“消費者的充分覺醒，他們的消費跟價格沒關系，只是向往更好的生活品質，更好的家庭氛圍。”

自2010年以來，中國家居軟件市場已經開始涌現(xiàn)一批新力量，包括三維家、酷家樂、數聯(lián)中國、打扮家等。近10年來，從某種程度上講，家居設計市場的白熱化競爭，也潛移默化地影響了家居企業(yè)的數字化轉型。

其中，三維家從營銷、設計、生產、交付等前后端切入，為家居企業(yè)提供數字化服務模式。比如依靠云計算、大數據和人工智能等多項核心技術打造家居工業(yè)互聯(lián)網平臺，通過以“3D云設計+3D云制造+數控系統(tǒng)”為核心的SaaS軟件矩陣，使家居從設計到生產達到高效協(xié)同狀態(tài)。

2020年11月24日，中國科學技術大學數學科學學院(以下簡稱中國科大)與三維家宣布共同建立“先進制造聯(lián)合實驗室”，融合雙方的技術優(yōu)勢，提升更復雜、更深層的幾何建模能力和計算能力，以突破家居產業(yè)在設計、制造等領域的發(fā)展瓶頸。

浪費重 生產周期長

“對于80、90后新興消費者們來說，在家居家裝上的消費不愿意東拼西湊，更愿意直接購買完整的家的方案，目前國內在這一塊的發(fā)展實際上還比較緩慢。”三維家CEO蔡志森表示，當前基于消費層面的定制家居，其訂單方式要變?yōu)椴饐紊a。

也就是說，工廠在收到設計圖紙后，需要將其拆分為可生產的各個部件后才能進入到生產環(huán)節(jié)。在這個過程中，如果圖紙不精準或者畫法不規(guī)范，就會造成木材利用率低、人工資源浪費和家具生產周期長的問題。

同時，隨著前端設計變得越來越先進，后端工廠在拆單生產時面臨的問題會更多。設計軟件和工廠制造遵循的標準不統(tǒng)一，會導致在數據測量和產品生產過程中誤差增大，增加家居產品的出錯幾率。

尤其是過去家居行業(yè)內從設計到生產大多采用類似于3DMAX(國外的)這類軟件，畫一張效果圖，然后再用另一款軟件進行排版。排版之后進入到生產環(huán)節(jié)，再用CNC軟件畫一遍。

三維家云設計可一鍵生成樣板間

“從設計到生產要畫三遍圖、翻三次模，這種畫圖模式不僅效率低，而且中間極易出錯，并且市面上大多傳統(tǒng)設計軟件都需要安裝光盤、加密狗，用戶體驗很差。” 三維家高級產品專家曹健介紹，要解決這一問題，關鍵是實現(xiàn)生產信息的精準對接，建立門店到工廠可以協(xié)同的軟件，把前端渲染和后端生產打通，打造產業(yè)鏈解決方案，讓設計圖紙能夠一鍵下單到工廠。

三維家試圖借助3D云設計系統(tǒng)、3D家居云制造系統(tǒng)找到解題方案。

1.3D云設計系統(tǒng)，給每個門店配置一個“超級設計師”。

據了解，三維家從2013年開始做的3D云設計，幾乎實現(xiàn)了“傻瓜式”操作，不用安裝，直接用網頁就可以打開，不僅能夠快速畫圖、報價、下單，還能通過系統(tǒng)自動算法降低原材料損耗率，提高操作效率，相當于給門店配置了一個“超級設計師”。

即使設計師沒有豐富的經驗也可以利用平臺上8100萬真實產品模型、2800萬全國樓盤3D戶型大數據，以及AI技術，實現(xiàn)家居智能布置、智能匹配樣板間、櫥衣柜智能飾品、以圖搜模型、智能補光、智能渲染、全屋報價、施工圖紙等多項功能。

2.3D家居云制造系統(tǒng)，成倍解放生產線上的勞動力。

3D家居云制造系統(tǒng)，則是為了把消費者的需求轉變?yōu)闄C床的加工語言，主要有拆單、排產等功能，目前主要服務板式、實木定制、櫥柜等定制家居生產工廠。

目前，3D家居云制造系統(tǒng)實現(xiàn)了和工廠的連接，工廠一鍵拆單工藝解析，同時，對多訂單混合排產，優(yōu)化板材開料方案，板材利用率提高到95%以上，這個系統(tǒng)成功降低了工廠成本的同時，大大提高了定制家具的價格競爭力。

尤其是一鍵拆單，過去，一個定制家居需要工廠幾百上千人拆單，3D家居云制造系統(tǒng)解放了這些勞動力，讓生產線上的工人成倍減少，極大提高了效率。

三維家的3D云設計和3D云制造，綜合實現(xiàn)了店面設計簡單化、門店下單快捷化、工廠拆單智能化、工廠生產數控化，進一步解決信息孤島，削弱甚至消除了軟件和硬件間的數據鴻溝。

“但目前國內在用的一些建模軟件，其核心算法跟內核還是依賴于國外一些開源的內核，目前工廠跟車間實際上還有大量的手工操作。”曹健介紹，此次三維家與中國科大數學院合作，是想在中國科大所積累的深厚數學應用基礎之上，研發(fā)一款國人自產的內核引擎，更好地服務于家居行業(yè)。

