面向個性化定制的工業(yè)設(shè)計方法研究

李翔，龍慧敏

（武漢理工大學，武漢 430070）

在工業(yè)4.0時代，智能制造與服務(wù)型制造成為新趨勢，制造業(yè)服務(wù)化有三個發(fā)展階段（圖1）。傳統(tǒng)制造業(yè)企業(yè)是從上而下地控制生產(chǎn)，單獨從事研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、制造、銷售、服務(wù)環(huán)節(jié)，進行大規(guī)模生產(chǎn)，用戶只能從已生產(chǎn)的產(chǎn)品中進行被動選擇，這種生產(chǎn)模式?jīng)]有做到真正的以用戶為核心。隨著物質(zhì)文化需求不斷提高，消費者不再滿足于同類產(chǎn)品，對于產(chǎn)品的要求和價值觀呈現(xiàn)出個性化、多樣性的特點，企業(yè)的個性化定制逐漸走入大眾視線。

一、個性化定制

（一）個性化定制相關(guān)概念

個性化定制是用戶介入產(chǎn)品的生產(chǎn)過程。所有的用戶都可以自主參與到產(chǎn)品的研發(fā)與設(shè)計，企業(yè)根據(jù)消費者要求，為用戶定制出外觀合適、功能配置最佳的產(chǎn)品，即完成個性化定制。

（二）個性化定制原理及特點

個性化定制生產(chǎn)模式以用戶為核心，企業(yè)需要事先對產(chǎn)品進行模塊分類及設(shè)計，之后為用戶提供個性化定制平臺，讓消費者根據(jù)自身喜好進行選擇、參與設(shè)計，企業(yè)根據(jù)客戶的需求，與數(shù)據(jù)庫中的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行快速匹配，得出設(shè)計方案，之后進行生產(chǎn)制造。

與大規(guī)模定制相比，個性化定制更為復(fù)雜，具體體現(xiàn)為：（1）個性化定制要在產(chǎn)品配置后客戶參與設(shè)計，因此在產(chǎn)品設(shè)計階段就要充分考慮到企業(yè)本身生產(chǎn)能力，包括生產(chǎn)成本和效率等問題，對設(shè)計階段要求更高；（2）在生產(chǎn)過程中，個性化定制需要有智能制造作為技術(shù)支撐，讓“個性化”和“規(guī)?；眱蓚€看似矛盾的生產(chǎn)方式，通過網(wǎng)絡(luò)信息與制造業(yè)的高度融合，人與設(shè)備，設(shè)備與設(shè)備，企業(yè)與設(shè)備之間做到連接與互通，才能對客戶的需求做出及時、準確的反應(yīng)，使得個性化產(chǎn)品可以大規(guī)模、高效地生產(chǎn)。

二、面向個性化定制的工業(yè)設(shè)計方法

（一）面向產(chǎn)品族設(shè)計

面向產(chǎn)品族設(shè)計是指設(shè)計過程中通過對已有大量用戶的需求分析，加上預(yù)測需求分析，基于產(chǎn)品平臺對相關(guān)產(chǎn)品進行設(shè)計，從而快速準確滿足不同用戶的個性化需求。通過產(chǎn)品族設(shè)計可以對已知的用戶需求進行定位、取舍、分類以及規(guī)范化，從而識別并提取顧客群的共性需求，為定義產(chǎn)品平臺提供基礎(chǔ)。

消費者的共性需求是傳統(tǒng)大規(guī)模生產(chǎn)的前提，而個性化定制需要先分析用戶的個性化需求，對需求進行分類總結(jié)后，完成產(chǎn)品族設(shè)計。通過產(chǎn)品族設(shè)計將產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)確定后，有利于建立產(chǎn)品模型庫，為之后的模塊化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

（二）模塊化設(shè)計

模塊化設(shè)計是指在功能分析的基礎(chǔ)上，對市場中不同功能或相同功能不同性能的產(chǎn)品進行分析，設(shè)計一組具有特定功能的模塊。根據(jù)客戶的個性化需求，選擇功能不同的模塊進行分類組合，配置出不同的產(chǎn)品。

在模塊化設(shè)計中，模塊自身要具有特定功能，同時滿足互換性、通用性與相對獨立性。在一般的情況下，產(chǎn)品可分為三大模塊，分別是產(chǎn)品的功能模塊、外觀模塊以及裝飾模塊，客戶可根據(jù)自己的喜好選擇模塊進行組合，得到最終產(chǎn)品。

模塊化有多種分類方法，一般將其分為共享型、組合型、替換型、總線型、量體裁衣等多種類型。（表1）

表1 模塊化種類及含義

模塊化設(shè)計方法將產(chǎn)品的多樣性和零件的標準化結(jié)合起來，節(jié)省了設(shè)計成本，縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期，是個性化定制設(shè)計中的一項重要技術(shù)。進行產(chǎn)品模塊劃分是實現(xiàn)個性化定制的關(guān)鍵，從客戶角度來講，可以針對企業(yè)提供的模塊根據(jù)自身需求進行再設(shè)計；從企業(yè)角度來講，因為顧客參與個性化設(shè)計之后，企業(yè)才可以生產(chǎn)制造。相對于大批量定制而言，個性化定制對于企業(yè)的生產(chǎn)連動性與效率有更大的要求，使用已經(jīng)規(guī)劃好的模塊劃分，可以簡化設(shè)計過程，縮短生產(chǎn)時間，促進產(chǎn)品更新。

