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)

早在1984年美国首先提出“智能家居”的概念，United Technologies Building System以建筑设备整合化、信息化的“智能型建筑(intelligent building)”，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]。国内外对于智能家居的研究热度也开始迅速攀升，研究的焦点也开始从智能家居产品转向智能家居环境系统设计与实现[2]。

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]。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。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]。

Du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。

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。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]、熊先青等[13-14]分析了家具先进制造的思维、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]。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。与此同时，熊有伦[20]、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。

目前，中国智能家具的理论研究整体上还处在初级阶段。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、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。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]。

基于此，本研究在文献查阅、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、智能家居、智能家具制造、智能家居技术体系等关键词，共查阅到现有文献近2 000篇，智能家居的文献1 500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。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。

1 中国智能家具产业发展的主要特征

1.1 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。可以概括为5个阶段，即萌芽阶段、开创阶段、徘徊阶段和融合演变阶段、快速推进阶段[31-32]。

图1 中国智能家具发展历程Fig. 1 The development of smart furniture in China

20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。

21世纪伊始，中国扎堆出现了智能家居研发和制造企业。以家电产品的智能化为主，智能家居开始建立市场营销、技术培训体系，智能家具以组合智能的形式出现。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。

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。2005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。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。此时，国外智能家具品牌逐渐进入中国市场。

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。

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。

1.2 中国智能家具产业的发展特征

1.2.1 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。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2 中国智能家具产业的主要特征Fig. 2 The main characteristics of China’s smart home industry

2010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。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。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。

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、家庭摄像头、智能插座等无线智能单品，由此一些操作更加简单、控制途径更加集约化和远程化、时间渗透更加碎片化、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、通信标准不统一、体系不完善等问题。

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。至此中国智能家具又迎来数据驱动、人工智能等多元发展的新时代。

1.2.2 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。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、组合控制、电子控制、数字控制等技术系统构成[4]。

机械控制[35]:是指多功能沙发床、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、部件(构件)或组配件，实现智能家具产品的移动、翻转、折叠、旋转、拉伸等功能变换。

组合控制:以折叠式多功能桌、移动组合床等家具产品为主。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、拉伸、翻转、移动等功能变化。该类产品技术成熟，在桌椅类企业实施。

电子控制:主要是指电动升降智能桌、电动智能床、电动遥控翻板隐形床等产品。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，采用有线或无线的电子遥控、动作、轻按、触控等方式来实现，该类智能家具市场前景较好。

数字控制(物联智能):主要是指智能按摩椅、传感器干预的智能床、智能除湿/除臭/消毒衣柜鞋柜、智能厨房家具等。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、传感器等智能系统或智能元器件，通过触碰、动作或移动终端(如手机、平板电脑等)与无线网络来实现。该类智能家具处于研发试制阶段，数量还较少。

2 中国智能家具产业与技术发展

2.1 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1 220亿美元。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]。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。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。统计数据如图3所示，2019年中国智能家居市场规模达到1 876亿元，预计2020年将达到2 371亿元。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3 中国智能家居市场情况Fig. 3 China’s smart home market

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。

2.2 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Edoardo Carlino设计的Hi-Can智能床，配备电脑、电视、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、沙发、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群研究者，通过模块间接口相互连接，由黑白两色的圆球模块组成，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。

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、海尔家居推出的智能橱柜和智能餐桌、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]。

近两年，随着互联网科技公司、传统家电企业、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。如家电巨头提出的U-home(远程控制家电)、小米提出的“开放、不排他、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。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。

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、设计、生产和销售等产业链共同发展和快速跟进[42]。

2.3 智能家具产品类型和控制方式发展情况

2.3.1 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、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。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、顶固等研发的智能衣柜、沙发、办公桌、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、家电、灯光、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、云服务等平台。

2.3.2 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]。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。现阶段中国的智能家具企业也开始联合学者，通过心率的、适度的、温度的、光杆的、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。

2.4 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、逐渐打破相互独立平台的限制，是不断进步、迭代更新的状态。结合智能家具的特征，一方面按智能家具单品爆发期、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、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4 智能家具的不同技术、产业发展阶段及典型产品Fig. 4 Different technologies, stages of industrial development and typical products in smart furniture

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。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]。

1)嵌入式系统技术。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]。同时，嵌入式微控制器中单片机具有体积小、内存大、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。

2)传感器技术。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。

3)短距无线通信技术。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、数据传输和连接，由此诞生了以Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee、NFC等为主的短距无线通信热点技术[49]。Wi-Fi技术主要在小家电与黑色家电应用以及普及；Bluetooth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。

