王慧茹

摘要：在實(shí)木家具設(shè)計(jì)過程中，由于設(shè)計(jì)師對(duì)產(chǎn)品裝配環(huán)節(jié)考慮不周，常出現(xiàn)設(shè)計(jì)過程與制造、裝配過程脫節(jié)等失誤。而基于裝配工藝的設(shè)計(jì)，側(cè)重于家具由零部件到產(chǎn)品整個(gè)過程的便利性，在確保有效制造的前提下，盡量縮短制造時(shí)間，降低成本；確保產(chǎn)品功能和質(zhì)量的有效性和可靠性。本文主要針對(duì)面向裝配的實(shí)木家具設(shè)計(jì)原則與方法進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：面向裝配；實(shí)木家具；設(shè)計(jì)原則；方法

前 言

在大規(guī)模定制（MassCustomization，MC）方式正迅速成為信息時(shí)代制造業(yè)發(fā)展的主流模式的背景下國(guó)內(nèi)家具行業(yè)也面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的巨大挑戰(zhàn)。如果想要借助這陣春風(fēng)，使得家具行業(yè)煥發(fā)新的生命力，就必須在家具產(chǎn)品生命周期中的設(shè)計(jì)、制造、裝配等各個(gè)生命階段進(jìn)行全面改革，推陳出新。定制柜類家具行業(yè)作為家具行業(yè)的一個(gè)分支，其必定也要經(jīng)歷這樣的變革，目前定制柜類家具在裝配工藝的設(shè)計(jì)上，很多都是出自設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，并沒有系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)遇到問題時(shí)，裝配工人由于缺少和設(shè)計(jì)師溝通的渠道，通常他們只能根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來予以解決，設(shè)計(jì)師和裝配工人之間無形的屏障將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的最終質(zhì)量以及用戶體驗(yàn)。

一、現(xiàn)代實(shí)木家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則

1.現(xiàn)代實(shí)木家具結(jié)構(gòu)的材料性原則

材料與結(jié)構(gòu)是家具構(gòu)成的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。通常的實(shí)木家具是由框架結(jié)構(gòu)和榫卯的結(jié)合方式構(gòu)成，木材的自然結(jié)構(gòu)是不可以被破壞的，因?yàn)榧揖呤浅兄氐?，所以此舉會(huì)降低木材的承重能力，因而就無法用來制作榫卯結(jié)構(gòu)了。所以家具的結(jié)構(gòu)方式首先是需要根據(jù)材料來判斷其適合的用途，是決定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

2.現(xiàn)代實(shí)木家具結(jié)構(gòu)的工藝性原則

純手工家具的制作效率遠(yuǎn)不能適應(yīng)大眾市場(chǎng)的需求，而且，對(duì)于家具的單個(gè)結(jié)構(gòu)而言，是需要考慮零的通用化的，所以尺寸精度問題幾乎無法保證。因而，機(jī)械化的加工設(shè)備、加工方式是家具生產(chǎn)的重要技術(shù)保障。

3.現(xiàn)代實(shí)木家具結(jié)構(gòu)的裝飾性原則

在如今的生活里，家具不僅僅只作為一種功能化產(chǎn)品，它也展現(xiàn)出人們對(duì)美的追求和渴望，更希望的是它既實(shí)用又美觀，美觀對(duì)于使用來說雖然次序在后，但絕非可以薄此厚彼。而家具所展現(xiàn)出來的美不僅是形態(tài)美，還有結(jié)構(gòu)美，我認(rèn)為家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所體現(xiàn)的裝飾美不是空中樓閣，因?yàn)樗墓δ苄问绞峭ㄟ^其結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的，而家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理性要大過于主觀感性，這種理性的美不會(huì)顯得矯揉造作，榫卯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)都是插接而成，是為了實(shí)現(xiàn)某種效用，達(dá)到既定的功能目的，所以其形成的裝飾效果是十分耐人尋味的。

二、DFA產(chǎn)品可裝配性及其評(píng)價(jià)

產(chǎn)品的可裝配性是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中所確定的關(guān)于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、材料、形狀、接合方式等因素對(duì)產(chǎn)品裝配成本、裝配周期、裝配效率以及裝配質(zhì)量等方面的影響。產(chǎn)品可裝配性直接影響裝配過程中的裝配成本、裝配周期、裝配效率和裝配質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)產(chǎn)品的使用壽命、使用方式、終端維護(hù)以及安全勝能等方面有著重要的影響。

影響產(chǎn)品可裝配性的因素主要包括裝配單元、裝配工藝和裝配資源3個(gè)方面。裝配單元是決定可裝配性優(yōu)劣的內(nèi)部因素，主要包括裝配的整體外形及其裝配結(jié)構(gòu)。裝配工藝是將零件組裝成產(chǎn)品的具體的操作過程，主要包括產(chǎn)品的裝配序列、裝配路徑、裝配工位等，例如零部件之間的連接方式、是否需要輔助裝配工具和裝配動(dòng)作的穩(wěn)定性等。裝配資源是指用于進(jìn)行裝配工作的裝配夾具和工作臺(tái)等，主要包括裝配資源的種類、與產(chǎn)品配合的程度、擺放的位置等。

