家具行业云平台应用场景与服务模式研究

摘 要：为探索家具行业云平台的实践模式，本文采用演绎法与案例分析法，基于家具行业云平台的概念模型，探究其主要应用场景与服务模式。研究表明：家具行业云平台可广泛应用于家具研发设计优化、生产执行优化、企业管理决策优化、资源配置优化四类应用场景，带动个性化定制、协同化创新、分布式生产结合的服务模式，促进家具产业链的上下游企业的供应链协同，实现以用户为中心的互联网化、协同化、个性化、柔性化、社会化服务。

关键词：工业互联网 ；家具行业 ；云平台 ；应用场景 ；服务模式

在工业化与信息化融合的新经济阶段，应用场景已成为家具创新服务的孵化平台，促进企业生产方式变革的实验空间，支撑家具产业转型升级的生态载体。然而，在以往的工业互联网研究中，普遍注重平台架构和前沿技术研究，较少针对具体应用场景，探索场景定义和服务模式。随着工业互联网技术的日渐成熟，行业云平台的普及应用，亟需将工业互联网技术与家具行业结合，构建适合家具行业发展现状与需求的应用场景，打造面向用户的全新服务模式。

1 应用场景

1.1 概念定义

应用场景的概念来自于电影，指在特定时间和空间内发生的行动，在人物关系构成的具体画面中，通过人物行动来表现剧情的特定过程。应用场景的概念可描述为表1所述。

1.2 工业互联网应用场景

工业互联网经历了由理论驱动、技术驱动到场景驱动的发展阶段。在《工业互联网产业联盟的白皮书》中，明确将工业互联网的应用场景概括为生产过程优化、管理决策优化、资源配置优化和全生命周期管理优化，并对各应用场景的细分领域、应用价值行了规范定义，为工业互联网和家具行业结合，探索平台应用场景与服务模式奠定了基础（表2）。

1.3 家具行业云平台应用场景

为解决家具行业集成度低、企业规模较小、研发和创新能力弱、生产管理粗放、产业供应链与社会化协作能力不足等共性关键问题，本文以《工业互联网产业联盟的白皮书》描述的应用场景为蓝本，结合家具行业特色与国内外应用案例，探究家具行业云平台应用场景、实践途径和应用价值。家具行业与生活紧密联系，需要设计高度契合于用户生活方式、行为需求和审美情趣的产品。因此，论文在工业互联网应用场景的基础上，补充了家具研发设计场景，并将产品全生命周期管理优化纳入生产执行优化场景。在此基础上，将家具行业云平台的应用场景概括为：研发设计优化、生产执行优化、企业管理决策优化、资源匹配优化四类，支持家具企业开展设备、制造单元/生产线/工厂管理、企业、区域多层次的数字化、智能化管理。家具行业云平台以数据为核心，通过广泛接入家具行业设备、工艺、流程等数据，对数据进行不同深度的分析，实现数据描述、诊断、预测、洞察，支持以数据驱动的共创协同设计、生产精益管理、企业科学决策、产业联动发展（图1）。

家具行业云基于工业互联网平台架构，在Sass层提供丰富的家具行业的工业机理模型、工业APP应用集，支持家具企业各类数据的接入、分析、挖掘、可视化呈现和应用，实现数据驱动的智能化、精益化管理，达到供方管理与电子商务系统集成应用，跨单位跨地域协同创新（图2）。

1.3.1 研发设计优化

家具行业云平台针对家具企业面临的设计资源不足、市场同质化竞争、产品附加价值较低的挑战，通过汇聚设计师与设计机构资源，优化设计流程，提供云端研发设计软件，支持跨地域、跨企业协同设计、云端仿真设计、供应链协同研发、众包众创设计。基于家具行业云平台，将家具设计过程中的用户数据、设计草图、方案图封装为可复用的知识，为设计师提供丰富、可灵活调用的创意素材，为家具企业提供设计服务与创意作品。采用云计算、人工智能技术，支持海量设计业务的高并发，实现模糊设计需求的快速检索与智能推送，达到设计需求与设计能力的精准匹配，商机高效撮合。

家具行业云平台整合第三方服务商，在SaaS层提供丰富的数字建模软件，集成基于模型定义技术的云端设计协同、基于虚拟仿真的协同研发、基于产品数字化双胞胎的创新设计APP，支持云端虚拟仿真设计。集成云CAD/CAE/CPDM/VR演示等APP，支撑多单位、多专业参与的网络化协同设计、供应链协同研发。集成云导师、云课程、云大赛等产品服务，支持众包众创设计。采用家具行业云平台提供的APP优化设计研发，提升家具企业的设计服务能力与管理效率。

家具行业云平台在SaaS层建设模型库、知识库，提供面向家具行业的丰富机理模型，为家具企业提供可灵活复用的知识。通过建设家具零部件三维模型、家具产品仿真模型、家具结构设计优化模型等工业机理模型，为家具新产品开发提供基础素材。通过汇集家具行业专利、论文等知识资源，促进家具行业科技创新成果的设计转化，提升设计方案的市场转化效率和质量。

