Thinks整木定制家具一体化设计解决方案研究

■陈 哲 Chen Zhe

(华南农业大学，广东广州 510642）

在国家提出制造产业由“中国制造”向“中国智造”升级转型的背景下，以技术密集型为特征的定制家具企业走在了整个行业的前列。随着整木定制家具企业的快速发展，企业对于家具设计的一体化解决方案提出了强烈要求，ThinkDesign家具三维设计软件针对整木定制家具设计的独特要求，针对性的提出了一体化设计解决方案。ThinkDesign家具三维设计软件能基于统一的数据平台，实现家具的造型设计、结构设计、工程图、BOM输出、无缝集成ERP/PLM系统、无缝对接数控加工设备，是目前最适合国内外家具企业的研发平台

1.产品设计及优化

Thinks提供的ThinkDesign家具三维设计软件能基于统一的数据平台，实现家具的造型设计、结构设计、工程图、BOM输出、无缝集成ERP/PLM系统、无缝对接数控加工设备，是目前最适合国内外家具企业的研发平台（图1）。

ThinkDesign在家具造型和概念设计方面，除了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，可以帮助家具企业从一张草图开始，顺利完成产品的造型设计。同时帮助家具企业整合各类产品研发数据，可以独立完成各类固装、活动家具的研发设计。

图1 产品设计及优化

图2 GSM家具造型设计

图3 GSM家具雕花数据修改

图4 GSM同类家具产品快速衍生设计

图5 Subdivision细分建模技术

图6 工艺美学和工程设计完美结合

1.1 Styling 家具概念设计

ThinkDesign提出了一种全新的设计理念：“目标驱导设计“（T arget Driven Design简称TDD），设计者可以通过点、曲线或者反射线等“目标”，得到他们想要的设计意图。基于GSM技术的目标驱导设计，让设计者专注于产品的形状，解放他们的创造力。目标驱导设计可快速将设计意图精确地转换为模型。

1.1.1 GSM全局形状建模技术

（1）GSM家具造型设计

GSM技术为工程师提供了一种简单易用、极具创新的高级建模方式。这项革新技术可以随时进行局部或全部的应用，解除了传统建模软件的限制。GSM强大的实体建模和自由灵活的曲面模型功能，给设计带来无限的创新能力，无论是原生的格式还是导入的格式，都可以对其进行快速而精确的修改，并保持模型与目标曲线的完美关联（图2）。

（2）GSM家具雕花数据修改

ThinkDesign能直接导入STL/PT等点云文件，快速对雕花进行编辑装配、全局变形，应用到不同产品上（图3）。

（3）GSM同类家具产品快速衍生设计（图4）

i.同风格产品的快速系列化衍生设计；

ii.同风格产品的零部件快速变形设计。

图8 特殊造型设计

图9 基于实物逆向设计拆单

1.1.2 Subdivision细分建模技术

Subdivision（细分建模）是一种新型的建模技术，它综合了NURBS曲面和多边形建模的技术和优势。用户可以像拈橡皮泥一样，通过控制节点，快速的完成复杂曲面的设计，且数据可直接用于数控加工（图5）。

1.1.3 工艺美学和工程设计完美结合

ThinkDesign可直接与手绘板连接，设计师可以把关注重点放在创意设计上，而不是数据建模。让设计实现“所想即所得”，将工艺美学和工程设计完美结合（图6）。

1.1.4 真正的2D转3D

ThinkDesign可以直接导入2D工程图，采用人机交互的方式，真正实现2D转3D。原始的2D工程图的图层、线型、颜色等所有属性均能带入到ThinkDesign中，并能如同原生文件一样进行编辑、重用。方便继承几页沉淀的二维历史数据，快速帮助企业2D到3D设计平台转化（图7）。

1.1.5 特殊造型设计

ThinkDesign是目前唯一支持家具热压弯板设计的软件。以往家具企业需要通过多次人工放样，完成热压弯板的设计和制作；而现在通过应用ThinkDesign的曲面展开功能，用户简单操作便可设计出复杂产品的精确3D模型，完成热压弯板的设计和制作（图8）。

1.1.6 基于实物逆向设计拆单

通过ThinkDesign家具设计平台，可快速将新产品实物转换为1:1实物拆单数据，为新产品量产提供准确的生成数据（图9）。

1.2 Engineering 家具结构设计

1.2.1 MDD制造驱导设计（智能对象库）

ThinkDesign第一个针对家具行业提出虚拟刀具的概念同时引入了新的设计理念——用制造的方法做设计，简称MDD（Manufacture Drive Design），在设计阶段不仅能做局部造型设计，还能预测出加工过程中会出现的问题。ThinkDesign目前拥有可自定义扩展的家具专用刀具库，现有家具专用刀具超10,000把；五金件库，主流供应商标准五金件；榫卯库，国标各种榫卯结构40多组（图10）。

