中国智能家具产业现状与发展趋势

林业工程学报,2021,6(1):21-28JournalofForestryEngineering
DOI:10.13360/j.issn.2096-1359.202003002
收稿日期:2020-03-01㊀㊀㊀㊀修回日期:2020-03-27
基金项目:浙江省重点研发项目(2016BSA520915);江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)㊂作者简介:熊先青,男,教授,研究方向为家居先进制造技术㊂E⁃mail:96xiong0450@sina.com
中国智能家具产业现状与发展趋势
熊先青,李荣荣,白洪涛
(南京林业大学家居与工业设计学院,南京210037)
聚丙烯酰胺凝胶摘㊀要:为探究中国智能家具的产业现状㊁技术发展情况和发展趋势,采用文献查阅㊁企业实地调研方法,对中国智能家具产业现状进行了综述分析,包括中国智能家具的发展经历和智能家具特征:中国智能家具迎来数据驱动㊁人工智能等多元发展的新时代;中国智能家具产业和技术发展情况:技术体系尚未完全成熟,但随着互联网行业的加入,技术上必将会进入新的高度,智能家具产品也必将更智能;中国智能家具产品和控制方式逐渐由人为到系统自动控制的方向转变;通过中国智能家具市场和产业情况,对其发展过程中的关键技术进行分析,包括:智能家具单品的嵌入式系统技术㊁传感器技术和智能家居互联平台的短距离无线通信技术㊁人工智能技术㊁智能交互技术等;最后对中国智能家具面临的挑战与发展机遇进行了解读㊂为传统家具产业向智能家具转型升级过程中如何创新和占领家具市场起到借鉴作用,为世界了解中国智能家具的发展情况提供帮助
㊂关键词:智能家具;产业现状;关键技术;发展前景中图分类号:TS664㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):
文章编号:2096-1359(2021)01-0021-08
ResearchstatusanddevelopmenttrendofintelligentfurnitureinChina
XIONGXianqing,LIRongrong,BAIHongtao
(CollegeofFurnishingsandIndustrialDesign,NanjingForestryUniversity,Nanjing210037,China)
Abstract:Inordertodeeplyexplorethecurrentstatus,thetechnologydevelopmentstatusandthedevelopmenttrendofChina ssmartfurniture,thisstudyprofoundlyreviewsthecurrentsituationoftheChina ssmartfurnitureindustrybyusingavarietyofmethodsofliteraturereview,thefieldresearchofen
terprisesaswellastheresearchofmajorscien⁃tificresearchprojectsinZhejiangProvince,China.TheperspectivesanalyzedinthisstudyincludethedevelopmentexperienceandcharacteristicsofsmartfurnitureinChina,thedevelopmentofthesmartfurnitureindustryandtechnol⁃ogyinChina,thechangesinsmartfurnitureproductsandthecontrolmethodsinChina.Inaddition,basedontheac⁃tualsituationoftheChina ssmartfurnituremarketandthecurrentindustrialsituation,thisstudyalsothoroughlyana⁃lyzesthekeytechnologiesusedinthedevelopmentprocessofthesmartfurniture,includingtheembeddedsystemtechnologyforsmartfurnitureitems,thesensortechnology,theshort⁃rangewirelesscommunicationtechnologyforsmarthomeinterconnectionplatforms,theartificialintelligencetechnologyaswellastheintelligentinteractiontech⁃nol
