0 引言

    進入21世紀，消費者需求的多樣化和個性化、產品生命周期迅速縮短、產品同質化引發的價格競爭以及市場環境的動態多變等，這些由于流行趨勢多變、科學技術快速發展以及國際競爭加劇而產生的新情況向家具制造企業提出了全新挑戰。家具企業必須找到一種能夠以較低的生產成本以及較短的交貨周期來滿足消費者個性化需求的生產方式。大規模定制生產模式就是在這種背景下產生的。

    大規模定制(MC，Mass Customization)采用相似性原理和模塊化思想，通過產品內部的標準化和外部的自由化，將產品的定制生產問題通過產品重組和過程重組轉化為或部分轉化為批量生產問題。這種生產方式能夠使制造企業以傳統大批量生產的低成本和高效率來滿足客戶的個性化與多樣化需求。大規模定制是一種產品“全生命周期”設計、生產模式，可以被看作是一個產品研發、設計、生產、流通的多環節集合系統。

    模塊化技術是大規模定制方式實現快速設計的重要支撐手段，它平臺式的設計、制造理念有利于產品的分散制造，使行業內以新產品開發著稱的企業能夠專注于技術與產品創新，產品的制造環節則可以完全交由專業制造企業去完成。這種分工明確的行業制造體系能夠有效避免企業發展的“大而全”，大規模的提高行業生產效率，節約社會成本。同時，模塊化的生產模式能夠使大規模定制具有更好的柔性和反應速度，即使客戶的需求發生變化，模塊化的生產模式可以通過調整個別模塊來進行需求的重新滿足。另外，經由模塊化設計的產品可以通過更換低性能或受損模塊的方式延長產品生命周期，從而最大限度的發揮原材料性能，節約客戶使用成本，符合綠色設計的發展需要。

1 大規模定制下的模塊化家具設計概念

    按照現代產品系統設計理論，所謂模塊化設計，指的是在產品功能分析的基礎之上，將組成產品系統的要素按照一定規則組合成不同的、具有明確功能的子系統，每個子系統都可以作為獨立的通用性模塊與其他模塊或是產品要素組合形成新的產品系統。這種設計、生產認知能夠在簡化設計、縮短生產周期的基礎上，產生足夠數量的多元化產品組合方案，從而滿足不同客戶的個性化需求。

    與傳統的模塊化設計相比，面向大規模定制的模塊化設計所設定的客體不再是具體的、單一的產品，而是面向“產品族”進行設計，即在產品設計平臺框架內，通過不同產品模塊的組合來形成差異化的產品設計方案。其重點是通過建立一個合理的產品模塊體系，來完成一組產品設計。傳統模塊化設計的最終目標是通過產品的系列化、組合化來實現產品對市場的快速響應；而面向大規模定制的模塊化設計是通過產品全生命周期下的柔性功能設計來實現整個產品開發、生產過程對市場的快速響應以及節省成本。

    在家具設計領域，傳統的模塊化家具設計主要針對家具產品實體，其技術基礎是現代家具制造的32mm制造系統，通過該系統可以使家具產品在結構、功能上產生一定的系統性，從而提高家具制造、運輸、裝配乃至回收的效率，同時能夠在一定限度內滿足產品終端用戶的個性需求。面向大規模定制的模塊化家具設計是在更高的層面上思考用戶需求，并根據不同的用戶需求在產品族概念框架內通過匹配功能、結構、形態、色彩、人機關系等定制要素對構成產品族體系的基礎模塊、必選模塊和定制模塊進行篩選、調整，這種方式有利于家具企業在制造實體產品前制定合理的面向大規模定制的模塊體系，從而避免重復性設計并減少制造深度。同時，面向大規模定制的模塊化家具設計模式仍然能夠保持32mm制造系統的制造優勢，進而保證終端產品用戶的體驗獲得提升。

2 面向大規模定制的家具產品模塊化分析

    將模塊化思想引入大規模家具定制過程能夠使原本只是定性概念的設計要求變得十分具體，這在實踐層面上不但能夠更加科學有效的處理家具設計與用戶需求之間的關系，同時也能夠發揮模塊化技術的快速反應特性，進而改善和優化傳統的家具設計流程。基于大規模定制的家具設計是一種廣義上的模塊化設計模式，它在傳統模塊化設計基礎之上引入了參數化設計概念及方法，家具設計師可以利用參數化設計思想，通過分析一定量的大規模定制家具設計實例，并結合相關的設計、制造、運輸以及營銷、使用、回收特征，構建出具有普遍意義的設計模塊層次和家具設計廣義平臺，從而在一個廣義模塊化框架內通過建立規則化的零部件拓撲結構和參數化的零部件特征來建構家具產品的模塊體系，之后通過廣義家具設計模塊的組合或是家具設計廣義平臺的衍生快速設計出符合客戶具體要求的新家具設計方案。

