“消费者的充分觉醒，他们的消费跟价格没关系，只是向往更好的生活品质，更好的家庭氛围。”

自2010年以来，中国家居软件市场已经开始涌现一批新力量，包括三维家、酷家乐、数联中国、打扮家等。近10年来，从某种程度上讲，家居设计市场的白热化竞争，也潜移默化地影响了家居企业的数字化转型。

其中，三维家从营销、设计、生产、交付等前后端切入，为家居企业提供数字化服务模式。比如依靠云计算、大数据和人工智能等多项核心技术打造家居工业互联网平台，通过以“3D云设计+3D云制造+数控系统”为核心的SaaS软件矩阵，使家居从设计到生产达到高效协同状态。

2020年11月24日，中国科学技术大学数学科学学院(以下简称中国科大)与三维家宣布共同建立“先进制造联合实验室”，融合双方的技术优势，提升更复杂、更深层的几何建模能力和计算能力，以突破家居产业在设计、制造等领域的发展瓶颈。

浪费重 生产周期长

“对于80、90后新兴消费者们来说，在家居家装上的消费不愿意东拼西凑，更愿意直接购买完整的家的方案，目前国内在这一块的发展实际上还比较缓慢。”三维家CEO蔡志森表示，当前基于消费层面的定制家居，其订单方式要变为拆单生产。

也就是说，工厂在收到设计图纸后，需要将其拆分为可生产的各个部件后才能进入到生产环节。在这个过程中，如果图纸不精准或者画法不规范，就会造成木材利用率低、人工资源浪费和家具生产周期长的问题。

同时，随着前端设计变得越来越先进，后端工厂在拆单生产时面临的问题会更多。设计软件和工厂制造遵循的标准不统一，会导致在数据测量和产品生产过程中误差增大，增加家居产品的出错几率。

尤其是过去家居行业内从设计到生产大多采用类似于3DMAX(国外的)这类软件，画一张效果图，然后再用另一款软件进行排版。排版之后进入到生产环节，再用CNC软件画一遍。

三维家云设计可一键生成样板间

“从设计到生产要画三遍图、翻三次模，这种画图模式不仅效率低，而且中间极易出错，并且市面上大多传统设计软件都需要安装光盘、加密狗，用户体验很差。” 三维家高级产品专家曹健介绍，要解决这一问题，关键是实现生产信息的精准对接，建立门店到工厂可以协同的软件，把前端渲染和后端生产打通，打造产业链解决方案，让设计图纸能够一键下单到工厂。

三维家试图借助3D云设计系统、3D家居云制造系统找到解题方案。

1.3D云设计系统，给每个门店配置一个“超级设计师”。

据了解，三维家从2013年开始做的3D云设计，几乎实现了“傻瓜式”操作，不用安装，直接用网页就可以打开，不仅能够快速画图、报价、下单，还能通过系统自动算法降低原材料损耗率，提高操作效率，相当于给门店配置了一个“超级设计师”。

即使设计师没有丰富的经验也可以利用平台上8100万真实产品模型、2800万全国楼盘3D户型大数据，以及AI技术，实现家居智能布置、智能匹配样板间、橱衣柜智能饰品、以图搜模型、智能补光、智能渲染、全屋报价、施工图纸等多项功能。

2.3D家居云制造系统，成倍解放生产线上的劳动力。

3D家居云制造系统，则是为了把消费者的需求转变为机床的加工语言，主要有拆单、排产等功能，目前主要服务板式、实木定制、橱柜等定制家居生产工厂。

目前，3D家居云制造系统实现了和工厂的连接，工厂一键拆单工艺解析，同时，对多订单混合排产，优化板材开料方案，板材利用率提高到95%以上，这个系统成功降低了工厂成本的同时，大大提高了定制家具的价格竞争力。

尤其是一键拆单，过去，一个定制家居需要工厂几百上千人拆单，3D家居云制造系统解放了这些劳动力，让生产线上的工人成倍减少，极大提高了效率。

三维家的3D云设计和3D云制造，综合实现了店面设计简单化、门店下单快捷化、工厂拆单智能化、工厂生产数控化，进一步解决信息孤岛，削弱甚至消除了软件和硬件间的数据鸿沟。

“但目前国内在用的一些建模软件，其核心算法跟内核还是依赖于国外一些开源的内核，目前工厂跟车间实际上还有大量的手工操作。”曹健介绍，此次三维家与中国科大数学院合作，是想在中国科大所积累的深厚数学应用基础之上，研发一款国人自产的内核引擎，更好地服务于家居行业。