ogyandothertechnicalsystems.Finally,fromalong⁃termperspective,thisstudyalsoputsforwardtheforthcom⁃ingandpotentialchallengesandthedevelopmentopportunitiesoftheChina ssmartfurniture.Tohelpthefurniturein⁃dustryconfrontthesenewchallenges,achievethesmoothtransition,aswellasseizetheopportunitiesinthenewcen⁃tury,theauthorsalsopointoutthefeasibleandpracticaldirectionsabouttheinnovationandoccupationofthefurnituremarketduringthetransitionandtheupgradeofthetraditionalfurnitureindustrytotheemergingandboomingsmartfurniture.Byprovidingthecomprehensiveanalysisofthecurrentsituation,thetechnicalcharacteristicsandthedevel⁃opmenttrendsanddirectionsoftheChina sfurnitureindustry,thisstudycanhelptheworldhaveabetterunderstand⁃ingofthedevelopmentofChinesefurnitureandt
hefeaturesanddevelopmentrequirementsofthesmartfurniture.Keywords:smartfurniture;industrystatus;keytechnology;developmentprospect
㊀㊀早在1984年美国首先提出 智能家居 的概念,UnitedTechnologiesBuildingSystem以建筑设备整合化㊁信息化的 智能型建筑(intelligentbuild⁃
ing) ,与整合化形态示人,从此揭开了全世界争相建造 智能家居派 的序幕[1]㊂国内外对于智能家居的研究热度也开始迅速攀升,研究的焦点也开始
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从智能家居产品转向智能家居环境系统设计与实现[2]㊂
作为家居环境中重要部分的家具产品,传统的企业制造模式和产品功能已逐渐满足不了时代的需求,发展智能家具成为一种必然趋势[3]㊂但由于高新技术在家具上的应用不断变化,智能家具的概念仍比较模糊,吴智慧等[4]对其进行了界定,明确了智能家具的属性和特点㊂智能家具无论在技术上还是产品智能化的程度上均处于快速演变阶段[5]㊂Du等
[6]设计了智能家具管理系统的软件平台,处理人与智能家具产品之间的人性化互动;Chan等[7]利用特殊技术使得家具的表面可以反映人们的情感表现,从而提出在未来的智能环境将能够提供无处不在的情感交流成果;Allameh等[8]指出用户的舒适性和生产力不能得到妥善解决,需要深入了解用户的工作行为,提高在家里的工作效率,智能家具是解决上述问题的关键㊂
在中国,自2002年开始,吴智慧[9-10]首先提出了用先进制造技术改造传统家具产业的理念,其团队也进行了家具先进制造技术的理论探讨㊂其中,段海燕[11]较为系统地搭建了智能化家具的理论框架;吴智慧[12]㊁熊先青等[13-14]分析了家具先进制造的思维㊁制造模式等,并探索了家具转型升级过程中的信息采集与处理技术[15-16],以及数字化制造过程中的平台搭建与关键技术等[17-19]㊂这些研究奠定了中国家具产业智能制造的理论基础,明确提出了智能家具产业是中国家具转型升级发展的又一重点㊂与此同时,熊有伦[20]㊁周济[21]也在中国智能制造的主攻方向和发展趋势上,提出了智能化产品的理念,再次为智能家具产业的发展提供了思路㊂
