摘  要

在后数字世界中，数字化已成为标配和新常态，这意味着数字化不再是产品与众不同的特征，用户不再对标准化、特征趋同的产品感到满意，个性定制成为产品差异化竞争的重要手段，产品CMF配置器利用了真实零时刻理论，协助用户在购买产品之前完成实现个性化、差异化设计。

本文在对产品CMF配置器进行分类梳理后，从用户体验角度总结归纳出产品配置器的十九个设计要素和九个开发流程，对未来产品配置器朝着更加智能、SaaS式线上运行、对接短路经济、与仿真系统结合、无缝连接WebAR等趋势进行预测，本文也对产品CMF配置器设计提出了诸如为用户提供的组件是否越多越好、收集用户数据是否越多越好等问题和反思。

关键词：产品设计；产品配置器；交互式3D工具；CMF；智能制造；ZMOT

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¹郝凝辉，中央美术学院教授

在后数字世界中,信息就是资产，但是超载的信息也会让人难以处理和应对，对于产品而言，如果没有专门的规格工具,复杂的参数大大影响产品的定制和销售。

产品配置器（Product Configurator）是一种交互式3D实时工具，通过提供内置组件和材料库中的选项******地满足用户个性化高度定制需求，无需手动创建报价和规格，使流程可视化和自动化，从而缩短从报价到制造的时间轴，交互过程看似简单，但配置器的内部隐藏了经过验证关联的可驱动的产品构造、组件、CMF等与产品主体的复杂关系。产品配置器是人工智能原理成功的应用之一。^[1]

一、后数字世界中的产品CMF配置器

当数字化已成为普遍甚至标准的事物，也意味着数字化不再是与众不同的特征，用户不再对标准化的产品感到满意，埃森哲CTIO Paul Daugherty将这种情况称为后数字世界并提出一个问题：“后数字世界并不意味着数字时代已经结束,相反，数字化是新常态，随着数字化特征趋同，什么能使产品与众不同？” ^[2] Davis在《来自未来的完美：大规模定制》一书中提出可在供应链中的各个点实现定制，并呼吁通过定制模式来推动现有制造范式的变革。^[3]

后数字世界的用户比以往任何时候都有更高的视觉期望，传统老套的产品目录展示和定制方式早已不再适用。产品CMF（颜色、材质、表面处理）配置系统可提升产品美学质量、避免过度设计、降低错误率、提高用户满意度、降低退货率、洞见用户心理、减少物理原型和开发周期的浪费。^[4]

云制造、云计算和在线可视化技术（WebGL、nity、RKit等）的兴起为消费者提供能够沉浸体验定制产品的机会。凭借云制造和24小时物流运输的能力，用户可以在配置完成几天内收到自己定制的产品。云计算为用户从任何地方和任何设备访问配置器提供技术支持^[5]、实现智能的参数设置与订单选配。^[6]

二、产品CMF配置器的分类

产品配置器可被输出为App版、网页版、电脑版和三维软件集成版（SolidWorks推出DriveWorks在线产品配置软件，KeyShot推出KeyShot Configurator）。

1.按产品可变组件分类

第一类 变量/变体产品配置器：在产品基本体上进行局部按需定制，形成不同变量。例如：某产品由4个组件组成，每个组件可进行5种变化，此产品的最终配置结果会有625个（54= 625）。

第二类 全组件产品配置器：每个组件都可以个性化定制，最终配置结果的数量相对庞大。

第三类 模块化产品配置器：采用ATO–按订单组装配置，例如，模块化仓储系统等。

第四类 参数化产品配置器：设计师通过参数化设计方法把直观参数通过内部设计逻辑进行处理并构思生成数十万种产品。

2.按目标用户分类

第一类 ERP营销产品配置器：使复杂产品可视化呈现^[7]。

第二类 电商平台产品配置器：通常嵌入网站并成为电商平台的一部分。

第三类 技术型产品配置器：为设计师和技术人员生成精确的物料清单或者用于制造的CAD文件。

第四类 内部协作配置器：作为内部工具帮助设计师、工程师以及决策者进行顺畅沟通，协作和共享参数配置是关键功能。^[8]

3.按开发技术分类

第一类 全三维交互式配置器：通过在Unity3D中导入三维模型、UV贴图、灯光贴图等资源、进行功能脚本设计、交互代码编写、添加UI控件，最后发布至电脑和手机端，形成可以实现实时渲染和交互的配置器。

