家裝業(yè)定制家具設(shè)計與計算機集成制造系統(tǒng)中的問題探析?

魏 曄

（鄭州商學(xué)院，鄭州 451200)

當(dāng)民眾的物質(zhì)生活達到一定水平之后，追求高品質(zhì)的生活質(zhì)量已經(jīng)成為展現(xiàn)自我社會價值的一種表現(xiàn)形式，基于此，除了有效改善外部環(huán)境之外，對于私密環(huán)境下的居家環(huán)境改善，也成為消費者關(guān)注的重點[1]。按照自己的個性化需求來定制家具以及布置家裝風(fēng)格，也逐步成為家裝工作中的潮流與趨勢。

1 家裝業(yè)定制家具的主要特征

以前，所謂的“定制家具”僅能在外國電影大片中看到，當(dāng)定制家具概念引入我國之后，就被迅速劃入到了奢侈品行列中。其實，這是對定制家具的一種認知上的偏見[2]。之所以稱其為定制家具，主要是希望這些家具與家裝風(fēng)格以及空間環(huán)境之間能夠完美融合，特別是在很多住房居住條件相對緊張的都市中，利用定制家具能夠最大化利用有限的空間環(huán)境。從成本角度分析，定制家具要比量產(chǎn)化家具價格更高，這其中包括規(guī)劃設(shè)計費用，如果采用一般材質(zhì)作為定制家具的主要材料，而不選用名貴或者稀缺木材，這些定制家具的價格也相當(dāng)于中等價位水平，普通消費者也能夠接受。

2 計算機集成制造家具的基本模式

隨著計算機多媒體技術(shù)在家具設(shè)計與生產(chǎn)制造上的全面應(yīng)用，采用計算機模擬的方式來規(guī)劃家裝方案之后，進行定制家具的設(shè)計已經(jīng)逐步從理論狀態(tài)投入到商業(yè)運營之中（如圖1所示）。

圖1 定制家具計算機3D集成設(shè)計方案（平面圖）Fig.1 Customized furniture computer 3D integrated design scheme (Plan)

計算機集成制造家具最大的便利是，在計算機多媒體虛擬環(huán)境中，可以結(jié)合外部實際情況的變化，隨時調(diào)整和改變定制家具的相關(guān)尺寸，這樣就能扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)定制家具在定型之后無法改變其尺寸的缺陷，最大限度地減少經(jīng)過計算機合成的家裝與定制家具合成方案與實景效果之間的誤差，讓設(shè)計師以及消費者對家裝環(huán)境以及定制家具的設(shè)計主張充分地顯現(xiàn)出來，從而提升虛擬場景與現(xiàn)實場景的匹配程度[3]。

3 家裝業(yè)定制家具設(shè)計與計算機集成制造系統(tǒng)的銜接問題

盡管計算機程序設(shè)定能夠讓定制家具在生產(chǎn)過程中提升精密程度，然而經(jīng)過一些生產(chǎn)實踐的反饋來看，在家裝業(yè)定制家具設(shè)計與計算機集成制造系統(tǒng)的銜接上，仍然存在著一些比較突出的矛盾。

3.1 異形尺寸不易掌控

由于一些消費者對于定制家具設(shè)計存在著誤解，特別是一些年輕消費者憑借對電腦以及相關(guān)軟件不夠深入的了解，簡單地認為所有的定制家具設(shè)計方案都能夠轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實，因此在家具的定制設(shè)計之初，就提出很多個性化十足異形尺寸家具的設(shè)計方案，有些定制家具成品甚至完全顛覆了消費者對傳統(tǒng)家具的認識。

這些設(shè)計方案固然能夠體現(xiàn)出定制家具的所謂“個性化”特征，而且在計算機虛擬環(huán)境中憑借計算機軟件也能夠?qū)崿F(xiàn)其設(shè)計方案，然而由于家具在生產(chǎn)過程中很難做到對這些異形尺寸的有效掌握，特別是對于那些鏈接處無法與設(shè)計方案相匹配的，會讓這些定制家具與設(shè)計方案存在巨大的反差。

