0 引言
进入21世纪，消费者需求的多样化和个性化、产品生命周期迅速缩短、产品同质化引发的价格竞争以及市场环境的动态多变等，这些由于流行趋势多变、科学技术快速发展以及国际竞争加剧而产生的新情况向家具制造企业提出了全新挑战。家具企业必须找到一种能够以较低的生产成本以及较短的交货周期来满足消费者个性化需求的生产方式。大规模定制生产模式就是在这种背景下产生的。
大规模定制(MC，Mass Customization)采用相似性原理和模块化思想，通过产品内部的标准化和外部的自由化，将产品的定制生产问题通过产品重组和过程重组转化为或部分转化为批量生产问题。这种生产方式能够使制造企业以传统大批量生产的低成本和高效率来满足客户的个性化与多样化需求。大规模定制是一种产品“全生命周期”设计、生产模式，可以被看作是一个产品研发、设计、生产、流通的多环节集合系统。
模块化技术是大规模定制方式实现快速设计的重要支撑手段，它平台式的设计、制造理念有利于产品的分散制造，使行业内以新产品开发著称的企业能够专注于技术与产品创新，产品的制造环节则可以完全交由专业制造企业去完成。这种分工明确的行业制造体系能够有效避免企业发展的“大而全”，大规模的提高行业生产效率，节约社会成本。同时，模块化的生产模式能够使大规模定制具有更好的柔性和反应速度，即使客户的需求发生变化，模块化的生产模式可以通过调整个别模块来进行需求的重新满足。另外，经由模块化设计的产品可以通过更换低性能或受损模块的方式延长产品生命周期，从而最大限度的发挥原材料性能，节约客户使用成本，符合绿色设计的发展需要。
1 大规模定制下的模块化家具设计概念
按照现代产品系统设计理论，所谓模块化设计，指的是在产品功能分析的基础之上，将组成产品系统的要素按照一定规则组合成不同的、具有明确功能的子系统，每个子系统都可以作为独立的通用性模块与其他模块或是产品要素组合形成新的产品系统。这种设计、生产认知能够在简化设计、缩短生产周期的基础上，产生足够数量的多元化产品组合方案，从而满足不同客户的个性化需求。
与传统的模块化设计相比，面向大规模定制的模块化设计所设定的客体不再是具体的、单一的产品，而是面向“产品族”进行设计，即在产品设计平台框架内，通过不同产品模块的组合来形成差异化的产品设计方案。其重点是通过建立一个合理的产品模块体系，来完成一组产品设计。传统模块化设计的最终目标是通过产品的系列化、组合化来实现产品对市场的快速响应；而面向大规模定制的模块化设计是通过产品全生命周期下的柔性功能设计来实现整个产品开发、生产过程对市场的快速响应以及节省成本。
在家具设计领域，传统的模块化家具设计主要针对家具产品实体，其技术基础是现代家具制造的32mm制造系统，通过该系统可以使家具产品在结构、功能上产生一定的系统性，从而提高家具制造、运输、装配乃至回收的效率，同时能够在一定限度内满足产品终端用户的个性需求。面向大规模定制的模块化家具设计是在更高的层面上思考用户需求，并根据不同的用户需求在产品族概念框架内通过匹配功能、结构、形态、色彩、人机关系等定制要素对构成产品族体系的基础模块、必选模块和定制模块进行筛选、调整，这种方式有利于家具企业在制造实体产品前制定合理的面向大规模定制的模块体系，从而避免重复性设计并减少制造深度。同时，面向大规模定制的模块化家具设计模式仍然能够保持32mm制造系统的制造优势，进而保证终端产品用户的体验获得提升。
2 面向大规模定制的家具产品模块化分析
将模块化思想引入大规模家具定制过程能够使原本只是定性概念的设计要求变得十分具体，这在实践层面上不但能够更加科学有效的处理家具设计与用户需求之间的关系，同时也能够发挥模块化技术的快速反应特性，进而改善和优化传统的家具设计流程。基于大规模定制的家具设计是一种广义上的模块化设计模式，它在传统模块化设计基础之上引入了参数化设计概念及方法，家具设计师可以利用参数化设计思想，通过分析一定量的大规模定制家具设计实例，并结合相关的设计、制造、运输以及营销、使用、回收特征，构建出具有普遍意义的设计模块层次和家具设计广义平台，从而在一个广义模块化框架内通过建立规则化的零部件拓扑结构和参数化的零部件特征来建构家具产品的模块体系，之后通过广义家具设计模块的组合或是家具设计广义平台的衍生快速设计出符合客户具体要求的新家具设计方案。