第二类 伪三维烘焙交互配置器：通过大量各个角度的产品图片烘焙成为伪三维的产品模型。

第三类 二维静态图层式配置器：把每个可配置组件转换成透明PNG文件并保存成不同图层二维展示产品效果图，所有选定选项的组合显示为图层，二维静态配置器也可以预设不同的产品角度，但不能旋转和沉浸体验，适宜用于简单的商务网站。

图1 展示产品固定角度的伪三维图层式配置器（图片来源https://wpconfigurator.com/shoes/product/bobbo/）

图2 自行车定制设计伪三维图层式配置器（图片来源 https://www.myownbike.de/）

三、作为设计流程优化工具的产品CMF配置器

传统流程中，设计师在产品设计开发阶段耗费大量精力去揣测用户和预测市场，而产品CMF配置器可以以最简单、高效、低成本的方式对不同方案进行试错，避免传统开发流程中对CMF的反复验证以及在车间的复杂操作。作为设计流程优化工具的产品CMF配置器有如下优势： 

1.加快产品上市速度。

2.缩短新手设计师的学习时间。

3.实现按订单设计、按订单分布式制造、按订单组装。 

4.在设计复杂度高的产品类型中有助于模块化识别，复杂性增加了出错机会，作为设计工具的配置器可快速响应制造的高效策略并消除兼容性错误。

5.匹配DT（设计思维）的方案多次迭代理论，可在最初的概念形成阶段通过产品配置器快速审查并在最短时间内探索更多设计变量。

6.实现通用设计和公平设计。在非智能制造时代，普及通用设计很有难度，产品配置器对特殊群体则更尊重，例如，对产品组件左和右的位置等细节的定制使产品更公平。

四、作为改变定制经济“游戏规则”的配置器

后数字世界中，每个用户都希望在购买商品之前准确地看到自己所选定产品的尺寸、颜色、价格等，这比促销广告更真实。真实零时刻（Zero Moment of Truth）是由谷歌提出的用户购买产品之前在网络等媒介上对该产品的认知和研究阶段，据统计，有88％的消费者在购买前会进行调查，福布斯指出，ZMOT理论影响着当今的“永远在线”的消费者。产品配置器正是利用了真实零时刻理论，让用户正面接触产品并形成最初的购买刺激措施，甚至在云制造背景下，制造商可以让用户跳过第一和第二关键时刻（FMOT、SMOT），实现“制造即服务 ”直接进入最终的决策和分享时刻。一个简单的公式：创造无缝、个性化和可自定义购物体验的企业将在市场中获得更大收益。

图3 真实零时刻（图片来源：https://www.9spl.com/blog/zero-moment-of-truth）

不同于传统的线上购物，用户认为自己可以为自己配置“完美”产品。作为改变定制经济“游戏规则”的CMF配置器具有以下优势：

1.提高溢价。用户愿意多花30％-50％的价格为自己设计的独特产品进行情感投资。

2.利用禀赋效应帮助用户想象和形象化产品，行为经济学家Dan Ariely称之为宜家效应，自己配置和定制完成的产品在用户心中的价值被大大提升。

3.CPQ（配置，价格，报价）的综合解决方案可提高业务效率、弥合运营信息孤岛。

4.消除冗余、不必要的SKU和数据输入，缩短销售周期。

5.提高转化率，提高用户黏性和复购率。

6.控制和减少库存，减少退货率和购物车遗弃率。

五、产品CMF配置器的设计要素与设计流程

产品配置器的设计应利用感知和动机基本原理，设计的过程是设计师将现有知识映射到配置器的过程^[9]，产品CMF配置器的设计应采用以人为中心的设计思维（DT）的二元方法来解决用户体验问题，应以设计为导向探索问题来增强用户经验并解决复杂问题，而不是单纯的以技术为导向开发配置器。^[10]产品CMF配置器设计通常有以下要素：

1.简约至上。设计师应通过让产品参数、术语和表述浅显易懂等方式弥合用户需求和产品参数之间的语义鸿沟来提高产品配置器的性能。UI设计的繁简度会直接影响加载速度，一味地想通过看似精致强大的界面去吸引人，反而会因为过于花哨致使界面无法快速响应工作，最终效果适得其反。

