ThinkDesign覆盖家具设计全流程的敏捷化设计平台.docx

ThinkDesign覆盖家具设计全流程的敏捷化设计平台摘 要：近几年中国家具行业竞争趋势和家具企业研发工作趋势对于实木家具3D数字化敏捷研发平台的建 设提出了必要性和迫切性。数字化家具敏捷研发平台应当是：基于家具研发最佳实践和企业知识的，覆盖 家具研发全过程的，满足企业家具研发业务需求的，保证信息流高效流动的各类数字化技术和软件的集 合。ThinkDesign是业界唯一一款基于统一的数据平台，真正覆盖实木家具产品研发的概念和造型设计、拆 单和结构设计、二维工程出图、无缝集成CAM软件与数控加工设备、工艺设计BOM无缝集成企业ERP系统的全 流程的解决方案。它能够避免数据转换的繁琐与风险，保证产品研发的同步性，缩短产品研制周期。 关键词：ThinkDesign；3D数字化敏捷研发平台；技术优势；全流程的解决方案随着信息通信技术的高速发展，“互联网+”、“工业4.0”已经成为了当前制造业的关 注热点。由于家居行业独有的特点，“互联网 家居”率先走入了人们的消费视野，家居制造 业也开启了“工业4.0”时代的征程。家居行业 展开了“板木结合，全屋定制”新业务模式。1 3D设计平台对“板木结合，全屋定制” 新业务模式的强大支撑针对新的业务模式必须打造贯穿“门店固装定制、活动家具与全屋家居虚拟场景快速 设计展示、快速报价、快速拆单、敏捷对接自 动化生产系统快速交货”的信息化平台，以支 撑大规模定制的家居企业新业务模式（图1）。 简欧、简美和新中式等风格家具产品的设计与制造与其它家具产品相比具有更多的“工业4.0”时代特性，其可以采用成熟的3D设 计平台实现产品的造型设计、结构设计和自动 化设备生产。通过采用合适的设计软件平台， 以及与之对应的生产制造设备。家具设计、制 造的效率将会得到成倍的提升。简欧、简美和新中式等风格家具拥有灵 动的设计线条、复杂的曲面和榫卯结构。这就 要求3D设计平台拥有强大的曲线、曲面构建功 能，这一点是3D设计平台基础功能也是核心功 能。同时也要求3D设计平台具备快速的产品全 局设计变更能力，并且需要具备完整而专业的 概念造型设计、结构拆单设计、工程出图、导 出BOM表、对接ERP与PLM系统，已经对接数控 加工设备、专业的榫卯件、五金件、刀具库、木线库等专业部件库的全套功能模块。2 建立实木家具3D数字化敏捷研发平台的 必要性和迫切性随着经济的发展，人们的家居消费水平与审美水平的日益提升，市场对家具产品的外 观造型和品质提出了更高的个性化要求。家居 企业提升产品创新设计能力，采用自动化数控 设备生产来提升产品品质已经势在必行。经过30余年改革开放的发展，中国的“人 口红利”的逐渐消失，工业自动化技术的应用 能力已经成为国内家具企业未来生存和发展 的核心能力。但是目前很多家具企业在产品数 据源端还是依赖传统的二维CAD设计平台，面 对日益复杂与个性化的创造性设计要求，日销售门店 销售门店 销售门店 销售门店 销售门店 销售门店61实木家具三维敏捷 设计研发平台云销售平台板式家具 设计研发平台研发能力个人能力3D数据库 数模库研发能力的差距个人能力实木活动家具、板式定制、软装研发能力研发平台实木三维敏捷 设计平台板式拆单 系统ERP .图1 图2图3图4研发平台现状 未来图1“营销、拆单、生产设计系统”业务流程图图2 数字化家具敏捷研发平台的重要性图3 ThinkDesign软件是覆盖家具设计全流程的解决方案图4 ThinkDesign软件完美的家具概念设 计功能图5 ThinkDesign 特有的GSM全局形状建模技术引领“目标驱导设计”理念图6 ThinkDesign 可以针对产品、部件、 零件实现快速的衍生设计益紧迫的交货时间要求，CAD设计平台已经暴露出诸多弊端。与此同时，三维CAD/CAE/CAM/ PLM一体化技术已经日臻成熟，已经成为了机 械制造业的基础技术平台。技术差距与提升 机会并存。2.1 近几年中国家具行业竞争趋势消费者越来越挑剔，对家具产品的审 美和品质要求越来越高；市场细分程度越来 越高，细分市场的竞争也日趋激烈；个性化 定制家具市场份额越来越大，这类家具设计 工作量大，交货周期越来越短；产品价格竞 争越来越激烈，而原材料价格和人工成本越 来越高，这对家具制造企业成本控制的压力 越来越大；这些竞争趋势对家具企业的研发 工作提出了越来越高的要求。