3.2 組合效果較難體現(xiàn)

由于家庭環(huán)境中成員較多，當(dāng)設(shè)計師制定好了家裝環(huán)境的整體設(shè)計風(fēng)格之后，不同的家庭成員對于家裝風(fēng)格也有自己獨到的主張[4]，設(shè)計師往往會將這些主張放到定制家具中，希望能夠以此來彌合不同的需求。但這樣的設(shè)計方式，會對定制家具的色彩、線條完整性造成巨大的沖擊，以至于最初設(shè)定的定制家具組合效果很有可能無法有效地體現(xiàn)出來，造成一種“四不像”的尷尬局面。

3.3 易于造成產(chǎn)品色差

在計算機系統(tǒng)中，可供選擇的色彩較為豐富，甚至有些一個色彩中就有若干個色號作為備選方案，這樣讓消費者在對家裝設(shè)計方案以及定制家具的平面以及3D效果圖進行審定時，能夠最大程度滿足其需求。然而，在家具的實際生產(chǎn)過程中，能夠最終使用在家具上的漆料明顯少于計算機軟件圖庫中的色彩，即便是經(jīng)過反復(fù)調(diào)色之后，設(shè)計方案還是會同實物之間存在著一定的色差，可能導(dǎo)致消費者的不滿。

4 優(yōu)化家具設(shè)計與計算機制造系統(tǒng)銜接的措施

為有效解決家具設(shè)計與計算機制造系統(tǒng)銜接過程中明顯存在的“脫鉤”現(xiàn)象，科研人員進行了有針對性地研究，盡管受到相關(guān)技術(shù)條件的限制，很多措施成效不明顯，但有效緩解了目前暴露出來的一些問題。

4.1 積極采用3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)的有效應(yīng)用，讓諸多家具設(shè)計師在設(shè)計家具的過程中能夠借助這種全新的制造技術(shù)來運用很多不容易掌握的元素，這種全新的生產(chǎn)制造工藝被應(yīng)用于家具生產(chǎn)，尤其是定制類的家具生產(chǎn)之后，能夠讓設(shè)計師對融合于整個家裝環(huán)境中的家具定制進行精確定位（如圖2所示）。

從實用性的角度來分析，類似圖2這種完全采用3D打印效果完成的椅子，或許已經(jīng)顛覆了消費者對于傳統(tǒng)家具的認知，然而從這款采用先進打印技術(shù)生產(chǎn)出來的椅子來看，其中所折射出來的藝術(shù)性價值與個性化元素，是傳統(tǒng)家具不能比的。抽象化來看，這款椅子，由許多極細小的分支組合在一起，形成了一個極具剛性質(zhì)量的結(jié)構(gòu)；具象化來看，椅子的構(gòu)造是將獨立浮動的點按照云重建的算法來完成的[5]。這款椅子是利用FDM 3D打印技術(shù)直接數(shù)字化制造而成，整個椅子可以按照需求用ABS塑料制造出來[6]。

圖2 3D打印椅子Fig.2 3D printing chair

4.2 優(yōu)化設(shè)計部分標(biāo)準(zhǔn)家具部件

基于計算機集成制造系統(tǒng)所完成的家具制造，給所謂的“作坊式”傳統(tǒng)家具生產(chǎn)廠家制造了很大的生產(chǎn)難題，但對規(guī)模及規(guī)模以上家具生產(chǎn)制造企業(yè)而言，卻創(chuàng)造了一個絕佳的發(fā)展機遇。

在有效滿足消費者客觀需求的前提下，讓部分家具部件的生產(chǎn)工藝能夠同傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝分離，讓消費者個性化需求或者主張得到滿足的同時，完全符合家裝的主流風(fēng)格（如圖3所示）。

圖3 集成設(shè)計與制造臥室家具（效果圖）Fig.3 Integrated design and manufacturing of bedroom furniture (renderings)