2.信息扁平化呈现。一个复杂操作的UI很容易造成潜在用户流失，建议将导航层级减少至两个左右，可以配合使用简洁的垂直滑动选项；亦可以用图标代替冗长的导航以增加信息扁平度；对于无法实现扁平化的导航可以采用手风琴导航；隐藏浮动式导航（导航出现在用户与产品交互时）也是有效的扁平化方法，可减少视觉噪音。

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²制造及服务（MaaS）是指未来制造业就是服务业, 是有形商品生产效能最高、用户体验最优的商业模式。

3.易用（don’t make me think）。一个配置器通常有上千的变体/变型的可能，用户想要配置出自己最中意的产品并非易事，如果用户没有足够的技术和知识储备，他们通常会在产品配置过程中陷入困境、在继续与放弃之间做挣扎。产品配置器的UI需要为用户提供指导，使用户在配置体验中感到这是一个显而易见且不需过多思考的流程；为用户设计向导式的产品配置流程也可以使配置过程更简单。

4.加载和读取速度优化。影响加载时间的主要因素是3D网格的大小（多边形数量）以及纹理的大小和数量，为保证在移动设备以及浏览器流畅显示，可采用低多边形级别的3D建模策略来提供高性能显示。^[11]

产品CMF配置器UI的实时更新与快速响应也可使用户的体验感进一步升级，包括定义过程流畅、响应迅速且直观；用户操作模型放大、缩小、转动的速率要与手指操作0时差等。在节流的3G网络上测试产品CMF配置器时，大多数用户会变得不耐烦，几乎每个用户都做出相同操作：若在几秒内未感受到配置器响应则最多可以忍受重新加载页面两次，但极少用户会进行超过第三次的加载尝试，通常是选择直接放弃。^[10]

5.采用视觉面包屑呈现配置流程。视觉面包屑是在UI设计中辅助用户寻找路径的导航手段，能让用户知道自己现在处于的层级位置，并可方便地跳回上一层级。在配置器中引入视觉面包屑可以让用户清晰地看到自己处在哪个配置阶段，如有对前面配置层级更改的想法，可迅速前往指定区域进行修改，是提高配置便捷程度的有效办法。但是面包屑不可以代替主导航，它只是协助用户进行快速定位的次选项。

6.营造真实光影和细节。可采用基于物理规则的渲染模式（PBR），即使用真实的渲染/光照模型以及测量得到的表面值来准确地表示真实世界中的材质；此外，UV贴图和照明贴图的处理应反复调试至最真实状态，避免出现产品浅色区域曝光过度等失真的问题。

图5采用PBR渲染规则Alucobond配置器（图片来源：https://facademaker.alucobond.com）

7.提升沉浸感、个性化和交互性。产品CMF配置器的功能是为产品构造个性化变体，但产品配置器本身也需要被个性化设计以区分其它的同类配置器；也可引入AR和VR等技术增强交互性、沉浸感以提高体验。 

图6 丰田、爱克发的AR配置器（图片来源https://www.elementalsweb.com）

8.让用户愿意等待。产品CMF配置器可首先使用低分辨率纹理加载模型，然后再以高分辨率版本进行快速流式传输。

9.保持用户“记忆”。例如从用户上一次的配置中恢复记录、主动识别用户偏好、有针对性的推送产品活动信息等。[ ]

10.无摩擦设计。缺省状态下应提供一定程度的“推荐”预设，其余部分再交给用户自定义。完全空白的预设状态和强制搭配好的预设状态都会引起用户的不适，前者让用户觉得不知所措，后者让用户无法提起兴趣。解决方案是在开始配置前，通过一些简单的问题了解用户喜好，系统进行针对性的预设让用户认为这些推荐是有价值的。

11.使产品交互展示区域的面积******化并保留足够发挥空间，例如使用汉堡菜单，点击时会打开一个导航托盘，收起时节省屏幕交互区域面积。产品配置器UI的不同组件应主次分明，产品的交互展示区域应始终是焦点，因此在UI设计过程中要最先确定出交互展示区域的最小尺寸阈值（通常至少占到屏幕的50%），足够大的交互空间能让用户看到更多的产品细节，减少反复放大缩小视图的繁琐步骤。在网页版产品CMF配置器中使用响应技术、CSS技术可以始终进行适用于不同终端的外观调整，例如，Panorama Addon配置器提供了一个全宽的视觉体验，保证产品******可视性和多个选项。