比如，在圖形軟件中要畫一個非常具有創(chuàng)意性的椅子，這個椅子很多彎彎繞繞的曲線，目前用傳統(tǒng)軟件是畫不出來的，這底層需要很好的數學邏輯做支撐。“如果在加工過程中提取不到上面的點線面數據，那么，這個模型就算是廢了。”

精準控制誤差

浪費少 價格低

“中國家居市場規(guī)模高達4.8萬億，原材料至少占1萬億，如果在行業(yè)開料上優(yōu)化算法，讓原材料的利用率再提升3到5個點，就節(jié)省了500個億。”蔡志森表示，此次三維家與中國科大在產品和核心技術研發(fā)上的目標是希望能夠設計更好的幾何內核，讓生產出來的誤差可以精確地進行控制，以減少原材料的浪費。

“與三維家的合作，我們會每年會提出一些研發(fā)任務或課題出來。” 中國科大數學科學學院教授楊周旺介紹，未來五六年內，中國科大和三維家主攻方向有幾個，一個是建模軟件，另一個是先進制造的控制系統(tǒng)及工業(yè)數據智能算法。未來一年里，最要緊的則是建模軟件幾何內核、加工路徑優(yōu)化和自動排料算法這三個課題。

“在中國科大歷史上的校企合作案例中不乏像微軟、英特爾、阿里巴巴、華為等國際巨頭企業(yè)，三維家能夠提出產業(yè)界的數學問題，至少說明這家企業(yè)自身的研發(fā)步伐是很快的。”楊周旺教授介紹，結合三維家自身對數學的深刻理解，三維家還在中國科大進行了校園招聘，希望引入更多優(yōu)秀的數學算法人才，這將有利于降低雙方溝通的成本，縮短二者的磨合期。

“實際上，前期做一個產品出來并不難，難的是這個產品在市場上的適應性。”曹健表示，產品適應性的磨合主要由三維家來做，三維家解決不了的問題，最終抽象到底層的算法問題，就由“先進聯(lián)合制造實驗室”合力解決。

希望兩年內能夠實現(xiàn)用三維家的內核軟件進行異形門板生產或3D打印，“目前，三維家可以3D打印鏤空的結構化模組，這方面的技術也是跟中國科大合作的。”

三維家與中國科大的合作，B端客戶和C端用戶最直觀的感受是其他行業(yè)也能像全屋定制家居一樣享受更高的工業(yè)文明。比如在板材利用率上，一塊實木怎么切，切完之后怎么做實木家具，這不單是一個算法問題，而是跟工藝、設計、設備都有關的綜合性問題。

三維家云設計全屋智能鋪磚功能

“過去，中國在柔性化定制的機床模板不一定占據優(yōu)勢，但C2M的機床、柔性化機床可能會有更強大的優(yōu)勢，這其中需要做數學幾何算法。”蔡志森介紹，三維家與中國科大的合作，能夠讓客戶使用軟件的成本降低，而且還能夠給產業(yè)帶來更直接的經濟教育和思維教育影響。

打通產業(yè)鏈閉環(huán) 才能不做瞎子

“今天，家居數字化路徑已經非常清晰。”蔡志森介紹，目前已幫助家居產業(yè)在營銷端已經實現(xiàn)了數字化，打通了線上線下一體化，接下來，在安裝、交付上也在進一步推進數字化閉環(huán)，實現(xiàn)全鏈路數字化。

而要實現(xiàn)全鏈路數字化的難點在于客戶需要的是針對閉環(huán)的整體解決方案，目前很多企業(yè)用的還是東拼西湊的軟件，并且企業(yè)內部沒有專業(yè)的研發(fā)團隊，因此，在使用專業(yè)軟件上還有一定的門檻。

“一個工廠一年如果只能賺1000萬，肯定不愿意花100萬買軟件，并且他們也不需要解決那么復雜的問題，直接依靠平臺提高他們現(xiàn)在的效率就夠了。”蔡志森介紹，行業(yè)當前的問題不只是解決畫圖、下單、機床或營銷環(huán)節(jié)的某個單點問題，更要要形成閉環(huán)，沒有閉環(huán)效率就無法整體提高。

打通閉環(huán)，接下來通過BI、AI或者AI輔助BI的方式對于整個鏈路進行迭代，真正做到數據驅動。蔡志森說：“以前整個產業(yè)鏈都是瞎子，打通閉環(huán)后就不是瞎子了。”

另一個難題是，目前國內家居行業(yè)的建模軟件領域相對薄弱，因為幾何引擎(也叫幾何內核)都是“拿來主義”，把別人的軟件拿過來做二次開發(fā)。“如果別人要卡脖子，我們連格式都讀不出來。”楊周旺介紹，三維家也有自己的內核，此次與中國科大合作，是希望把內核做得更好，提升軟件在國際上的競爭力。

另外，楊周旺還表示，為什么家居行業(yè)的數字化程度不高，原因就在于家居行業(yè)缺乏從設計到制造的一體化。“這個產業(yè)需要像三維家這樣的企業(yè)去推動，并且它已經打下了相當好的基礎，中國科大的加入能夠提供算法上的支持，起到助力作用。”

關鍵詞： 三維家