（三）零件的標準化與規(guī)范化

零部件的標準化和規(guī)范化是進行個性化定制的必要條件。標準化是指對生產(chǎn)過程中通用程度或使用頻率高的零部件規(guī)范的標準，是從事專業(yè)化生產(chǎn)的標準件選用的依據(jù)。規(guī)范化是指通過對零件進行的分析，將相似零件合并，不必要的零件刪除，從而提高零件重用的方法。

通過對零部件的標準化和規(guī)范化，生產(chǎn)中使用的零件數(shù)量會減少，零件分布趨于合理，生產(chǎn)制造效率隨之提高，可以避免不必要的產(chǎn)品多樣性，降低生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

三、面向個性化定制的產(chǎn)品設(shè)計流程

面向個性化定制的產(chǎn)品設(shè)計流程包括企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計和客戶個性化設(shè)計兩個部分，步驟如圖2所示。

大致分為以下五個步驟：

（1）首先由客戶訂單驅(qū)動，企業(yè)對于市場上客戶的需求進行分析以及預(yù)測，進行產(chǎn)品族設(shè)計；

（2）在相應(yīng)產(chǎn)品族的支持下，從產(chǎn)品功能出發(fā)，結(jié)合產(chǎn)品自身相關(guān)特性，對產(chǎn)品模塊進行劃分，同時要考慮到客戶的需求，例如使用區(qū)域，功能強弱等，提供可替換模塊便于客戶進行選擇，得到模塊分類。模塊劃分是產(chǎn)品配置的基礎(chǔ)；

（3）模塊劃分之后可以建立相應(yīng)的產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)，之后以客戶的個性化需求為基礎(chǔ)，將標準化、規(guī)范化的零部件通過組合分解，得到同時滿足產(chǎn)品功能與客戶個性化需求的產(chǎn)品配置方案；

（4）之后在產(chǎn)品平臺上，顧客提出個性化需求，參與完成設(shè)計，在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)庫中選擇自己需要的產(chǎn)品。此類分為兩種情況：①完全參與型：平臺將產(chǎn)品的所有零件列出來，供客戶選擇，用戶需了解產(chǎn)品的配置方法，此類適合于專業(yè)人士和從事設(shè)計類人士；②部分參與型：企業(yè)按功能、裝飾效果等將模塊進行分類，客戶只需要按照自身喜好選擇對應(yīng)的模塊，之后進行組合，不用接觸到產(chǎn)品內(nèi)部的設(shè)計，思考過多細節(jié)，這種方式更加簡單直觀，比較適用于普遍客戶。若產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫不能滿足客戶需求，則需要重新分析客戶需求，制定新的配置方案。

（5）在產(chǎn)品完成設(shè)計后，進入工廠制造與生產(chǎn)，之后通過個性化平臺配送給客戶。

針對不同的產(chǎn)品，個性化定制的過程和步驟有著不一樣的特點，具體產(chǎn)品需要具體分析。

四、紅領(lǐng)集團案例分析研究

（一）紅領(lǐng)集團簡介

在服裝行業(yè)內(nèi)，企業(yè)若想不被市場淘汰，就必須培養(yǎng)顧客的忠誠度。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，消費者對于服裝個性化需求不斷增強，而市面上的衣服千篇一律，多數(shù)顧客忠誠度降低，企業(yè)面臨高成本、高庫存、低利潤的困境，在男士西裝行業(yè)中面臨著同樣的問題。

早在2003年，紅領(lǐng)集團就認識到低成本、低利潤的傳統(tǒng)服裝業(yè)不會持續(xù)，經(jīng)過企業(yè)不斷改造創(chuàng)新，紅領(lǐng)集團利用互聯(lián)網(wǎng)完成了傳統(tǒng)制造模式的轉(zhuǎn)型升級，創(chuàng)造了個性化生產(chǎn)模式，建立了紅領(lǐng)個性化定制平臺。

（二）紅領(lǐng)集團產(chǎn)品族設(shè)計

產(chǎn)品族設(shè)計是個性化平臺的基礎(chǔ)。紅領(lǐng)集團在十余年的時間里，以服裝CAD系統(tǒng)為依托，收集了關(guān)于消費者的海量數(shù)據(jù)，建立了巨型的版型數(shù)據(jù)庫，包括工藝數(shù)據(jù)、款式數(shù)據(jù)、口袋數(shù)據(jù)、扣型數(shù)據(jù)、袖型數(shù)據(jù)和領(lǐng)型數(shù)據(jù)等，數(shù)量超過10億款，將其進行分解與組合，共有超過百萬億種的設(shè)計組合。要進行匹配設(shè)計時，利用信息技術(shù)與版型數(shù)據(jù)庫，可以滿足99.9%的人體量體裁衣的需求。

