具產業情況

在智能家具產品實踐探索方面，國外設計師已經走在了前列[40-41]，意大利設計師Edoardo Carlino設計的Hi-Can智能床，配備電腦、電視、游戲系統，讓床變成了一個強大的娛樂系統；Vitra公司將一個個模塊化六邊形，設計成智能可調節沙發LiftBit，可以通過手機操作改變每個座椅的高低和數量，在椅子、沙發、床之間任意切換，迅速成為具有革命意義的沙發；瑞士洛桑聯邦理工學院的一群研究者，通過模塊間接口相互連接，由黑白兩色的圓球模塊組成，發明了一種叫Roombots的智能家具，通過語音指令來實現移動等功能，具有明顯的人工智能特征。

由于中國智能家具的研發起步較晚，所有技術還處在實驗開發的初級階段，完全做智能家具的企業還比較少，部分企業在自己傳統產品中逐步開始推出智能化系列產品，如顧家家居推出的智能沙發、海爾家居推出的智能櫥柜和智能餐桌、頂固家居推出的智能衣柜等系統智能家具單品等，這些新產品的推出，逐漸開始革新人們對傳統家具產品的使用體驗[4]。

近兩年，隨著互聯網科技公司、傳統家電企業、地產商之間的跨界合作不斷涌現，智能家居以家庭為基礎，考慮整個家居環境間的信息共享問題，為智能家具注入了新的方向。如家電巨頭提出的U-home(遠程控制家電)、小米提出的“開放、不排他、不獨家”為原則構筑智能家居產品矩陣和生態鏈等，智能家具產品也逐漸進入數字智能(物聯智能)時期，利用移動終端與無線網絡，實現對家具的功能控制。同時，一些傳統的家居企業開始轉型智能家具的生產和研究，在智能家具的特征和技術需求上不斷改進，為用戶帶來不相同體驗，受到青睞。

總體上看，智能家具雖然極具創新和實用性，在一些企業中得到越來越多的產品展示，但從整個中國智能家具產業來看，品牌影響力還較低，技術創新還不夠，與中國智能家居產業的快速發展相比，還需要從材料、設計、生產和銷售等產業鏈共同發展和快速跟進[42]。

2.3 智能家具產品類型和控制方式發展情況

2.3.1 智能家具產品的類型

目前中國智能家具主要呈現智能單品、不同產品之間的聯動和不同類產品之間的融合與交互3種類型。智能家具單品，主要是一些傳統家具企業如上述所介紹的顧家、頂固等研發的智能衣柜、沙發、辦公桌、座椅類等智能家具單品；不同產品之間的聯動，集中在不同類家具產品硬件之間控制系統互用和信息互通共享上，由于這類產品受到接口的標準和通用問題，兼容起來往往也受到限制；不同類產品之間的融合和交互，以海爾打造的智慧生活為主，從家居環境的整體考慮入手，通過U+大數據分析平臺，將家具、家電、燈光、窗簾以及安防等系列的家居設備納入其中，構建U+智慧家庭互聯、云服務等平臺。

2.3.2 智能家具控制方式的變化

中國智能家居的控制方式，基本實現了多種形式的結合[43]。但對智能家具來說，基本上還是以機械控制和單品數字控制形式為主，與智能家居的大環境相融合還有一定的差距?，F階段中國的智能家具企業也開始聯合學者，通過心率的、適度的、溫度的、光桿的、距離的等傳感器植入，結合智能家具不同產品之間的融合與交互，考慮整個家居環境和生活需求，進行智能家具系統自制控制系統的研發，將控制方式逐漸由人為到系統自動控制的方向轉變。

2.4 智能家具技術發展情況

中國智能家具的技術發展雖尚未形成固定的技術體系架構，但逐步實現了跨平臺互聯互通、逐漸打破相互獨立平臺的限制，是不斷進步、迭代更新的狀態。結合智能家具的特征，一方面按智能家具單品爆發期、智能家具產品平臺形成期和智能家具產品平臺融合期的產業發展順序，另一方面結合智能家具的自動化、聯網化和智能化等技術發展順序，從兩個維度進行綜合分析，如圖4所示。

圖4 智能家具的不同技術、產業發展階段及典型產品Fig. 4 Different technologies, stages of industrial development and typical products in smart furniture

由圖4可知，智能家具技術是一個跨學科的復雜體系，很難從某一單方面進行具體技術界定。筆者結合自己的家具專業背景，綜合相關文獻研究[4]，試圖對常見的智能家具技術進行探索[44-45]。

1)嵌入式系統技術。家具用嵌入式系統的發展催生了智能家具的出現，由于嵌入式操作系統種類多，應用時根據用戶需求進行設計，在家具領域已得到廣泛運用[46-47]。同時，嵌入式微控制器中單片機具有體積小、內存大、性能高的特點[48]，在智能家具市場所占份額較大，應用也較為廣泛。

2)傳感器技術。每一個現代化的技術項目都離不開傳感器，由于傳感器能把外界非電信息轉化成電信號輸出到家具產品中，使智能家具產品功能多樣化，目前此技術已逐漸應用于中國的智能家具。

3)短距無線通信技術。在智能家居和智能家具快速發展的今天，需要智能化設備之間通信、數據傳輸和連接，由此誕生了以Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、NFC等為主的短距無線通信熱點技術[49]。Wi-Fi技術主要在小家電與黑色家電應用以及普及；Bluetooth主要用于可移動的智能家具產品，Bluetooth經過多輪技術迭代，逐步應用到辦公家具產品中；ZigBee具有低成本與低功耗，適用于智能家居環境中的傳感和控制場景；NFC最大優勢是通信距離短，給環境帶來高安全性，也適用于智能家具產品。