12.采用拖放操作，让用户可直观地应用CMF选项。将颜色、材质、表面效果选项通过拖放方式直接置入产品不同区域是最直观、迅速的配置方法，拖放的交互方式使UI减少对产品不同组件的选项描述，将更多空间留给产品交互展示区域，也避免了非专业的用户因不了解产品各组件名称而造成配置困难。

13.预防错误配置，产生错误配置应实时反馈。用户有些配置不符合安全使用规则造成订单错误、退货换货，对于不可配置的红线应清晰预防，产品配置器应提供自动可行性检查以排除产品配置缺陷，防止在发送给制造企业的配置中留下错误隐患，从而使企业面临风险。

14.配置完成后形成完整的零件物料清单、CAD图纸和装配信息，可直接转入制造界面，传送给分布式制造商。

15.保持有趣。让用户感觉自己在“玩”产品，把配置过程模拟成玩乐高玩具般的体验，对个性化的用户和产品做出反馈并减少初次接触的障碍，最好的体验是让用户感觉产品配置过程更像是在玩一款3D游戏，从而提高兴趣、注意力以及成交率。不仅如此，游戏式的体验可吸引本无定制产品意向、只是抱着“玩玩看”心态的潜在用户转化成最终用户。

16.构建产品故事。通过个性化电影视频在产品CMF配置器中的置入，使用户配置的产品具有叙事性。产品配置器中的动画也是展示产品特定功能的良好途径，帮助消费者想象在特定环境中使用产品的情景。

17.支持速记配置输入代码，使经验丰富的操作员可直接输入代码生成几个常见的缺省配置。

18.形成概述。用户配置全部完成后形成概述以便于用户详细查看各个组件情况。

19.方便分享。用户倾向于在社交网络中分享自己的设计，这也为增加产品知名度、促进产品销售带来积极影响。后数字世界中，用户体验通常是轻松共享的，因为用户比企业更信任彼此。

图7四款不同的CMF配置器（图片来源https://www.configurator-database.com）

产品CMF配置器的设计流程：

1.定义目标和关键指标。需要解决什么问题？产品配置器的功能是用于激发设计师灵感还是进行实际生产自定义？答案取决于要定义的目标，设计师不能把自己的经验假设成用户的。

2.做减法。在头脑风暴后减少不必要的构想和操作步骤，让配置器保持简洁运行。

3.为配置器创建内容。取得渲染质量、读取速度和渲染性能之间的平衡。

4.建模和渲染。尽量少使用单独的材质、几何形状（网格）、纹理和多边形（三角形，四边形等）。保留的数字越少，产品配置器加载的速度就越快、效果越好。

5. 设置材料、贴图、网格。纹理的数量、尺寸（分辨率）都会影响性能。

6.使用Unity 3D等开发软件构建配置器和交互程序。

7.设计导航、微型叠加层、手风琴菜单和图标。

8.导出在线、iOS和Android终端的应用程序。

9.进行A/B测试和用户反馈收集：原型生成后应让不同的用户代表测试反馈，儿童的反馈有时会有很宝贵的启发作用，因为儿童的思维方式和细节关注点与成年人不同。

图8美的欧美市场外销产品CMF配置器设计（图片来源：作者设计）

六、产品CMF配置器的设计开发趋势：

趋势一：2D至3D转换。智能和易用是产品CMF配置器开发的重要趋势，例如ThreeKit 开发的产品配置器允许用户上传多张2D图片智能转换成3D模型并可以进行CMF自定义，ThreeKit使用WebGL和JavaScript API在兼容的浏览器中呈现交互式3D模型，无需使用插件，在服务器上托管系统，通过API和嵌入代码提供对数据的访问。

趋势二：以软件即服务（SaaS）的形式线上运行。避免用户更换设备需要重新下载和设置偏好，同时也为云制造的对接简化流程。

趋势三：配置智能制造接口、融合人工智能。由于通过配置器构造的产品具有完整的数字参数，为创建digital twin（数字孪生） 带来便利。

趋势四：对接短路经济，为更廉价的定制提供保障。产品配置完成后将与增材制造等短路制造 模式相连接，从定制到制造无需人工介入，系统之间数据自动传递并先后触发。^[13]与减材加工相比3D 打印的金属废料减少40%。95%-98%的废料可在 3D 打印中回收^[14]。

