TopSolid与美式家具的数字化设计匹配性研究
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摘 要：近年来，美式家具的国内外市场呈扩大趋势，与此同时，TopSolid三维设计软件逐渐进入家具行业。TopSolid在满足产品造型需求的同时，又提供了丰富的功能以满足产品工艺需求，完善了设计结构及生产结构。从分析TopSolid和美式家具的特性出发，探讨美式家具与TopSolid的数字化设计匹配性。
关键词：TopSolid;美式家具;数字化设计;匹配性
1 TopSolid三维设计软件简介
1.1 TopSolid的特性
TopSolid是基于云系统的PDM（Product Data Management，产品数据管理）和ERP（Enterprise Resource Planning，企业资源计划），使CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）、CAE（Computer Aided Engineering，计算机辅助工程）、CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）一体化的设计软件。它支持机器人智能编程、3D打印，提供专业的行业解决方案等，为工业4.0提供了技术支撑平台。[1]TopSolid软件在木工设计和加工方面，产品模块包括TopSolid’Wood和TopSolid’Wood-Cam。TopSolid’Wood主要面向室内装饰、家居产品设计、室外家具设计等行业，并为这些行业提供了符合家具设计习惯的二维工程图纸、可参数化的3D实体建模、流畅的结构件拼接组装、丰富的木工数据库、较为真实的渲染效果以及运动仿真等功能。TopSolid软件可以在CAD、CAM综合环境下，连接设计与工艺制造，高度集成CAD、CAM、PDM、CAE、ERP，促进各部门信息之间的流通，避免出现信息“孤岛”。[2]
其中，于家具企业而言，TopSolid能给予其最大的帮助是它丰富的木工数据库以及木工程序中的Wood（木头）块应用，Wood块可以使家具的搭建更为快速便捷，而这也是TopSolid区别于其他产品设计软件的最大特点。丰富的木工应用连接了设计与工艺、制造的桥梁，使设计数据与工艺制造数据产生了互联性。[3]
TopSolid中国公司代表刘振新表示，TopSolid是一个设计、加工一体化的3D设计软件，设计结构即生产结构，完全满足MES（Manufacturing Execution System，制造执行系统）的工艺数据要求，可帮助企业进行生产管理。它是一个工具系统，本身不具备管理功能，但可以为生产及管理提供丰富的数据，它的功能也是有一定局限性的。
1.2 TopSolid在家具企业中的应用
天津瑞丰家具有限公司主要经营实木家具、整屋实木定制，是北派知名家具企业，专业生产欧式家具、实木全屋定制家具。[4]瑞丰家具创造了卡梅尔品牌家具，规划了Wood和Wood CAM，已实现设计、加工一体化。所有数据都来自TopSolid系统，企业在产值增加的情况下，车间一年减少了40个员工，订单量大大提高。
2 美式家具简介
美国文化兼收并蓄，吸收了欧美不同的文化元素，在家具方面，也吸收了不同地区的家具风格，整体上呈现出崇尚古典、追忆过去、向往自然、追求自由的特性。美式家具体量较大，注重实用性和经济性，在造型上大致可分为仿古风、新古典风以及田园乡村风。
美式家具的主要特性有：
第一，选材以实木为主，近年来随着加工技术的发展，[5]也越来越多地使用木质人造板;[6]
第二，美式家具崇尚回归自然，充分体现木材原本的纹理和花色;
第三，部件组装上借鉴传统的榫卯结构，[7]使拼接组装更为自然牢固;
第四，局部结构造型丰富，吸收了各国的历史文化元素，例如，脚型和柱型有小圆面包形、荷兰尖角形、弗莱明斯双卷轴式、爪抓球等。部分从宗教、神话故事、自然界之美中诞生，例如，装饰花有叶展形、悬花形、浮叶形等。丰富的造型形成了独特的装饰风格。
第五，美式家具的制造工艺主要有木、板材配料加工（拉槽、雕刻、扒榫、打眼等）、涂装工艺（打磨、封固底漆、底材破坏处理）等。
3 TopSolid与美式家具的匹配性
基于TopSolid环境和美式家具的特性，分析得出两者之间的匹配性：
第一，TopSolid’Wood面向家具设计、室内装饰等行业，主要面向实木家具设计，而美式家具主要以实木材质为主，符合TopSolid的产品定位;
第二，TopSolid拥有丰富的素材库和真实的渲染效果，构建美式家具时，可选择所需的材质，模拟家具形态;
第三，TopSolid提供可参数化的3D实体建模以及Wood块应用，为搭建美式家具局部结构提供快速的处理方案;
第四，TopSolid与其他3D建模软件相比，最大的不同是TopSolid含有丰富的木工数据库，可以为搭建美式家具提供所需的制造工艺[6]，如切槽、打孔、榫/眼连接、封边等，将设计和工艺连接起来，使信息得到有效传递。[8]
4 结语
美式家具是多种家具风格中一个重要的分支，深受消费者的喜爱，[9]它不仅具有较强的审美性，也拥有很强的实用性。[10，11]如今，一方面，美式家具对于选材、造型、制造工艺等有较为严格的需求，消费者对相关产品的要求也越来越高，[12]TopSolid作为集多种功能于一体的设计软件，可以提供可参数化的3D实体建模、流畅的结构件拼接组装、丰富的木工数据库以及较为真实的渲染效果等，将设计与制造工艺连接起来，设计结构即生产结构，与美式家具的设计搭建具有较好的匹配性。另一方面，传统制造业智能化转型升级发展面临诸多挑战，利用TopSolid软件改变设计与生产模式以适应发展和竞争环境是可行的。
参考文献：
[1] 程明. TopSolid软件基础教程——家具设计[M].北京：航空工业出版社，2007：1-2.
[2] 杨叶，郁舒兰.家具制造企业实施PLM的必要性及策略分析[J].家具，2017，38（01）：1-4.
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[5] 赵悦利，刘遵月.基于博物馆文化的文创产品研究策略分析研究——以南京博物院为例[J].艺术评鉴，2017（05）：167-169.
[6] 尹晓惠，郁舒兰.关于MISTER BLISS矮凳的美学分析[J].家具与室内装饰，2018（10）：60-61.
[7] 刘瑞，郁舒兰.基于情感语义学的班台设计研究[J].家具，2018，39（03）：48-51.
[8] 戚裕敏，高娃，武莉. 面向室内生态环境健康的智能家居产品客户端交互设计[J].设计，2018（17）：136-138.
[9] 林晓雯，詹涵涵，尤嘉伟，吴乐，林楚楚，刘俊哲.设计生活文化视域下南京传统手工业生存现状初探[J].戏剧之家，2018（24）：229-230.
[10] 瞿娟，郁舒兰.折叠椅市场与用户需求调查研究[J].家具与室内装饰，2018（09）：56-59.
[11] 李若辉，关惠元.我国中小型制造企业产品生态设计现状及问题[J].生态经济，2016，32（12）：211-215.
[12] 孙昊夫，郁舒兰.基于R语言的线上家居用品网购评论文本挖掘[J].大众文艺，2018（22）：248-249.
作者简介：刘艳阳（1996—），女，江苏常州人，本科生，工業设计专业。
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