maop目前,中国智能家具的理论研究整体上还处在初级阶段㊂王洪亮等[22]通过探索智能家具,并对类型进行了分类,但不够具体,尚未进行深入研究;李彦辉[23]提出一种现代技术为一体的全新睡床设计理念及其功能实现的设计方案;曹云飞[24]提出将智能化方法运用到儿童家具中,开启了儿童智能家具研究的热潮;王珂[25]进行了医疗家具的研究,搭建了一个较完整的智能化病床
理论框架;毛毅[26]设计出一款集防潮防霉㊁杀菌消毒及穿衣提醒等功能为一体的智能衣柜,但衣柜结构和控制技术不够完善;肖文波[27]提出用交互设计理论指导智能厨房家具的设计,设计出一套办公厨房系统;张朋朋[28]提出并初步形成了一套智能办公家具的设计方案与理论依据㊂对比中外学者对智能家具的理论研究,中国学者侧重于理论框架的搭建和单一产品的智能化特征上;而国外学者主要侧重人机交互方面,根据对用户行为分析进行相应家具产品功能设置方面的研究[29]㊂
基于此,本研究在文献查阅㊁相关会议信息收集和企业调研及相关项目实践综合分析的基础上,通过中国知网数据库(https://www.cnki.net/)分别检索智能家具㊁智能家居㊁智能家具制造㊁智能家居技术体系等关键词,共查阅到现有文献近2000篇,智能家居的文献1500多篇,智能家具的文献106篇,综合上述关键词筛选出104篇论文进行分析,并依据中国家具协会提供的中国林业出版社出版的‘中国家具年鉴“[30]近5年的相关数据和中国海关网的相关智能家居数据整理综述㊂提出中国智能家具发展过程中存在的问题和需求关键技术要求,为传统家具产业向智能家具转型和升级过程中如何创新和占领家具市场提供了思路㊂
1㊀中国智能家具产业发展的主要特征1.1㊀中国智能家具产业的发展过程
依据典型智能家具企业的走访调研,结合文献查阅,梳理了中国智能家具20多年的发展历程,如图
1所示㊂可以概括为5个阶段,即萌芽阶段㊁开创阶段㊁徘徊阶段和融合演变阶段㊁快速推进阶段[31-32]
图1㊀中国智能家具发展历程
Fig.1㊀ThedevelopmentofsmartfurnitureinChina22
㊀第1期熊先青,等:中国智能家具产业现状与发展趋势
㊀㊀20世纪90年代以前,是中国智能家具产品认知的阶段,据查,当时没有出现专业的智能家具生产厂商,少量传统企业开始宣传,少有的营销企业更多地将产品销售给居住国内的欧美用户,学者
的研究也只在概念的讨论阶段㊂
21世纪伊始,中国扎堆出现了智能家居研发和制造企业㊂以家电产品的智能化为主,智能家居开始建立市场营销㊁技术培训体系,智能家具以组合智能的形式出现㊂很少出现进口智能家具产品,以国内自给为主,智能家具产品的使用效果并不稳定㊂
由于上述企业过分夸大智能家具的功能,但产品实际应用效果并不好㊂2005年以后,智能家居开始遭到质疑,给行业带来了极大的负面影响,企业开始改变企业策略㊂深圳索科特用X10做了远程控制,成为首家开始研发家具产品智控器系统的中国厂家;海尔开始瞄准智能家居平台的搭建和布局,为后期中国智能家具产业的发展提供了极大的帮助㊂此时,国外智能家具品牌逐渐进入中国市场㊂
2011年以来,中国智能家具市场开始回暖,智能家具的品种和形式越来越丰富,智能家具产品开始进入融合演变时期,中国家具正式进入智能化时代㊂
预计2020年以后,行业并购现象开始成为主流,中国智能家具的发展步伐将会随着新时代特征,进入到新的快速发展时期㊂
1.2㊀中国智能家具产业的发展特征1.2.1㊀智能家具的时代特征
中国智能家具产业是随着互联网技术的发展而发展的,如图2所示,智能家居的融合演变期尤为明显㊂在每个不同的互联网时代,不断结合新技术,优化和升级服务形态,形成智能家居的新业态[33-34]
图2㊀中国智能家具产业的主要特征
Fig.2㊀ThemaincharacteristicsofChina ssmarthomeindustry
㊀㊀2010年以前,中国的互联网以PC机为主,中国家居环境逐渐融入信息流的概念㊂传统的机械化和电气化家用电器向网联化和数字化转型,操控过程以自动化为主㊂此时,智能家具企业更多关注产品本身,而对用户的需求挖掘不够,造成智能家具的内容和服务受到限制,客户反映差㊂
2010 2014年,移动互联网快速发展,一些互联网企业纷纷加入智能家居行业,特别是音视频
技术在家具产品中的应用,开始出现智能灯具㊁家庭摄像头㊁智能插座等无线智能单品,由此一些操作更加简单㊁控制途径更加集约化和远程化㊁时间渗透更加碎片化㊁空间渗透范围更广的智能产品逐渐被接受,但智能家具却面临控制方式不便捷㊁通信标准不统一㊁体系不完善等问题㊂
