Thinks整木定制家具一體化設計解決方案研究

■陳 哲 Chen Zhe

(華南農業大學，廣東廣州 510642）

在國家提出制造產業由“中國制造”向“中國智造”升級轉型的背景下，以技術密集型為特征的定制家具企業走在了整個行業的前列。隨著整木定制家具企業的快速發展，企業對于家具設計的一體化解決方案提出了強烈要求，ThinkDesign家具三維設計軟件針對整木定制家具設計的獨特要求，針對性的提出了一體化設計解決方案。ThinkDesign家具三維設計軟件能基于統一的數據平臺，實現家具的造型設計、結構設計、工程圖、BOM輸出、無縫集成ERP/PLM系統、無縫對接數控加工設備，是目前最適合國內外家具企業的研發平臺

1.產品設計及優化

Thinks提供的ThinkDesign家具三維設計軟件能基于統一的數據平臺，實現家具的造型設計、結構設計、工程圖、BOM輸出、無縫集成ERP/PLM系統、無縫對接數控加工設備，是目前最適合國內外家具企業的研發平臺（圖1）。

ThinkDesign在家具造型和概念設計方面，除了傳統的創建及編輯功能，它還提供了一整套的創新設計手段，可以幫助家具企業從一張草圖開始，順利完成產品的造型設計。同時幫助家具企業整合各類產品研發數據，可以獨立完成各類固裝、活動家具的研發設計。

圖1 產品設計及優化

圖2 GSM家具造型設計

圖3 GSM家具雕花數據修改

圖4 GSM同類家具產品快速衍生設計

圖5 Subdivision細分建模技術

圖6 工藝美學和工程設計完美結合

1.1 Styling 家具概念設計

ThinkDesign提出了一種全新的設計理念：“目標驅導設計“（T arget Driven Design簡稱TDD），設計者可以通過點、曲線或者反射線等“目標”，得到他們想要的設計意圖。基于GSM技術的目標驅導設計，讓設計者專注于產品的形狀，解放他們的創造力。目標驅導設計可快速將設計意圖精確地轉換為模型。

1.1.1 GSM全局形狀建模技術

（1）GSM家具造型設計

GSM技術為工程師提供了一種簡單易用、極具創新的高級建模方式。這項革新技術可以隨時進行局部或全部的應用，解除了傳統建模軟件的限制。GSM強大的實體建模和自由靈活的曲面模型功能，給設計帶來無限的創新能力，無論是原生的格式還是導入的格式，都可以對其進行快速而精確的修改，并保持模型與目標曲線的完美關聯（圖2）。

（2）GSM家具雕花數據修改

ThinkDesign能直接導入STL/PT等點云文件，快速對雕花進行編輯裝配、全局變形，應用到不同產品上（圖3）。

（3）GSM同類家具產品快速衍生設計（圖4）

i.同風格產品的快速系列化衍生設計；

ii.同風格產品的零部件快速變形設計。

圖8 特殊造型設計

圖9 基于實物逆向設計拆單

1.1.2 Subdivision細分建模技術

Subdivision（細分建模）是一種新型的建模技術，它綜合了NURBS曲面和多邊形建模的技術和優勢。用戶可以像拈橡皮泥一樣，通過控制節點，快速的完成復雜曲面的設計，且數據可直接用于數控加工（圖5）。

1.1.3 工藝美學和工程設計完美結合

ThinkDesign可直接與手繪板連接，設計師可以把關注重點放在創意設計上，而不是數據建模。讓設計實現“所想即所得”，將工藝美學和工程設計完美結合（圖6）。

1.1.4 真正的2D轉3D

ThinkDesign可以直接導入2D工程圖，采用人機交互的方式，真正實現2D轉3D。原始的2D工程圖的圖層、線型、顏色等所有屬性均能帶入到ThinkDesign中，并能如同原生文件一樣進行編輯、重用。方便繼承幾頁沉淀的二維歷史數據，快速幫助企業2D到3D設計平臺轉化（圖7）。

1.1.5 特殊造型設計

ThinkDesign是目前唯一支持家具熱壓彎板設計的軟件。以往家具企業需要通過多次人工放樣，完成熱壓彎板的設計和制作；而現在通過應用ThinkDesign的曲面展開功能，用戶簡單操作便可設計出復雜產品的精確3D模型，完成熱壓彎板的設計和制作（圖8）。

1.1.6 基于實物逆向設計拆單

通過ThinkDesign家具設計平臺，可快速將新產品實物轉換為1:1實物拆單數據，為新產品量產提供準確的生成數據（圖9）。

1.2 Engineering 家具結構設計

1.2.1 MDD制造驅導設計（智能對象庫）

ThinkDesign第一個針對家具行業提出虛擬刀具的概念同時引入了新的設計理念——用制造的方法做設計，簡稱MDD（Manufacture Drive Design），在設計階段不僅能做局部造型設計，還能預測出加工過程中會出現的問題。ThinkDesign目前擁有可自定義擴展的家具專用刀具庫，現有家具專用刀具超10,000把；五金件庫，主流供應商標準五金件；榫卯庫，國標各種榫卯結構40多組（圖10）。