2.2 家具企业研发工作趋势同步研发的工程项目越来越多；个 性化产品的比例越来越高；项目研发周期越来越短；单一产品的研发投入越来越少；为了应对这些挑战，许多家具企业的研发人员 越来越多，但是其人员规模扩展的速度仍然 无法应对越来越多的家具研发项目的需求。而 且伴随着研发人员规模的扩大，还出现一些 不良后果：人员规模的扩张使得有经验的工 程师被稀释在越来越多的新产品开发项目中， 使得单一产品开发项目团队的整体技术能力 呈现下降趋势。大量新人的引入，导致现行的 机制无法满足大量新人的培训要求。在我国人口红利逐渐消失、人力资源 面临瓶颈的情况下，我们不得不寻求其它途 径来解决当前的难题。当前有效的途径就是 建立高效的数字化家具研发平台。我们知道： “战争的决定因素是人，但先进的武器装备 却能够将人的创造性发挥到极致！”为了打赢 家具产品研发这场战争，我们就需要寻求“数 字化家具敏捷研发平台”这一先进的“武器装备”来构建家具企业的设计研发体系（图2）。3 数字化家具敏捷研发平台的定义按照笔者的理解，数字化家具敏捷研发平台应当是：基于家具研发最佳实践和企业知 识的，覆盖家具研发全过程的，满足企业家具 研发业务需求的，保证信息流高效流动的各 类数字化技术和软件的集合。首先，数字化家具研发平台不是各个数 字化技术和软件的简单堆砌，它是包含企业 的知识、规范、标准，以及行业最佳实践的平 台，是能对家具工程师提供专家知识和设计 向导的智能化平台。其次，数字化家具敏捷研发平台应当能 够覆盖家具研发的全过程，从最初的需求定 义、系统设计、概念设计、结构设计、产品验 证、工艺设计到最后的生产准备，提供全过程 的支持，而且能够保证各个阶段的信息流顺榫卯库五金库 刀具库榫卯库 零件库图7图8 图9图7 ThinkDesign拥有可自定义扩展的家具专用刀具库、零件库、木线库、五金件库 和榫卯库资源辅助设计的形成图8 强大的2D转3D设计功能，可以高效的 利用草图数据或AutoCAD的数据快速建模图9 标准的参数化设计，实现标准产品 部件的快速设计畅无阻。另外，数字化家具敏捷研发平台必须与 家具企业家具研发业务流程相匹配。4 ThinkDesign高端实木家具设计全流程的解 决方案4.1 关于ThinkDesign软件ThinkDesign是一款高效的创新性三维 设计软件，诞生于欧洲。1979年推出了第一个2D版本，1990年推出了当时世界上最先进的一 款三维造型内核ThinkCore，其对CAD技术的 发展产生了深远的影响。在2001年和2006年， ThinkDesign相继推出了GSM与ISM技术，不断创 造着CAD技术的神话，它是目前最适合国内家 具企业应用的世界级软件产品。ThinkDesign是业界唯一一款基于统一 的数据平台，真正覆盖实木家具产品研发的 概念和造型设计、拆单和结构设计、二维工程 出图、无缝集成CAM软件与数控加工设备、工艺 设计BOM无缝集成企业ERP系统的全流程的解决方案。它能够避免数据转换的繁琐与风险，保证产品研发的同步性，缩短产品研制周期。4.2 ThinkDesign是覆盖实木家具产品从概念到 产品的一体化敏捷研发设计平台4.2.1 ThinkDesign软件独特的技术优势覆盖家具设计全流程的解决方案， ThinkDesign软件全部功能模块基于同一数 据平台，避免不同数据转换带来的繁琐与风 险，保证产品开发的同步性。多样化的建模方 式，无参和有参形式相结合，易学易用。可以 轻松实现：从概念、造型设计，拆单、结构设 计，二维工程出图，无缝集成CAM软件与数控 加工设备，工艺设计BOM无缝集成企业ERP系 统整个设计业务流程（图3）。完美的家具概 念设计功能，ThinkDesign软件在家具造型和 概念设计方面，除了提供传统的创建及编辑 功能，它还提供了一整套的创新设计手段，可 以帮助您从一张草图、图片开始，顺利的完成 产品的造型设计（图4）。强大的造型工具， ThinkDesign为家具创新设计提供了有力的工具，其特有的GSM（Global Shape Modelling）全局形状建模技术引领“目标驱导设计”理念， 其柔性设计为家具企业提供了全新的创意设 计方法，轻松解决各种异形曲面设计难题，快 速响应设计需求，将设计师的灵感转换为产品（图5）。 基于GSM技术，ThinkDesign可以针对产品、部件、零件实现快速的衍生设计（图6）。同一风格产品的快速系列化衍生设 计；同一风格产品的零部件快速变形设计；雕花数据快速匹配不同产品的变形设计；高效的结构设计，ThinkDesign拥有可自定 义扩展的家具专用刀具库、零件库、木线库、 五金件库和榫卯库资源，实现用制造资源辅 助设计。