集團利用制衣經(jīng)驗，按照人體平衡理論找到人體的平衡坐標：肩頸點、肩端點、頸肩端、中腰水平線,發(fā)明了三點一線的“平衡坐標法”，只需要一個皮尺和一個專業(yè)的肩斜測量儀就可以完成19個部位的測量，5分鐘即可完成。如此高效率的量體方法可以快速讓客戶了解自身信息，與版型數(shù)據(jù)庫的信息相匹配。

（三）紅領(lǐng)集團模塊化產(chǎn)品設(shè)計流程

紅領(lǐng)集團在大數(shù)據(jù)的支撐下，創(chuàng)建了“酷特智能C2M”模式，通過互聯(lián)網(wǎng)搭建起消費者和制造商的直接交互平臺，即全球服裝定制供應(yīng)商平臺——RCMTM（Red Collar Made To Measure）平臺。（圖3）

服裝類產(chǎn)品與其他工業(yè)產(chǎn)品不同，功能模塊大致相同，消費者主要針對外觀模塊和裝飾模塊進行選擇。模塊庫建立完成后，全球客戶在平臺上提出個性化定制需求，進行設(shè)計、預(yù)定，在有了客戶基本數(shù)據(jù)之后，將其導入數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，將采集到的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的版型數(shù)據(jù)相匹配，實現(xiàn)快速配衣，完成西裝的模塊化產(chǎn)品設(shè)計后，將產(chǎn)品拆分為細分模塊，以指令推送的方式將訂單信息轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)任務(wù)并分解推送給各工位。

圖1 制造業(yè)服務(wù)化發(fā)展階段

圖2 面向個性化定制的產(chǎn)品設(shè)計流程

圖3 紅領(lǐng)個性化定制平臺

2014年紅領(lǐng)集團定制平臺主要包括以下功能：①用戶可以在平臺上進行DIY設(shè)計，一個版型從0開始設(shè)計，同時可以邀請好友共同設(shè)計，完成作品；②用戶通過定制平臺上提供的模塊進行自由選擇與搭配；③設(shè)計師推出基本款，用戶在網(wǎng)上參與設(shè)計，提出個性化定制需求，對于扣子、布料材質(zhì)、顏色、衣袖、駁頭等進行選擇與修改；④平臺也可以根據(jù)消費者需求，為其提供從設(shè)計、搭配、研發(fā)等穿著、款型等解決方案，提升服務(wù)的附加值。消費者通過電腦、手機等信息終端登錄，在線進行選擇、下單。選擇結(jié)束后，平臺可以生成3D衣服模型，用戶可以準確直觀的看到衣服上身效果，幫助其進行判斷。

通過對于紅領(lǐng)個性化定制運行模式與產(chǎn)品設(shè)計過程的分析，得出紅領(lǐng)全定制西裝與普通西裝成衣生產(chǎn)的對比。（表2）

表2 紅領(lǐng)全定制西裝與普通西裝成衣生產(chǎn)的對比

五、結(jié)論

本文針對紅領(lǐng)集團產(chǎn)品族設(shè)計和模塊化設(shè)計進行具體分析，得出在個性化定制過程中，工業(yè)設(shè)計理論與方法是可行且有效的，但紅領(lǐng)集團在平臺運營方面仍存在一些問題，如下所示：

（1）在定制形式上，酷特智能定制平臺采用門店和預(yù)約上門兩種量體下單方式，但客戶若想進行量體，只能到指定地點如青島、北京等地線下量體，而無法進行線上操作，這樣會降低用戶體驗。

（2）酷特智能平臺的商業(yè)模式首先在服裝行業(yè)推廣，繼而準備在服裝機械、鞋等行業(yè)推廣。但在服裝行業(yè)，西服多是經(jīng)典款，版式變化很少，紅領(lǐng)模式在西服領(lǐng)域獲得一定成功，但幾乎僅限于西服領(lǐng)域。由于其他服裝的樣式變化多，在數(shù)據(jù)處理方面的難度是遠遠大于西服行業(yè)的，所以將紅領(lǐng)模式推廣到其他行業(yè)，即使是其他服裝行業(yè)，在客戶需求分析、模塊劃分等企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計階段仍然存在很多問題。

（3）酷特推廣C2M的模式，目前只是提供解決方案的模式，而未來工業(yè)4.0的模式，是通過云端操控模式實現(xiàn)的，而不是目前僅幫助企業(yè)做解決方案，因此仍需改進。

綜上所述，紅領(lǐng)集團是我國個性化定制轉(zhuǎn)型模板，但仍有很大發(fā)展空間，因此要靈活運用工業(yè)設(shè)計理論知識，更快推動我國企業(yè)實現(xiàn)技術(shù)升級與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，才能早日實現(xiàn)制造模式的變革?！?/p>

本文為：1、湖北省技術(shù)創(chuàng)新專項（軟科學研究類）：面向制造業(yè)服務(wù)化轉(zhuǎn)型的產(chǎn)品個性化定制平臺構(gòu)建研究（項目編號：2017ADC123 ）階段性成果；

2、武漢理工大學研究生優(yōu)秀論文培育項目資助（項目編號：2017-YS-092）研究成果。