從圖3的效果來看，采用計算機集成制造系統(tǒng)所生產(chǎn)的家具已經(jīng)能夠與家裝環(huán)境的主流風(fēng)格之間形成較好的匹配[7]。而其中也融入很多消費者的個性化主張。之所以能夠滿足消費者的消費需求，主要原因在于家具設(shè)計師在進行家具設(shè)計的過程中，首先對“異形件”進行歸類分析，借助空間環(huán)境內(nèi)的角度變化，讓不同層次的角度變換，成為有效銜接家具鏈接的重要元素。而這些，很少表現(xiàn)在家具外形上（如圖3所示）。

在所有異形構(gòu)建的表現(xiàn)形式之內(nèi)，計算機集成制造系統(tǒng)借助模擬環(huán)境的規(guī)劃，已將家具部件的生產(chǎn)進行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，即便是其中存在著一些需要進行定制化加工的所謂“異形件”[8]，也能夠充分地利用吹塑、定型等工藝來完成有效加工，而且將這些構(gòu)件完全擺放在外部造型不可見的位置上，不會影響家具的整體外觀造型。這樣就能有效解決家具部件在定制類家具產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中可能對外觀形象產(chǎn)生的影響。

這種生產(chǎn)制造工藝在國內(nèi)的家裝定制家具設(shè)計中已經(jīng)得到了普遍性地應(yīng)用，我國一些家裝定制家具代表企業(yè)都側(cè)重對這些基于家具設(shè)計、生產(chǎn)與制造之外的定制化家具生產(chǎn)作業(yè)進行有針對性地研發(fā)，并且在終端消費市場取得了較為積極的反饋[9]。

4.3 采用一次性噴漆成型技術(shù)

按照傳統(tǒng)生產(chǎn)制造工藝，家具在完成外形制作之后，需要經(jīng)過若干次不同工藝的噴漆、上色，再經(jīng)過晾干之后才能夠投放到市場上。隨著計算機數(shù)控集成技術(shù)的不斷成熟，現(xiàn)在的噴漆工藝基本上已經(jīng)能夠簡化為一道工序。為有效解決客戶對于家具色彩的要求同調(diào)和漆之間的色差問題，需要結(jié)合不同的家具木料材質(zhì)，對木材表面進行適度的加工，例如底層真木皮，可以在前期采用UV涂料飾面，這樣就是工廠直接加工噴漆好的真木飾面板[10]，此時可看做定制家具的半成品，而且UV涂料耐用度和光澤度都要比傳統(tǒng)噴漆好很多,而且不存在色差以及施工不均勻等人為問題[11]。然后再根據(jù)客戶的需求，進行充分調(diào)色之后，選擇與客戶要求完全一致的水漆，利用數(shù)碼噴槍在數(shù)控加工機床的密閉環(huán)境中完成一次性噴漆。

特別需要強調(diào)的是，對于客戶提出的一些重點部位漆面顏色與主色調(diào)不一致的問題，在一次性噴漆的過程中可以采用遮蓋的方式加以規(guī)避，等漆面著色完成之后，再進行其它顏色的噴漆，對于多色彩的定制家具，完全可以重復(fù)上述的步驟操作[12]。由于漆面的光感度以及在晾（烘）干的過程中對周圍溫度存在較為嚴(yán)格要求，所以需要在25～40 min之內(nèi)完成這些步驟，這樣才能夠有效保障家具的色彩感一致[13-23]。

5 結(jié)語

定制類家具是未來家具設(shè)計與生產(chǎn)過程中的一個主流方向，結(jié)合計算機多媒體技術(shù)在家具生產(chǎn)制造集成化發(fā)展的過程中所發(fā)揮的重要作用，勢必能夠?qū)⒓揖叨ㄖ茝臐M足實際生活需要，向提升藝術(shù)感和審美效果延伸，在滿足消費者物質(zhì)生活水平提升的基礎(chǔ)上，提高家具的視覺美感。定制家具設(shè)計師要通過積極采用3D打印技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計部分家具部件，著力解決定制家具設(shè)計中異形尺寸不易掌握、組合效果較難體現(xiàn)、易于造成產(chǎn)品色差等問題，從而實現(xiàn)定制家具設(shè)計與計算機集成制造有效銜接，為人們設(shè)計出更多更好的定制家具產(chǎn)品。