1.2.2 智能的拼料设计

根据不同的产品，在库中选择对应的拼料结构，自动完成各种拼料结构设计拆单，每个企业可以个性化定义工艺标准，让结构设计更加简单、智能（图11）。

1.2.3 装配设计

ThinkDesign支持自上而下以及自下而上两种设计方式；简化表示可以快速加载或浏览模式，并保留装配关系。

1.2.4 参数化设计

使用ThinkDesign的“数据表”功能，设定组件各个零件的参数关系，以及零件之间的装配关系，然后通过修改指定参数，从而修改整个组件设计，实现快速衍生设计。

图10 MDD制造驱导设计（智能对象库）

图11 智能的拼料设计

图12 工程图

图13 系统

图14 制造

图15 酒柜

图16 楼梯

图17 护墙板

图18 门爆炸图

图19 不锈钢橱柜

1.2.5 干涉检查

ThinkDesign让设计师在3D设计过程中就能发现零件之间是否有装配干涉现象，避免后续打样装配问题。

1.2.6 动画演示

ThinkDesign能做装配动画，结构动画模拟，能生动清晰的展现出结构设计的美妙。

1.3 Drawing 自动批量生成工程图

三维设计完成后，ThinkDesgn能快速生成产品大样图、部件图、开料图、拼料图、安装示意图，且图纸数据与3D数据相关联，3D数据变更，图纸自动更新，并可直接保存成DWG格式文件（图12）。

1.4 BOM 家具专用BOM系统

家具设计专用定制BOM系统，可自动获取零件尺寸、名称、编码、油漆面积、原材料体积、价格、材料、利用率等数据。同时也可生成企业定制的表头Excel文件，为企业提供一套完整的拆单BOM表系统。BOM制作效率提升2倍以上，100%准确对应设计数据（图13）。

1.5 Manufacture 制造

设计平台直接对接生产设备。在ThinkDesign家具设计平台中的数据，可直接对接各式主流2-5轴CNC机床，帮助企业真正打通设计与制造关键节点，提供了家具智能制造的软件平台（图14）。

2 整木定制标准库

Thinks家具三维设计平台拥有模块化的柜类三维部件库，满足不同客户对衣柜、酒柜的空间和功能个性需求，帮助企业建立大规模个性化定制设计平台，提升企业市场竞争力（图15-19）。

数据库包括衣柜、酒柜部件标准数据库；护墙板、木门以及楼梯标准数据库；不锈钢橱柜标准数据库；活动家具标准数据库

标准化的结构设计数据库（图20），独特的GSM工具，快速完成从古典欧式到简欧风格的各类活动家具的设计，强大的研发平台，提升企业新品研发能力。

3 快速设计 快速拆单 快速报价 快速图纸深化

3.1 快速设计

ThinkDesign庞大的标准数据库，可以快速实现标准产品的模块化设计与快速选配选型，提高产品与关键设计模块的重用水平，减少工程师无价值的重复设计行为，直观且快速（图21）。

3.2 快速拆单

ThinkDesign可支持用户将销售订单一键拆解成加工订单，化整为零，多个工种可以根据加工尺寸同时并行作业，大大节省了加工等待时间，提高了工序间的兼容性（图22）。

图20 活动家具标准库

图22 智能的拼料设计

图23 快速报价

3.3 快速报价

ThinkDeisign通过系统内的数据库，结合订单涉及的部件，一键便可以报价，后续改动也无需再做计算，同时也能给客户更直观的产品与价格之间的变化，准确无误（图23）。

3.4 快速图纸深化

图24 快速图纸深化

ThinkDesign完成3D数据后，可自动生成三视图，并可根据要求细化图纸，快速的完成局部结构的图纸细化，例如木门按照客户需求配置标准款式套用，组块更换，窗套类更换线型（图24）。

4 结语

随着整木定制家具产业的快速发展，定制家具企业成为了整个家具行业开启“工业4.0”时代的领导者，在这个过程中，优秀的一体化家具设计软件在整个行业的发展中必将发挥重要的作用，带动整个行业的快速进步。ThinkDesign家具三维设计软件凭借独特的技术优势和合理的一体化解决方案必将成为带动家具企业技术进步的首选合作伙伴。

（责任编辑：北 方）

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[1]熊先青,魏亚娜,方露,吴智慧,王雨薇.大规模定制家具快速响应机制及关键技术的研究[J].林产工业.2016,(01):47-52.

[2]吴智慧.中国家具工业发展的现状与展望[J].南京林业大学学报(自然科学版).2002,(05):87-92.

[3]家具设计专业多维实践教学体系的探索[J].陈哲.家具与室内装饰.2011,(4):32-33.