2014年至今,人工智能技术在各个行业开始发挥作用,以亚马逊推出的搭载智能语音助手Alexa智能音箱为起点,智慧化的智能家居迅速进入家庭生活,智能家具产品也开始具备深度语音交互功能,整个家庭环境中的产品开始互联与融合,智能家具管控平台由此形成㊂至此中国智能家具又迎来数据驱动㊁人工智能等多元发展的新时代㊂1.2.2㊀智能家具的构成特征
智能家具在构成上主要由家具本体部分和智能控制部分组成㊂其中,家具本体部分满足家具的基本功能,智能控制部分是由机械控制㊁组合控制㊁电子控制㊁数字控制等技术系统构成[4]㊂
机械控制[35]:是指多功能沙发床㊁抽拉式折叠沙发等智能产品,其特征是在家具本体中植入传动机构或机械装置,通过手动操控家具㊁部件(构件)或组配件,实现智能家具产品的移动㊁翻转㊁折叠㊁旋转㊁拉伸等功能变换㊂
组合控制:以折叠式多功能桌㊁移动组合床等家具产品为主㊂其特征是通过组合或拆分技术[36],实现产品整体或局部的旋转折叠㊁拉伸㊁翻转㊁移动等功能变化㊂该类产品技术成熟,在桌椅类企业实施㊂
青藏线的风电子控制:主要是指电动升降智能桌㊁电动智能床㊁电动遥控翻板隐形床等产品㊂其特征是为满足家具的某些特定功能,在家具本体中植入机电一体化配件或者先进的电子科技产品,采用有线或无
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线的电子遥控㊁动作㊁轻按㊁触控等方式来实现,该
类智能家具市场前景较好㊂
数字控制(物联智能):主要是指智能按摩椅㊁
传感器干预的智能床㊁智能除湿/除臭/消毒衣柜鞋
柜㊁智能厨房家具等㊂其特征是为达到对家具产品
的功能控制,在家具本体中植入嵌入式系统㊁传感
器等智能系统或智能元器件,通过触碰㊁动作或移
动终端(如手机㊁平板电脑等)与无线网络来实现㊂
该类智能家具处于研发试制阶段,数量还较少㊂
2㊀中国智能家具产业与技术发展2.1㊀智能家居市场情况
据调查,从全球智能家居发展态势看,2016 2022年,全球智能家居市场规模年均增长率预计为14%,2022年预计达到1220亿美元㊂美国仍是引领行业发展的风向标,2016年智能家居市场规模已达97亿美元,约合人民币770亿元[37]㊂伴随新技术与家居的不断融合,智能家具产品类别也将会持续增多,用户市场普及率提高将是大势所趋㊂近10年来,中国智能家居产业规模也在迅速壮大,年均复合增长率在40%以上㊂统计数据如图3所示,2019年中国智能家居市场规模达到1876亿元,预计2020年将达到2371亿元㊂但中国智能家居的市场渗透率却仍不足5%,与发达国家相比,远远落后于美国(25%)与英国(18%),因此,中国智能家居产业仍有巨大发展空间[38-39]
图3㊀中国智能家居市场情况
Fig.3㊀China ssmarthomemarket
目前,智能家具作为智能家居的一个重要类别,虽然在整个智能家居市场份额中还不是很突出,但随着控制技术的发展,行业发展势头迅猛,其产品规模必定会有大幅度提升㊂
2.2㊀智能家具产业情况
在智能家具产品实践探索方面,国外设计师已经走在了前列[40-41],意大利设计师EdoardoCarlino设计的Hi⁃Can智能床,配备电脑㊁电视㊁游戏系统,让床变成了一个强大的娱乐系统;Vitra公司将一个个模块化六边形,设计成智能可调节沙发
LiftBit,可以通过手机操作改变每个座椅的高低和数量,在椅子㊁沙发㊁床之间任意切换,迅速成为具有革命意义的沙发;瑞士洛桑联邦理工学院的一研究者,通过模块间接口相互连接,由黑白两的圆球模块组成,发明了一种叫Roombots的智能家具,通过语音指令来实现移动等功能,具有明显的人工智能特征㊂
由于中国智能家具的研发起步较晚,所有技术还处在实验开发的初级阶段,完全做智能家具的企业还比较少,部分企业在自己传统产品中逐步开始推出智能化系列产品,如顾家家居推出的智能沙发㊁海尔家居推出的智能橱柜和智能餐桌㊁顶固家居推出的智能衣柜等系统智能家具单品等,这些新产品的推出,逐渐开始革新人们对传统家具产品的使用体验[4]㊂四川湍蛙
地球物理学会
近两年,随着互联网科技公司㊁传统家电企业㊁地产商之间的跨界合作不断涌现,智能家居以家庭为基础,考虑整个家居环境间的信息共享问题,为智能家具注入了新的方向㊂如家电巨头提出的U⁃home(远程控制家电)㊁小米提出的 开放㊁不排他㊁不独家 为原则构筑智能家居产品矩阵和生态链等,智能家具产品也逐渐进入数字智能(物联智能)时期,利用移动终端与无线网络,实现对家具的功能控制㊂同时,一些传统的家居企业开始转型智能家具的生产和研究,在智能家具的特征和技术需求上不断改进,为用户带来不相同体验,受到青睐㊂