4)人工智能技術。雖然中國在大數據、云計算等相關技術已經走在了世界前列，但谷歌公司的AlphaGo、AlphaGo Zero等AI產品由于深度學習等算法不斷革新，造成中國通用型強人工智能技術的發展仍滯后于大眾期望，因此，對人工智能技術如何在智能家具中得到應用，仍然是智能家具面臨的新問題。

5)智能交互技術。目前，中國智能家具控制終端的語音識別技術，多數依靠智能手機，但在應用智能家居環境中，對復雜場景時還不夠完善。需要發展虛擬(增強)現實技術(VR/AR)，并在近眼顯示、追蹤交互、異構計算等技術環節仍需提升。

綜上所述，盡管中國智能家具技術體系尚未完全成熟，但隨著互聯網行業的加入，技術上必將會進入新的高度，智能家具產品也必將更智能，中國智能家具技術水平也一定會實現質的飛躍。

3 中國智能家具產業發展的挑戰與機遇

3.1 解決的問題

1)智能家具的標準比較匱乏[50]。雖然中國智能家具起步時間短，但由于中國智能家具的市場十分廣闊，因此，智能家具單品種類繁多、控制系統多。但產品與產品之間沒有統一的技術標準和通信協議，各個單品間互不兼容，不能實現互聯互通，造成整個智能家居系統整體運作困難[51]。因此，中國智能家具的標準化進程是智能家具產業發展的首要任務。

2)技術難融合問題亟待解決[4]。中國智能家具雖然逐步實現了從單一產品到跨平臺互聯互通的發展。但如何突破新技術與家居環境、家具企業的生產工藝相融合，擺脫智能家具對機電、電子信息產業核心技術的依賴，進行基于智能家具平臺化的研發，也是目前急需解決的重點。

3)降低操作難度。智能家具憑借高新技術的特點，刺激了消費需求，但在產品的實際使用過程中，因為復雜繁瑣的操作為用戶帶來煩惱，甚至影響用戶體驗。因此，如何以最簡潔的方式降低操作難度，也是未來智能家具發展應考慮的因素。

4)降低安全風險?；ヂ摼W和大數據技術的快速發展，為各行各業帶來便利的同時也將安全隱患涵蓋其中，智能家具亦是如此。因此，如何在應用互聯網、大數據等技術手段時，不因智能家居環境及智能家具產品造成用戶信息的泄露，進行最大程度的保護，也是發展智能家具需要思考的問題。

5)合理控制價格。與傳統家具相比，雖然智能家具無論在技術上還是功能上都有很大突破，但價格卻很昂貴。因此，中國智能家具的發展，除了在技術上進行突破外，如何將產品價格控制在合理范圍，也是應該思考的問題。

3.2 發展機遇

1)無線網絡技術的發展。短路無線通信技術已經作為智能家具發展的主要技術，特別是無線保真(Wi-Fi)、紫蜂協議(ZigBee)、藍牙傳輸技術(Bluetooth)等無線網絡技術正如火如荼地發展，該技術能將信息和數能與家具融合，使家具的功能化、智能化由被動變主動，在方便人們使用和交互的同時，加深對智能家具的新認識。因此，該技術的發展亦可推動智能家具行業的發展。

2)大數據平臺的建立。中國智能家具發展的最大特點是逐步實現跨平臺互聯互通，通過大數據平臺的整合，不僅僅是物品也包含人們的生活環境已經被互聯網籠罩下的大數據所包圍，這也為智能家具互聯、融合的發展方向提供了龐大的平臺，人們的生活也將因為智能家居環境和智能家具的到來而改變。

3)潛在消費需求的推動。隨著中國網民滲透率的不斷增加，信息技術、數據技術和網絡連接技術的變革已經到了一個嶄新時代。作為數字家庭中的重要一員，智能家具具有非常重要的位置，家具智能化將是傳統家具企業發展的重要突破口。

4)泛家居企業助力。中國的智能家具每年都會以不同形式出現，特別是感知、思維、智能一體化的家居系統的建立，推出了融合大家居發展的新戰略。因此，傳統家具企業完全可以借助泛家居行業的順風車，為共同打造智能化的家居環境、家具產品助推企業轉型升級。

4 結 語

在中國家具產業轉型升級的關鍵時期，無論是制造模式還是家具產品的形式上，都與數字化、智能化的時代背景緊密相關。由于中國智能家具受到控制方式和關鍵技術的制約，雖然目前還處在初級階段，智能家具品牌影響力還很低、產業還沒有真正地實現，甚至理論研究和單一智能家具產品的實踐也還很薄弱，但市場需求巨大。因此，如何在數字化、人工智能、互聯網+等新技術的快速發展下，實現中國智能家具的技術革新，快速融入智能大家居環境的平臺和系統中，滿足人們對美好家居生活的追求，對學者研究、生產企業制造和市場開發商們來說，既是挑戰也是機遇。通過對智能家具的發展情況進行簡要綜述和探索，希望能為傳統家具產業向智能家具轉型和升級過程中，如何從技術上進行創新、從品牌影響力上占領家具市場提供思路，也為世界了解中國智能家具的發展情況提供幫助。