面向大规模定制的广义模块化家具设计将家具模块视为家具的基本构成单元，各单元之间的关系用结构化的参数来描述。它要求设计师在设计之前首先将家具产品按参照的广义设计平台进行概念分解并划分家具设计的基本模块，这些模块经过进一步的结构细化可以衍生出相应的子模块，直至最后分解成不同的家具零部件。（如图1所示）。
图1 家具模块结构分解示意图
该框架体系模型描述了一个可配置、调整的家具设计系统模型，构成该模型的每个模块都可以看作是对家具定制结果产生直接影响的一个参数。在大规模家具定制的过程中，设计师可以根据不同客户、家具设计项目的具体要求，对系统内的设计参数进行取舍和调整。需要注意的是，在建立大规模家具定制设计系统的过程中，设计师需要全面了解大规模家具定制系统的所有构成可能，只有这样才能保证根据这一模块体系设计的家具产品能够动态满足不同消费者的设计需求。在这个模块体系中，每一个构成要素都具有两重意义，一是作为组成家具产品的实体模块属性；一是作为描绘家具产品具体设计需求的参数属性。基于此，在建立模块体系的过程中不但要定义组成家具产品的不同的构成模块，还要定义这些不同模块所应具有的设计参数及其变化范围。其实际应用就是通过对不同参数属性的调整，来获得不同的家具产品特性。
3 大规模定制下的模块化家具产品配置过程
在上述模块体系模型基础之上，通过调整组成家具产品系统的各模块及其参数进行家具实例推理的过程就是对模块化家具定制模型的设计应用。这一过程处在家具设计项目的设计指标确定之后，具体家具产品实体设计之前，其目的就是为了将家具产品的客户需求描述转化为家具产品本身的结构特征。其主要实现途径有两个：基于设计规则的家具设计需求到设计模块的转变和基于设计案例的相似性推理检验。前者实现的基本原理是，首先根据设计项目的要求确定家具设计应该遵循的设计规则；然后，借助模块化大规模家具定制模型，按照之前确定的家具设计规则，选择构成家具产品主结构的不同性质模块，进而形成新的家具产品构成方案。在此过程中，确定一个参数描述准确、特征鲜明的家具设计规则是保证转变过程顺利、高效的前提。基于设计案例的相似性推理检验过程是：将设计师获取的家具设计原始参数与设计项目的具体要求进行对比检验，根据检验结果从现有的家具设计方案中找到最符合这一结果的设计案例，然后进行动态的设计参数调整与修改，直到得到满足具体设计要求的家具产品结构方案。选择哪种方法进行设计推衍需要具体情况具体分析。对于系列化的、通过标准化生产方式生产的家具产品一般采用基于规则的方法：对于难于用规则描述得到结构性参数的大规模定制家具设计项目，一般采用设计案例推导的方式来节省时间成本。由于目前的大规模家具定制仍然处于强经验、弱理论的阶段，大多数设计流程很难用准确的专业知识来描述；而纯粹的基于实例的推导过程又会无限制的扩大实例搜索范围，所以在实际应用的过程中，为了保证得到的家具设计结构方案的准确与科学性，一般会将二者结合采用混合推理的方法。如图2所示。
图2 面向大规模定制的模块化家具配置推导示意图
4 结束语
面向大规模定制的模块化家具设计是家具大规模定制的最高形式，它从设计阶段就需要考虑客户的个性信息。整个设计流程实际上是影响家具设计及生产可行性的所有要素之间关系的一个确立过程，设计师的实际设计过程就是对这些关联关系的系统调整。在实际操作的过程中，只要设计师能够描述出家具设计体系中各要素、模块、层级之间的明确的关联关系，便能建立起一个基于这些关系的复杂但却可控的模块化体系，并在这一模块体系的基础上将客户需求进行直观分解，保证产品最大功能灵活性的同时，不以损失产品的敏捷制造特性为代价。所以从某种程度上说，设计师对参数化及模块化思考方式的适应是进行模块化大规模定制家具设计的前提，也只有有了这样的思维模式，设计师才能从不同的切入角度、运用不同的思考方式去思考设计问题。
模块化设计方法是一种普适性的设计方法，本文只是对其在大规模家具定制设计领域的具体应用作了探讨。而实际上，只要对设计结果产生影响的各种要素能够建立起一个关系明确的产品族结构，那么这类设计问题均可以尝试用模块化的设计方式去加以解决。
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本文标题：面向大规模定制的模块化家具设计
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