目前ThinkDesign资源库中已有刀具 模型10000余把，还能帮助企业定制刀具、木 线，极大的提高了企业历史数据的积累和重 用，刀具库直观易用，提供给设计师用制造资 源辅助设计的形成（图7）；强大的2D转3D设 计功能，可以高效的利用草图数据或AutoCAD图10图11 图12图10 ThinkDesign软件拥有强大的生成工程图的能力图11 使用ThinkDesign做为设计平台的国 际国内家具行业用户及品牌图12 亚振家居现有设计作业流程图的数据快速建模，ThinkDesign软件具有完整的2D设计功能，能很好的解决用户历史二维 图的继承问题。在人机交互的模式下能轻松 读取二维CAD数据的线型、线宽、颜色、图层、 尺寸标注等信息，并将其转换为3D数模（图8）；标准的参数化设计，实现标准产品部件 的快速设计，ThinkDesign软件能通过参数表 来设计标准类的产品，同系列的产品能通过 参数表控制，可以快速实现三维模型更改， 二维图纸和BOM表全关联修改，实现通用零 部件的快速设计（图9）；自动生成工程图， ThinkDesign软件拥有强大的生成工程图的 能力，包括自动尺寸标注、公差标注、零件序 号、技术要求、自动生成投影面、辅助面、截面 和局部视图、企业标准的图框、标题栏、明细 表，允许直接从实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/ DIN标准的生成工程图。且工程图数据与3D数 据相关联，3D数据变更则工程图自动更新，并 可直接保存成DWG格式文件（图10）；自动导 出BOM表，ThinkDesign能在设计完成后自动生成BOM（净料尺寸、表面积、体积、重量、木皮用量、油漆用量，设计变更则BOM自动更新，生 成的BOM信息可被ERP系统读取，可输出全方 位展示的3D-PDF展示文档，方便营销部门与客 户的沟通，ThinkDesign软件能直接导出PDF文 件，用户可在PDF文件内用旋转、缩放和测量 等3D方式浏览数据，由于3D-PDF文档属于轻 量化数据，传输方便，不同部门之间就能通过 PDF文件进行高效沟通，更重要的是营销部门 能通过PDF文件与客户更高效的沟通。4.2.2 强大的售后培训与支持体系T h i n k D e s i g n 软件 易 学 易用， ThinkDesign软件采用全中文应用界面；全面 采用Windows技术，支持特征的“剪切、复制、 粘贴”等操作；导航式命令提示栏和任务栏 说明使设计过程变的非常轻松。ThinkDesign 软件拥有强大而便捷的曲面造型功能，可实 现无参和有参相结合的多样化建模方式，提 供方便的2D转3D技术。这些可以让软件使用 者在短时间内快速掌握它的应用。强大的培训实施和售后服务支持体系，思茂科技的技术服务 团队拥有丰富实木家具企业三维数字化设计 项目实施经验，不但可以提供软件功能基础 培训、高级培训，还可以提供项目导航、客户 化定制、企业产品知识库的建立等个性化技 术服务，以支持用户快速响应客户的设计需 求，确保软件用户项目实施成功，以保证软件 项目的投入获得最大的回报。思茂科技除提供传统的电话、邮件、 上门交流等服务，还通过屡获殊荣的全球 Customer Care网站为客户提供24小时的在线 培训，用户可以进行在线自我培训、提交问 题、查阅Q&A等。全球知名品牌的成功应用，目前使用 ThinkDesign做为设计平台的国际国内家具行 业用户及品牌有南京林业大学、江苏农林职 业学院、Poltrona Frau、Brayton、Vitra、BAIDI、 THONE、LIXIL骊住、kuschco、 Karimoku、 ITOKI、KOKUYO、INAX、FUJI FURNITURE、Oliver、图13图14图13 亚振家居采用ThinkDesign以后的作 业流程图图14 亚振家居使用ThinkDesign软件新/旧 流程效益比较示意图亚振家居、卡芬达、巴里巴特、南洋迪克、福溢家具、华美居，长实家具、伊莎美伦、恒艺红 木、德嘉印象等（图11）。5 典型客户亚振家居设计效益分析5.1 流程优化价值亚振家居设计部门前期设计模式分析： 亚振家居外观设计部门首先用AutoCAD软件进 行方案设计，确定方案以后再用3DMAX或犀牛 软件（Rhino）做一次产品建模来评估产品外 观，确定产品外观后再由结构设计工程师用 AutoCAD软件进行结构，最后，再由加工编程 部门用ALPHCAM软件做一次3D建模来满足数控 加工需要。