1.3.2 生产执行优化

家具行业云平台服务于工业现场的生产过程优化，应用于家具制造工艺、生产流程、质量管理、设备维护、能耗管理等细分领域。平台连接家具制造联合拼板、成型加工、喷漆涂饰、分拣装配等数控加工设备，采集和汇聚家具制造过程中的设备运行数据、工艺参数、质量检测数据、物料配送数据，基于大数据分析技术，支持家具制造工艺、生产流程、质量管理、设备维护、能耗管理优化。

用户可借助家具行业云平台，使用平台集成的各类生产执行优化APP（如设备监控、设备运营、边缘制造等），采用工业机理模型（如家具定制流程逻辑模型、家具生产刀具工艺模型、家具制造关键参数模型），支持家具工业知识的复用。通过工业应用、工业机理模型在家具生产现场的应用，提升制造过程的信息共享与管理控制能力，减少生产过程中的耗费人力消耗，降低产品材料、生产、售后与经营成本。

例如：传统的家具表面喷涂工艺依赖人工经验，复杂造型边缘喷涂不易控制。采用核密度估计的喷枪沉积模型，对涂料离开喷枪后，在目标表面沉积成膜的过程进行建模和分析。在喷涂机器人离线轨迹规划中，依据喷涂液滴大小、速度、角度、表面粗糙度等参数，基于喷枪沉积建模进行离线编程，得出喷涂机器人优化工艺方案，精准控制喷涂质量，提升喷涂效率，减少对喷涂人工经验的依赖（图3）。

在传统家具生产模式下，家具下料设计不合理常造成木料浪费，提升企业的生产制造成本。家具行业云平台提供下料优化逻辑模型，支持家具生产下料工序，依据板材的长度、宽度、零部件尺寸、切割模式等参数，通过单纯形法和列生成算法，得出最佳的下料解决方案，提高家具原材料利用率（图4）。

家具制造设备的故障、停机构成工业现场生产过程的隐患，不仅会影响生产效率，还对安全生产、人员健康构成挑战。家具行业云平台调用设备预测性维护模型，基于已获取的设备监测数据，结合专业设计知识和经验，建立设备故障预测信息物元，对设备故障状态进行及时监控和快速预测，实现设备预测性维护。

1.3.3 管理决策优化

家具行业云平台支持家具企业打通生产现场数据、企业管理和供应链数据。平台集成数据驱动的智慧企业类应用软件，支撑企业实现供应链管理、生产管控和决策管理，提升企业决策效率，实现精准透明管理。例如，采用供应链管理优化应用APP，帮助家具企业实现零库存管理，降低企业库存管理成本。培育生态应用类APPs集，支撑生态企业开展虚拟组织管理、全球化经营管理、自适应优化管理、基于大数据的投资分析和评估评估管理。集成PLM、CRP等应用APP，支撑家具企业开展价值链协同经营、多项目协同、精细化质量管理、精准市场营销、智造企业综合认证等管理。

家具行业云平台提供管理决策优化模型，集成家具供应链管理逻辑模型、企业客户关系管理逻辑模型、企业决策管理优化模型等工业机理模型，支持基于大数据分析的企业智能决策，提升决策管理效率和服务质量。例如，采用供应链管理模型，有效降低库存成本，提高产品准时交货率。应用生产管控逻辑模型，支持企业管理和生产现场的协同优化，实现基于经营绩效分析的智能化管理。提供数据驱动的决策分析模型，实现销售市场、客户评价、企业内部运营情况的实时分析，有效支撑家具企业管理者的科学决策。

1.3.4 资源配置优化

家具行业云平台汇聚家具产业链中上下游资源，集成物流、金融等社会化服务，支持跨地域、跨领域、跨企业的资源优化配置，实现云端协同制造、高效供需对接、个性化定制和产融结合发展。通过资源集成与优化配置，缩减家具设计生产周期，提升资源利用效率。平台以协同供应链、协同研发、协同生产、协同售后为核心支撑，解决家具企业的原辅材料采购、设备采购、批量生产过程中的融资、物流配送、售后服务问题，提升社会化服务管理效率与服务质量。

家具行业云平台汇聚各类协作配套APP，调用采购预测、供方优选、供方评价等工业机理模型，支持设计、制造、供应、服务等环节的并行组织和协同优化。提供协作配套、供方管理APP，支持跨地域、跨企业的协作关系扩展。例如应用场景，研发供应定位模型，依据采购家具产品的支出金额、影响力、风险系数和机会程度，对供方信息进行综合分析，指导采购与供应产品的需求确定、供应商评价、获取与选择报价、谈判以及合同签署，提高家具供需对接服务效率。提供协作配套应用，支持制造能力的按需分配和灵活调度，充分释放家具企业产能。应用个性化定制APP，整合制造、设计资源与用户需求，提升家具产品的个性化定制的生产效率和产品质量。整合金融服务资源，为家具企业提供设备租赁、在线支付、股权投资等金融服务。集成第三方物流服务资源，为家具企业提供便捷的物流配送服务。家具行业云平台通过提供资源配置优化类APP和工业机理模型，可大幅缩短设计生产的响应周期，提升制造资源的匹配能力，提高家具产业的供应链协同与社会化协同能力。