趋势五：可配置化比例逐步提高。用户可配置出无限数量的物料、产品变式和变体。

趋势六：配置器与产品仿真系统紧密结合。设计师用配置器构建新的产品后，可实时转入仿真系统对产品进行一系列的模拟检测，例如根据用户的配置结果仿真计算暖气的散热量。SimScale是德国的一款基于云计算的CAE仿真平台，它可在Web浏览器上使用，用户无需下载软件，在浏览器中上传自己的模型即可开始模拟仿真，这种基于云平台的软件可以与产品配置器无缝连接。

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³ThreeKit是Crate and Barrel，Steelcase和CIROC等创建3D渲染的业务，是位于芝加哥的初创公司的产品配置和可视化平台品牌商https://vrroom.buzz/vr-news/tech/threekit-turns-still-images-3d-experiences

 ⁴Digital Twin是指产品制造企业在交付一件产品的同时，生成与物理产品相匹配的数字产品模型，物理产品使用过程中的数据反馈可实时映射到数字孪生模型上。

 ⁵短路制造是指在3D打印、金属快速粘接等快速成型技术的背景下，产品从构思、设计到生产和制造的周期被大大缩短。

图9 摩托车设计仿真系统（图片来源：https://www.3dcadworld.com/using-simulation-guide-product-design）

趋势七：无缝连接WebAR，带来逼真的沉浸感体验；无缝连接ERP软件 ，用户配置可直接反馈到ERP终端；无缝连接到WooCommerce等商务网站，产品上线速度大大提高。例如，Expivi产品配置器较好的实现了交互式3D配置和AR的统一。^[15]

带有AR技术的产品CMF配置器可让用户虚拟地“试用”产品，用户购买前的预期与购买后的感受更加一致，避免产生期待落差，用户的置信度提高，购物车遗弃率也会降低。据调查，用AR帮助用户配置产品的企业，销售额可提升12％，在供应链成本方面可节省大量资金，71％的顾客表示，如果企业提供AR购物，他们会更频繁地消费。

VR产品CMF配置器比AR配置器具有更多的沉浸感，是整个产品配置行业的革命性方法，开发正逐渐被简化，例如，借助Google开发的Blocks软件，用户可在虚拟世界中构建3D模型。

图10  Program-AceVR酒店配置器（图片来源https://program-ace.com/success-stories/vr-hotel/）

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⁶ERP是Enterprise Resource Planning（企业资源计划）的简称，ERP是针对物资资源管理（物流）、人力资源管理（人流）、财务资源管理（资金流）、信息资源管理（信息流）集成一体化的企业管理软件,ERP管理的对象是企业整体的业务，包括销售、采购、生产、财务、质量等业务，还包括这些业务之间的串联。

七、总结

产品CMF配置器将是后数字世界中产品差异化竞争的重要工具，未来，凭借云制造和24小时无人值守物流运输的能力，用户可在配置完成几天内收到自己定制的产品。

产品配置器可被分成11个不同类别，其应用领域非常广泛。从设计角度，产品CMF配置器应具备：简约至上、信息扁平化、易用、加载速度优化、采用面包屑呈现流程、营造真实光影、提升沉浸感、让用户愿意等待、保持用户“记忆”、无摩擦设计、交互区域面积******化、采用拖放操作、预防错误配置、形成完整物料清单、保持有趣、构建产品故事、支持配置代码输入、形成概述、方便分享这19个设计要素。

产品配置器从出现伊始便不停迭代以适应快速变化的制造和购买环境，2D至3D智能转换、软件即服务（SaaS）形式线上运行、融合智能制造和AI、对接短路经济、增加无限数量的变体、与仿真系统结合、无缝连接WebAR和VR等将会是产品配置器创新的重要趋势。

尽管产品CMF配置器有这么多优势，但作为设计师应思考：所有的产品都适合用配置器进行配置吗？产品多样性的组件灵活定制可能导致产品质量下降。CMF配置器为用户提供的组件越多越好吗？有时一个产品不同组件与CMF结合的可能性多达几百万种，这不但给制造商带来极大的工作量也让用户感觉很累。配置器变得越聪明越好吗？当配置器可以更“贴心”地为用户轻松预设更好的选项，是不是意味着制造商已经收集了足够的诸如用户身体状况、住址、生活习惯等大量隐私数据？

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