“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一批新力量，包括三維家、酷家樂、數聯中國、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互聯網平臺，通過以“3D云設計+3D云制造+數控系統”為核心的SaaS軟件矩陣，使家居從設計到生產達到高效協同狀態。
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“先進制造聯合實驗室”，融合雙方的技術優勢，提升更復雜、更深層的幾何建模能力和計算能力，以突破家居產業在設計、制造等領域的發展瓶頸。
“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，其訂單方式要變為拆單生產。
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節。在這個過程中，如果圖紙不精準或者畫法不規范，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節，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，關鍵是實現生產信息的精準對接，建立門店到工廠可以協同的軟件，把前端渲染和后端生產打通，打造產業鏈解決方案，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、3D家居云制造系統找到解題方案。
1.3D云設計系統，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，成倍解放生產線上的勞動力。
3D家居云制造系統，則是為了把消費者的需求轉變為機床的加工語言，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家居云制造系統實現了和工廠的連接，工廠一鍵拆單工藝解析，同時，對多訂單混合排產，優化板材開料方案，板材利用率提高到95%以上，這個系統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。
三維家CEO蔡志森
“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，研發一款國人自產的內核引擎，更好地服務于家居行業。
比如，在圖形軟件中要畫一個非常具有創意性的椅子，這個椅子很多彎彎繞繞的曲線，目前用傳統軟件是畫不出來的，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。”
“中國家居市場規模高達4.8萬億，原材料至少占1萬億，如果在行業開料上優化算法，讓原材料的利用率再提升3到5個點，就節省了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及工業數據智能算法。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，三維家能夠提出產業界的數學問題，至少說明這家企業自身的研發步伐是很快的。”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“先進聯合制造實驗室”合力解決。
希望兩年內能夠實現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也能像全屋定制家居一樣享受更高的工業文明。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勢，但C2M的機床、柔性化機床可能會有更強大的優勢，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，而且還能夠給產業帶來更直接的經濟教育和思維教育影響。
“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在營銷端已經實現了數字化，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，實現全鏈路數字化。
而要實現全鏈路數字化的難點在于客戶需要的是針對閉環的整體解決方案，目前很多企業用的還是東拼西湊的軟件，并且企業內部沒有專業的研發團隊，因此，在使用專業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在的效率就夠了。”蔡志森介紹，行業當前的問題不只是解決畫圖、下單、機床或營銷環節的某個單點問題，更要要形成閉環，沒有閉環效率就無法整體提高。
打通閉環，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：“以前整個產業鏈都是瞎子，打通閉環后就不是瞎子了。”
效果圖影視級渲染
另一個難題是，目前國內家居行業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。“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，為什么家居行業的數字化程度不高，原因就在于家居行業缺乏從設計到制造的一體化。“這個產業需要像三維家這樣的企業去推動，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。”
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