比如，在图形软件中要画一个非常具有创意性的椅子，这个椅子很多弯弯绕绕的曲线，目前用传统软件是画不出来的，这底层需要很好的数学逻辑做支撑。“如果在加工过程中提取不到上面的点线面数据，那么，这个模型就算是废了。”

精准控制误差

浪费少 价格低

“中国家居市场规模高达4.8万亿，原材料至少占1万亿，如果在行业开料上优化算法，让原材料的利用率再提升3到5个点，就节省了500个亿。”蔡志森表示，此次三维家与中国科大在产品和核心技术研发上的目标是希望能够设计更好的几何内核，让生产出来的误差可以精确地进行控制，以减少原材料的浪费。

“与三维家的合作，我们会每年会提出一些研发任务或课题出来。” 中国科大数学科学学院教授杨周旺介绍，未来五六年内，中国科大和三维家主攻方向有几个，一个是建模软件，另一个是先进制造的控制系统及工业数据智能算法。未来一年里，最要紧的则是建模软件几何内核、加工路径优化和自动排料算法这三个课题。

“在中国科大历史上的校企合作案例中不乏像微软、英特尔、阿里巴巴、华为等国际巨头企业，三维家能够提出产业界的数学问题，至少说明这家企业自身的研发步伐是很快的。”杨周旺教授介绍，结合三维家自身对数学的深刻理解，三维家还在中国科大进行了校园招聘，希望引入更多优秀的数学算法人才，这将有利于降低双方沟通的成本，缩短二者的磨合期。

“实际上，前期做一个产品出来并不难，难的是这个产品在市场上的适应性。”曹健表示，产品适应性的磨合主要由三维家来做，三维家解决不了的问题，最终抽象到底层的算法问题，就由“先进联合制造实验室”合力解决。

希望两年内能够实现用三维家的内核软件进行异形门板生产或3D打印，“目前，三维家可以3D打印镂空的结构化模组，这方面的技术也是跟中国科大合作的。”

三维家与中国科大的合作，B端客户和C端用户最直观的感受是其他行业也能像全屋定制家居一样享受更高的工业文明。比如在板材利用率上，一块实木怎么切，切完之后怎么做实木家具，这不单是一个算法问题，而是跟工艺、设计、设备都有关的综合性问题。

三维家云设计全屋智能铺砖功能

“过去，中国在柔性化定制的机床模板不一定占据优势，但C2M的机床、柔性化机床可能会有更强大的优势，这其中需要做数学几何算法。”蔡志森介绍，三维家与中国科大的合作，能够让客户使用软件的成本降低，而且还能够给产业带来更直接的经济教育和思维教育影响。

打通产业链闭环 才能不做瞎子

“今天，家居数字化路径已经非常清晰。”蔡志森介绍，目前已帮助家居产业在营销端已经实现了数字化，打通了线上线下一体化，接下来，在安装、交付上也在进一步推进数字化闭环，实现全链路数字化。

而要实现全链路数字化的难点在于客户需要的是针对闭环的整体解决方案，目前很多企业用的还是东拼西凑的软件，并且企业内部没有专业的研发团队，因此，在使用专业软件上还有一定的门槛。

“一个工厂一年如果只能赚1000万，肯定不愿意花100万买软件，并且他们也不需要解决那么复杂的问题，直接依靠平台提高他们现在的效率就够了。”蔡志森介绍，行业当前的问题不只是解决画图、下单、机床或营销环节的某个单点问题，更要要形成闭环，没有闭环效率就无法整体提高。

打通闭环，接下来通过BI、AI或者AI辅助BI的方式对于整个链路进行迭代，真正做到数据驱动。蔡志森说：“以前整个产业链都是瞎子，打通闭环后就不是瞎子了。”

另一个难题是，目前国内家居行业的建模软件领域相对薄弱，因为几何引擎(也叫几何内核)都是“拿来主义”，把别人的软件拿过来做二次开发。“如果别人要卡脖子，我们连格式都读不出来。”杨周旺介绍，三维家也有自己的内核，此次与中国科大合作，是希望把内核做得更好，提升软件在国际上的竞争力。

另外，杨周旺还表示，为什么家居行业的数字化程度不高，原因就在于家居行业缺乏从设计到制造的一体化。“这个产业需要像三维家这样的企业去推动，并且它已经打下了相当好的基础，中国科大的加入能够提供算法上的支持，起到助力作用。”