由于亚振家居在设计流程的不同 环节中采用不同的设计工具，产生了设计流程 中信息化不连贯的问题，在这种设计作业模 式下，一个产品从设计开始到数控加工经过 了3次设计绘图，有2次以上的设计工作是重复 的，从而导致产品开发周期较长，影响了公司 快速响应市场变化的能力。亚振家居前期设计作业流程图（图12）；亚振家居采用ThinkDesign以后的作业 流程图（图13）。5.2 亚振家居使用ThinkDesign软件所体现出的价值（图14）采用ThinkDesign软件后所有设计环节 基于同一设计平台，数据可以直接对接数控 编程软件，全流程没有重复绘图和设计的工 作，既提高了设计的效率，减少了2次重复绘 图工作（图14）。3D2DBOM等一套数据贯穿整个设计 流程，并且保持数据的关联性，3D数据修改后2D数据和BOM数据关联修改，同时BOM数据可 以通过中间数据表传递到数夫ERP系统。5.3 ThinkDesign（简称TD）软件针对家具企业 各部门所提供的好处5.3.1 对设计部门的好处快速实现从手稿到3D建模：TD支持通 过手写板实现从设计手稿快速构建3D精确建 模，替代了现在用CAD和3Dmax两款软件所实现 的功能，既能方便快捷的建立三维模型，也能 保证数据的准确性，同时可以自动输出2D图纸 和产品零部件明细表，开料尺寸等。便捷的复杂产品的创意设计和变更： TD的GSM全局建模功能，可以非常灵活便捷的 解决餐椅、沙发、床等产品的复杂曲线、曲面的设计工作，而且修改方便，实现了基于设计目标来驱动三维模型。准确完成产品的拆单工作：TD提供精 确的结构设计，可以在前期设计过程中考虑每 个零部件的准确性和准确的装配关系，设计 过程可以对数据进行干涉检查及分析，保证 生产图纸的准确性。避免设计部门同生产部 门因图纸不准确而产生沟通障碍。实现2D历史数据3D化：快速利用企业 以往AutoCAD数据，通过智能2D转3D技术，构 建3D数字产品，可较快将公司多年积累的2D产 品数据变成3D数据。产品设计数据重用：TD的参数化应用 可以提高设计成果的重用，快速基于已有产品 进行衍生设计及系列化设计。通过项目导航及 产品标准化、模块化及参数化的数字资产库 建立，可以实现公司五金零件、刀具库、连接 件、榫卯结构件等标准件产品30%左右的零部 件得以重用，无需重新建模。同时，提高了实 际生产过程中零部件的标准化程度。BOM数据的准确性和BOM表制作效率 的提升：TD基于三维数字化样机精准设计， BOM数据通过3D数据自动采集零部件的数量、F&ID2017/08 家具与室内装饰概念设计（三视图）拆单生产 图(零件图)料单bom打样数控加 工数据总天数传统 工具AutoCAD3DmaxAutoCA DExcel表格人工犀牛 Alohacam17.5天时间1.5天3天1天10天2天TDTD覆盖产品设计全流程AloTD、hacam8天时间2.5天1天0.5天3.5天0.5天数控加工零件图15图16概念设计 拆单生产 料单 数控加（三视图）图(零件图) bom打样 工数据总天数传统 AutoCAD AutoCAExcel犀牛工具3DmaxD表格人工 Alohacam21.5天时间 1.5天3天 1天 12天4天TDTD覆盖产品设计全流程TD、 Alohacam9天图15-16 典型产品案例分析时间 2.5天1天 0.5天4天1天2017/06 家具与室内装饰F&ID部件的精确尺寸，并可以按规则添加毛料，该过程无需人工统计数量及计算部件的成型尺 寸，因此，可以保证数量的100%准确性和开料 尺寸的100%准确性，同时减少了人工统计和计 算的时间，效率提升50%以上。与ERP数据系统的成功对接：TD同数夫 ERP有成功的数据对接应用，TD产生的设计BOM 数据表可以便捷导入数夫ERP，TD通过调用数 夫数据库中的物料名称及编码等信息在设 计过程中可以保证产品名称及物料编码的准 确性。提升设计团队整体能力：建立公司各 类产品的标准设计规范和产品知识库，实现 产品的标准化、模块化。将优秀设计人员的经 验固化在设计系统中，提升设计团队的平均 水平，同时，更方便对新人的培训和数据管控5.3.2 对生产制造部门的好处消除部门间的沟通障碍：3D精确表达， 使制造部门能更清楚地理解产品各零件的信 息，避免与设计部交流上的误解。同时，图纸