4)人工智能技术。虽然中国在大数据、云计算等相关技术已经走在了世界前列，但谷歌公司的AlphaGo、AlphaGo Zero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。

5)智能交互技术。目前，中国智能家具控制终端的语音识别技术，多数依靠智能手机，但在应用智能家居环境中，对复杂场景时还不够完善。需要发展虚拟(增强)现实技术(VR/AR)，并在近眼显示、追踪交互、异构计算等技术环节仍需提升。

综上所述，尽管中国智能家具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，中国智能家具技术水平也一定会实现质的飞跃。

3 中国智能家具产业发展的挑战与机遇

3.1 解决的问题

1)智能家具的标准比较匮乏[50]。虽然中国智能家具起步时间短，但由于中国智能家具的市场十分广阔，因此，智能家具单品种类繁多、控制系统多。但产品与产品之间没有统一的技术标准和通信协议，各个单品间互不兼容，不能实现互联互通，造成整个智能家居系统整体运作困难[51]。因此，中国智能家具的标准化进程是智能家具产业发展的首要任务。

2)技术难融合问题亟待解决[4]。中国智能家具虽然逐步实现了从单一产品到跨平台互联互通的发展。但如何突破新技术与家居环境、家具企业的生产工艺相融合，摆脱智能家具对机电、电子信息产业核心技术的依赖，进行基于智能家具平台化的研发，也是目前急需解决的重点。

3)降低操作难度。智能家具凭借高新技术的特点，刺激了消费需求，但在产品的实际使用过程中，因为复杂繁琐的操作为用户带来烦恼，甚至影响用户体验。因此，如何以最简洁的方式降低操作难度，也是未来智能家具发展应考虑的因素。

4)降低安全风险。互联网和大数据技术的快速发展，为各行各业带来便利的同时也将安全隐患涵盖其中，智能家具亦是如此。因此，如何在应用互联网、大数据等技术手段时，不因智能家居环境及智能家具产品造成用户信息的泄露，进行最大程度的保护，也是发展智能家具需要思考的问题。

5)合理控制价格。与传统家具相比，虽然智能家具无论在技术上还是功能上都有很大突破，但价格却很昂贵。因此，中国智能家具的发展，除了在技术上进行突破外，如何将产品价格控制在合理范围，也是应该思考的问题。

3.2 发展机遇

1)无线网络技术的发展。短路无线通信技术已经作为智能家具发展的主要技术，特别是无线保真(Wi-Fi)、紫蜂协议(ZigBee)、蓝牙传输技术(Bluetooth)等无线网络技术正如火如荼地发展，该技术能将信息和数能与家具融合，使家具的功能化、智能化由被动变主动，在方便人们使用和交互的同时，加深对智能家具的新认识。因此，该技术的发展亦可推动智能家具行业的发展。

2)大数据平台的建立。中国智能家具发展的最大特点是逐步实现跨平台互联互通，通过大数据平台的整合，不仅仅是物品也包含人们的生活环境已经被互联网笼罩下的大数据所包围，这也为智能家具互联、融合的发展方向提供了庞大的平台，人们的生活也将因为智能家居环境和智能家具的到来而改变。

3)潜在消费需求的推动。随着中国网民渗透率的不断增加，信息技术、数据技术和网络连接技术的变革已经到了一个崭新时代。作为数字家庭中的重要一员，智能家具具有非常重要的位置，家具智能化将是传统家具企业发展的重要突破口。

4)泛家居企业助力。中国的智能家具每年都会以不同形式出现，特别是感知、思维、智能一体化的家居系统的建立，推出了融合大家居发展的新战略。因此，传统家具企业完全可以借助泛家居行业的顺风车，为共同打造智能化的家居环境、家具产品助推企业转型升级。

4 结 语

在中国家具产业转型升级的关键时期，无论是制造模式还是家具产品的形式上，都与数字化、智能化的时代背景紧密相关。由于中国智能家具受到控制方式和关键技术的制约，虽然目前还处在初级阶段，智能家具品牌影响力还很低、产业还没有真正地实现，甚至理论研究和单一智能家具产品的实践也还很薄弱，但市场需求巨大。因此，如何在数字化、人工智能、互联网+等新技术的快速发展下，实现中国智能家具的技术革新，快速融入智能大家居环境的平台和系统中，满足人们对美好家居生活的追求，对学者研究、生产企业制造和市场开发商们来说，既是挑战也是机遇。通过对智能家具的发展情况进行简要综述和探索，希望能为传统家具产业向智能家具转型和升级过程中，如何从技术上进行创新、从品牌影响力上占领家具市场提供思路，也为世界了解中国智能家具的发展情况提供帮助。