產(chǎn)品可裝配性的評(píng)價(jià)方法受具體待裝配產(chǎn)品、裝配方法、裝配方式等要素影響?？梢詮漠a(chǎn)品的技術(shù)特性、成本特性、效率特性等方面來綜合判斷。技術(shù)特性是指此產(chǎn)品的裝配方法在技術(shù)上是可行的、是能夠順利進(jìn)行下去的；成本特性是指此產(chǎn)品的裝配方法相對(duì)消耗的成本較低、具有良好的經(jīng)濟(jì)特性；效率特性是指此產(chǎn)品的裝配方法在裝配過程中應(yīng)該消耗較短的裝配時(shí)間、具有較高的裝配效率。

三、DFA在定制柜類家具中的應(yīng)用實(shí)例

現(xiàn)以Y公司某款五斗柜產(chǎn)品A為例，詳細(xì)論述DFA在定制柜類家具設(shè)計(jì)開發(fā)中的應(yīng)用。

1.產(chǎn)品A簡(jiǎn)析

1.1產(chǎn)品A簡(jiǎn)介。產(chǎn)品A屬于美式常規(guī)臥房家具中的五斗柜，其以儲(chǔ)物功能為主，同時(shí)兼?zhèn)涫釆y臺(tái)的功能。其主要功能部件由5個(gè)抽屜組成，用于儲(chǔ)存衣物等生活物件，同時(shí)頂蓋掀起后可以做梳妝臺(tái)使用。

1.2產(chǎn)品A裝配特點(diǎn)。和其他工業(yè)產(chǎn)品不同，家具產(chǎn)品的裝配具有其特殊性，同時(shí)產(chǎn)品A作為板木結(jié)合家具，其相對(duì)于板式家具以及實(shí)木家具又有很多特殊的地方。產(chǎn)品A有如下裝配特點(diǎn)：產(chǎn)品A的整個(gè)裝配過程以手工裝配為主，加以機(jī)械輔助。相對(duì)板式衣柜，產(chǎn)品A結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零散件以及裝飾性零部件較多，這就使得裝配工序相對(duì)較為復(fù)雜。產(chǎn)品A設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，除了要考慮裝配因素，還要同時(shí)考慮材料成本、機(jī)械加工環(huán)節(jié)、涂裝環(huán)節(jié)等因素的影響。因?yàn)槠溲b配工序是與制造工序、涂裝工序相輔相成、不可分離的，單純的為了簡(jiǎn)化裝配動(dòng)作、降低裝配成本而過分增加制造或者涂裝的難度及成本，這樣會(huì)適得其反，增加產(chǎn)品生產(chǎn)全過程的難度和成本，所以把握好裝配與制造以及涂裝的關(guān)系是DFA應(yīng)用的關(guān)鍵。產(chǎn)品A在進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮家具的結(jié)構(gòu)以及所用材料的結(jié)構(gòu)，比如木材的各向異性。充分考慮家具的結(jié)構(gòu)以及所用材料的結(jié)構(gòu)才能夠保證家具的強(qiáng)度和質(zhì)量。

2.基于DFA的裝配過程規(guī)劃

基于DFA的子裝配體規(guī)劃。子裝配體是由多個(gè)相鄰或者相近的零部件組成，同時(shí)1個(gè)產(chǎn)品有多個(gè)子裝配體組成。將產(chǎn)品規(guī)劃成合理的子裝配體可使復(fù)雜產(chǎn)品裝配工序簡(jiǎn)單化，避免過多的零部件使產(chǎn)品的裝配過程過于復(fù)雜。

基于DFA對(duì)產(chǎn)品A零部件進(jìn)行調(diào)整和再設(shè)計(jì)之后，產(chǎn)品A依然擁有68個(gè)木質(zhì)零部件，如果不做任何子裝配體的規(guī)劃，將這68個(gè)木質(zhì)零部件以及其他功能部件串行的裝配下去，會(huì)面臨著工作量巨大、裝配時(shí)間過長(zhǎng)、無法進(jìn)行明確分工等多重問題。

從圖1可見，產(chǎn)品A可以分為框架和抽屜2個(gè)一級(jí)子裝配體；框架可以分為10個(gè)二級(jí)子裝配體，抽屜可分為3個(gè)二級(jí)子裝配體；同時(shí)面板、側(cè)板等二級(jí)子裝配體又可分為多個(gè)二級(jí)子裝配體；部分幾級(jí)裝配體還可以分為多個(gè)四級(jí)子裝配體。

基于以上進(jìn)行的子裝配體規(guī)劃，在實(shí)際裝配過程中可以將框架裝配、抽屜裝配這2個(gè)一級(jí)子裝配進(jìn)行井行裝配操作，同時(shí)各個(gè)二級(jí)子裝配、二級(jí)子裝配也可以進(jìn)行井行裝配操作經(jīng)筆者測(cè)算，使用此種并行裝配方法進(jìn)行裝配，原串行裝配方法的I/4，極大地提高了裝配效率。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，家具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中的比重是首當(dāng)其沖的，不管是什么類型的家具，不僅需要理論支持，更需要實(shí)踐感受，設(shè)計(jì)之初的模擬是一回事，而加工生產(chǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多最初沒有想到的問題，因?yàn)榧揖叩慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與它的材料、加工技術(shù)環(huán)節(jié)、對(duì)力的破壞檢測(cè)等有太多不可分割的聯(lián)系，所以只有在這些都能把握好的基礎(chǔ)上，才能正確的設(shè)計(jì)鏈接方式和家具的結(jié)構(gòu)。家具形態(tài)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系就如人的相貌與五官的關(guān)系，相貌就如家具的形，而五官則好比是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，如果五官的位置不當(dāng)，不僅形無法支撐，貌也將蕩然無存。

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