    面向大規模定制的廣義模塊化家具設計將家具模塊視為家具的基本構成單元，各單元之間的關系用結構化的參數來描述。它要求設計師在設計之前首先將家具產品按參照的廣義設計平臺進行概念分解并劃分家具設計的基本模塊，這些模塊經過進一步的結構細化可以衍生出相應的子模塊，直至最后分解成不同的家具零部件。（如圖1所示）。

    圖1 家具模塊結構分解示意圖

    該框架體系模型描述了一個可配置、調整的家具設計系統模型，構成該模型的每個模塊都可以看作是對家具定制結果產生直接影響的一個參數。在大規模家具定制的過程中，設計師可以根據不同客戶、家具設計項目的具體要求，對系統內的設計參數進行取舍和調整。需要注意的是，在建立大規模家具定制設計系統的過程中，設計師需要全面了解大規模家具定制系統的所有構成可能，只有這樣才能保證根據這一模塊體系設計的家具產品能夠動態滿足不同消費者的設計需求。在這個模塊體系中，每一個構成要素都具有兩重意義，一是作為組成家具產品的實體模塊屬性；一是作為描繪家具產品具體設計需求的參數屬性。基于此，在建立模塊體系的過程中不但要定義組成家具產品的不同的構成模塊，還要定義這些不同模塊所應具有的設計參數及其變化范圍。其實際應用就是通過對不同參數屬性的調整，來獲得不同的家具產品特性。

3 大規模定制下的模塊化家具產品配置過程

    在上述模塊體系模型基礎之上，通過調整組成家具產品系統的各模塊及其參數進行家具實例推理的過程就是對模塊化家具定制模型的設計應用。這一過程處在家具設計項目的設計指標確定之后，具體家具產品實體設計之前，其目的就是為了將家具產品的客戶需求描述轉化為家具產品本身的結構特征。其主要實現途徑有兩個：基于設計規則的家具設計需求到設計模塊的轉變和基于設計案例的相似性推理檢驗。前者實現的基本原理是，首先根據設計項目的要求確定家具設計應該遵循的設計規則；然后，借助模塊化大規模家具定制模型，按照之前確定的家具設計規則，選擇構成家具產品主結構的不同性質模塊，進而形成新的家具產品構成方案。在此過程中，確定一個參數描述準確、特征鮮明的家具設計規則是保證轉變過程順利、高效的前提。基于設計案例的相似性推理檢驗過程是：將設計師獲取的家具設計原始參數與設計項目的具體要求進行對比檢驗，根據檢驗結果從現有的家具設計方案中找到最符合這一結果的設計案例，然后進行動態的設計參數調整與修改，直到得到滿足具體設計要求的家具產品結構方案。選擇哪種方法進行設計推衍需要具體情況具體分析。對于系列化的、通過標準化生產方式生產的家具產品一般采用基于規則的方法：對于難于用規則描述得到結構性參數的大規模定制家具設計項目，一般采用設計案例推導的方式來節省時間成本。由于目前的大規模家具定制仍然處于強經驗、弱理論的階段，大多數設計流程很難用準確的專業知識來描述；而純粹的基于實例的推導過程又會無限制的擴大實例搜索范圍，所以在實際應用的過程中，為了保證得到的家具設計結構方案的準確與科學性，一般會將二者結合采用混合推理的方法。如圖2所示。

    圖2 面向大規模定制的模塊化家具配置推導示意圖

4 結束語

    面向大規模定制的模塊化家具設計是家具大規模定制的最高形式，它從設計階段就需要考慮客戶的個性信息。整個設計流程實際上是影響家具設計及生產可行性的所有要素之間關系的一個確立過程，設計師的實際設計過程就是對這些關聯關系的系統調整。在實際操作的過程中，只要設計師能夠描述出家具設計體系中各要素、模塊、層級之間的明確的關聯關系，便能建立起一個基于這些關系的復雜但卻可控的模塊化體系，并在這一模塊體系的基礎上將客戶需求進行直觀分解，保證產品最大功能靈活性的同時，不以損失產品的敏捷制造特性為代價。所以從某種程度上說，設計師對參數化及模塊化思考方式的適應是進行模塊化大規模定制家具設計的前提，也只有有了這樣的思維模式，設計師才能從不同的切入角度、運用不同的思考方式去思考設計問題。

    模塊化設計方法是一種普適性的設計方法，本文只是對其在大規模家具定制設計領域的具體應用作了探討。而實際上，只要對設計結果產生影響的各種要素能夠建立起一個關系明確的產品族結構，那么這類設計問題均可以嘗試用模塊化的設計方式去加以解決。 

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