2 服务模式

家具行业云平台基于研发设计优化、生产执行优化、管理决策优化和资源配置优化四类典型的应用场景，形成覆盖家具制造全生命周期的“家具+互联网”创新服务能力，支持一站式的家具产品个性化定制、多方参与的网络化协同设计、跨地域的分布式生产。

2.1 个性化定制

围绕家具产品的个性化定制需求，配置材料供应商、设计服务机构、生产制造商等家具产业链上下游资源，优化家具定制流程，调用协作配套应用、供方优选模型，实现家具定制需求的快速发布、高效响应与精益管理。用户借助家具行业云平台，应用协同设计、虚拟仿真等软件，高度参与定制设计过程，与设计师共同完成方案设计，并将订单上传至云平台。平台在接收订单后，采用大数据、云计算、人工智能等技术，对定制家具的风格、功能、价格、地域等信息进行综合分析，将订单智能匹配给适合的家具企业生产（图5）。

家具企业获取订单后，对设计方案进行自动分拆、智能排产和智能工件识别。采用供需对接服务，开展木材等原辅材料采购、标准五金件外协外购业务。应用家具行业平台提供的CRP/CMES等软件，进行智能化排产；采用FRID无线射频技术，开展家具部件的编码管理与智能化生产。基于云平台模型库，对标准化零部件、工艺流程进行灵活调用，实现对定制化订单的快速响应，自动化设备的流水作业、标准化、模块化的大批量生产。通过使用工业软件、控制系统，建设智能单元和智能产线，实现非标准件柔性化生产，提升个性化定制的生产执行效率。平台支持线上与线下结合的O2O服务模式，线上支持用户发布定制需求，参与设计过程，实现订单的智能匹配。线下支持定制家具的安装测试，用户与设计师的沟通协调，支撑订，完成生产现场的智能排产与混流加工。通过线上与线下结合，可大幅提高定制家具的生产响应速度，提升家具定制的生产执行效率与产品质量。

2.2 协同化创新

家具工业互联网平台改变以往由设计主导的设计模式，创建用户、家具企业、设计师、工程师多方共同参与、协同创新的服务模式，开发与用户生活方式、行为特征、审美特质高度契合的家具产品。用户可通过家具行业云平台，自由发布设计需求，由平台运营人员进行审核通过后，将需求发布在设计开发者社区中。设计师针对用户提出的设计需求，进行专业的方案设计和建模渲染，并将设计图发布在平台上，由社区进行评价。家具企业从结构、工艺、生产流程的角度，参与设计方案评价，并由用户进行设计方案的选择。在此基础商，设计师对用户选定的方案开展工艺、结构、装饰图案的细化设计，形成较为完善的设计方案。用户采用服务商提供的VR演示软件，并将作品以VR场景演示的形式，发布在云平台上，供用户和商家评选。同时，优秀的设计方案可通过3D打印等服务商，进行模型制作服务，供大量用户选择，开展家具产品的众包生产。产品批量生产后，可基于家具行业云平台的产品中心进行销售。家具企业可购买家具设计版权，促进多方参与的协同创新服务（图6）。

2.3 分布式生产

家具行业云平台围绕家具制造产区、特色家具产区，建设区域级、细分行业级云平台，支持对用户订单的分布式生产，提升家具智能制造的响应效率和数据监控能力。区域家具云平台汇聚该家具产业园区内的设备、产品、服务资源，构成家具行业云平台的基础单元，通过统一的数据接口，实现和广阔家具行业生态的互联互通。家具行业云平台构成整个分布式生产系统的载体，培育跨生产区、跨家具企业的互联网生态。通过各子平台的数据资源共享，形成覆盖东北、中部、长江三角洲、环渤海地区、西部地区、珠江三角洲六大家具产区的分布式生产服务能力，促进平台间的客户共享、价值共享，促进跨区域、跨领域协同创新（图7）。

分布式生产系统将家具生产的制造设备、关键服务能力安排在资源和需求点附近，降低家具企业储运、安装、配送成本。每个区域型的子平台能够独立运作和自我调整，同时也和跨区域的家具行业云平台建立联系。采用基于云平台的分布式生产模式，可将传统由大型企业提供的家具制造服务，更迭为由形形色色小型系统以集成的方式提供[12-13]。每一个小型系统根据区域家具产业所在地的产业地点和基于量身定制，形成实木家具、板式家具、金属家具、智能家具、办公家具、软体家具、金属家具等多元化的智慧微云系统，同时具备在更大范围内进行资源对接的能力（图7）。

3 结语

家具行业云平台集成丰富的工业APP、工业机理模型，提供数据的描述、诊断、预测与洞察，支持从设备/工艺/产品到管理/流程、产业/资源的全方位服务，应用于家具研发设计优化、生产执行优化、企业管理优化、资源匹配优化四类典型的应用场景。家具行业云平台以用户需求为导向，构建高效配置、集成优化的产业生态，打造个性化定制、协同化创新、分布式生产相结合的新服务模式，重塑行业边界与产业结构，促进家具行业向价值链高端跃升。

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