总体上看,智能家具虽然极具创新和实用性,在一些企业中得到越来越多的产品展示,但从整个中国智能家具产业来看,品牌影响力还较低,技术创新还不够,与中国智能家居产业的快速发展相比,还需要从材料㊁设计㊁生产和销售等产业链共同发展和快速跟进[42]㊂
2.3㊀智能家具产品类型和控制方式发展情况2.3.1㊀智能家具产品的类型
目前中国智能家具主要呈现智能单品㊁不同产品之间的联动和不同类产品之间的融合与交互3种类型
㊂智能家具单品,主要是一些传统家具企业如上述所介绍的顾家㊁顶固等研发的智能衣柜㊁沙发㊁办公桌㊁座椅类等智能家具单品;不同产品之间的联动,集中在不同类家具产品硬件之间控制系统互用和信息互通共享上,由于这类产品受到接口的标准和通用问题,兼容起来往往也受到限制;不同类产品之间的融合和交互,以海尔打造的智慧生活
42
㊀第1期熊先青,等:中国智能家具产业现状与发展趋势
为主,从家居环境的整体考虑入手,通过U+大数据分析平台,将家具㊁家电㊁灯光㊁窗帘以及安防等系列的家居设备纳入其中,构建U+智慧家庭互联㊁云服务等平台㊂
安贞医院体检中心2.3.2㊀智能家具控制方式的变化
中国智能家居的控制方式,基本实现了多种形式的结合[43]㊂但对智能家具来说,基本上还是以机械控制和单品数字控制形式为主,与智能家居的大环境相融合还有一定的差距㊂现阶段中国的智能家具企业也开始联合学者,通过心率的㊁适度的㊁温度的㊁光杆的㊁距离的等传感器植入,结合智能家具不同产品之间的融合与交互,考虑整个家居环境和生活需求,进行智能家具系统自制控制系统的研发,将控制方式逐渐由人为到系统自动控制的方向转变㊂
2.4㊀智能家具技术发展情况
中国智能家具的技术发展虽尚未形成固定的技术体系架构,但逐步实现了跨平台互联互通㊁逐渐打破相互独立平台的限制,是不断进步㊁迭代更新的状态㊂结合智能家具的特征,一方面按智能家具单品爆发期㊁智能家具产品平台形成期和智能家具产品平台融合期的产业发展顺序,另一方面结合智能家具的自动化㊁联网化和智能化等技术发展顺序,从两个维度进行综合分析,如图4所示
图4㊀智能家具的不同技术㊁产业发展阶段及典型产品
Fig.4㊀Differenttechnologies,stagesofindustrialdevelopmentandtypicalproductsinsmartfurniture
㊀㊀由图4可知,智能家具技术是一个跨学科的复杂体系,很难从某一单方面进行具体技术界定㊂笔者结合自己的家具专业背景,综合相关文献研究[4],试图对常见的智能家具技术进行探索[44-45]㊂1)嵌入式系统技术㊂家具用嵌入式系统的发展催生了智能家具的出现,由于嵌入式操作系统种类多,应用时根据用户需求进行设计,在家具领域已得到广泛运用[46-47]㊂同时,嵌入式微控制器中单片机具有体积小㊁内存大㊁性能高的特点[48],在智能家具市场所占份额较大,应用也较为广泛㊂2)传感器技术㊂每一个现代化的技术项目都离不开传感器,由于传感器能把外界非电信息转化成电信号输出到家具产品中,使智能家具产品功能多样化,目前此技术已逐渐应用于中国的智能家具㊂
3)短距无线通信技术㊂在智能家居和智能家具快速发展的今天,需要智能化设备之间通信㊁数据传输和连接,由此诞生了以Wi⁃Fi㊁Bluetooth㊁Zig⁃Bee㊁NFC等为主的短距无线通信热点技术[49]㊂Wi⁃Fi技术主要在小家电与黑家电应用以及普及;Bluetoot
h主要用于可移动的智能家具产品,Bluetooth经过多轮技术迭代,逐步应用到办公家具产品中;ZigBee具有低成本与低功耗,适用于智能家居环境中的传感和控制场景;NFC最大优势是通信距离短,给环境带来高安全性,也适用于智能家具产品㊂
4)人工智能技术㊂虽然中国在大数据㊁云计算等相关技术已经走在了世界前列,但谷歌公司的AlphaGo㊁AlphaGoZero等AI产品由于深度学习等算法不断革新,造成中国通用型强人工智能技术的发展仍滞后于大众期望,因此,对人工智能技术如何在智能家具中得到应用,仍然是智能家具面临的新问题㊂
5)智能交互技术㊂目前,中国智能家具控制
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本文发布于:2024-09-24 06:22:29,感谢您对本站的认可!

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