1.2.2 智能的拼料設計

根據不同的產品，在庫中選擇對應的拼料結構，自動完成各種拼料結構設計拆單，每個企業可以個性化定義工藝標準，讓結構設計更加簡單、智能（圖11）。

1.2.3 裝配設計

ThinkDesign支持自上而下以及自下而上兩種設計方式；簡化表示可以快速加載或瀏覽模式，并保留裝配關系。

1.2.4 參數化設計

使用ThinkDesign的“數據表”功能，設定組件各個零件的參數關系，以及零件之間的裝配關系，然后通過修改指定參數，從而修改整個組件設計，實現快速衍生設計。

圖10 MDD制造驅導設計（智能對象庫）

圖11 智能的拼料設計

圖12 工程圖

圖13 系統

圖14 制造

圖15 酒柜

圖16 樓梯

圖17 護墻板

圖18 門爆炸圖

圖19 不銹鋼櫥柜

1.2.5 干涉檢查

ThinkDesign讓設計師在3D設計過程中就能發現零件之間是否有裝配干涉現象，避免后續打樣裝配問題。

1.2.6 動畫演示

ThinkDesign能做裝配動畫，結構動畫模擬，能生動清晰的展現出結構設計的美妙。

1.3 Drawing 自動批量生成工程圖

三維設計完成后，ThinkDesgn能快速生成產品大樣圖、部件圖、開料圖、拼料圖、安裝示意圖，且圖紙數據與3D數據相關聯，3D數據變更，圖紙自動更新，并可直接保存成DWG格式文件（圖12）。

1.4 BOM 家具專用BOM系統

家具設計專用定制BOM系統，可自動獲取零件尺寸、名稱、編碼、油漆面積、原材料體積、價格、材料、利用率等數據。同時也可生成企業定制的表頭Excel文件，為企業提供一套完整的拆單BOM表系統。BOM制作效率提升2倍以上，100%準確對應設計數據（圖13）。

1.5 Manufacture 制造

設計平臺直接對接生產設備。在ThinkDesign家具設計平臺中的數據，可直接對接各式主流2-5軸CNC機床，幫助企業真正打通設計與制造關鍵節點，提供了家具智能制造的軟件平臺（圖14）。

2 整木定制標準庫

Thinks家具三維設計平臺擁有模塊化的柜類三維部件庫，滿足不同客戶對衣柜、酒柜的空間和功能個性需求，幫助企業建立大規模個性化定制設計平臺，提升企業市場競爭力（圖15-19）。

數據庫包括衣柜、酒柜部件標準數據庫；護墻板、木門以及樓梯標準數據庫；不銹鋼櫥柜標準數據庫；活動家具標準數據庫

標準化的結構設計數據庫（圖20），獨特的GSM工具，快速完成從古典歐式到簡歐風格的各類活動家具的設計，強大的研發平臺，提升企業新品研發能力。

3 快速設計 快速拆單 快速報價 快速圖紙深化

3.1 快速設計

ThinkDesign龐大的標準數據庫，可以快速實現標準產品的模塊化設計與快速選配選型，提高產品與關鍵設計模塊的重用水平，減少工程師無價值的重復設計行為，直觀且快速（圖21）。

3.2 快速拆單

ThinkDesign可支持用戶將銷售訂單一鍵拆解成加工訂單，化整為零，多個工種可以根據加工尺寸同時并行作業，大大節省了加工等待時間，提高了工序間的兼容性（圖22）。

圖20 活動家具標準庫

圖22 智能的拼料設計

圖23 快速報價

3.3 快速報價

ThinkDeisign通過系統內的數據庫，結合訂單涉及的部件，一鍵便可以報價，后續改動也無需再做計算，同時也能給客戶更直觀的產品與價格之間的變化，準確無誤（圖23）。

3.4 快速圖紙深化

圖24 快速圖紙深化

ThinkDesign完成3D數據后，可自動生成三視圖，并可根據要求細化圖紙，快速的完成局部結構的圖紙細化，例如木門按照客戶需求配置標準款式套用，組塊更換，窗套類更換線型（圖24）。

4 結語

隨著整木定制家具產業的快速發展，定制家具企業成為了整個家具行業開啟“工業4.0”時代的領導者，在這個過程中，優秀的一體化家具設計軟件在整個行業的發展中必將發揮重要的作用，帶動整個行業的快速進步。ThinkDesign家具三維設計軟件憑借獨特的技術優勢和合理的一體化解決方案必將成為帶動家具企業技術進步的首選合作伙伴。

（責任編輯：北 方）

：

[1]熊先青,魏亞娜,方露,吳智慧,王雨薇.大規模定制家具快速響應機制及關鍵技術的研究[J].林產工業.2016,(01):47-52.

[2]吳智慧.中國家具工業發展的現狀與展望[J].南京林業大學學報(自然科學版).2002,(05):87-92.

[3]家具設計專業多維實踐教學體系的探索[J].陳哲.家具與室內裝飾.2011,(4):32-33.