以用戶需求為導(dǎo)向的嬰兒車體功能設(shè)計(jì)

吳曉莉，洪 壯

(1.南京理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)與傳媒學(xué)院，江蘇 南京 210094)(2.河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院, 江蘇 常州 213022)

隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用戶需求也在不斷改變。在嬰兒車體設(shè)計(jì)中，功能是車體最重要的本質(zhì)。Ulrich等[1]在車體功能設(shè)計(jì)方面多采用功能建模的方法，Kano等[2]在用戶需求方面提出了消費(fèi)者需求模型。Garmer等[3]提出了用戶參與的需求獲取方法。Kumar等[4]以用戶行為為切入點(diǎn)進(jìn)行用戶需求研究。Galvao等[5]通過建立設(shè)計(jì)功能-任務(wù)-設(shè)計(jì)矩陣，得出了感知層次方面的用戶需求。Stone等[6]采用定量化的方式建模產(chǎn)品功能。Wang[7]提出了一種功能設(shè)計(jì)的分析方法，幫助設(shè)計(jì)人員根據(jù)預(yù)測(cè)功能行為做出設(shè)計(jì)決策。吳曉莉等[8-13]采用引入形態(tài)矩陣的方式對(duì)兒童自行車、輪椅等進(jìn)行設(shè)計(jì)。胡鑫朋[14]將模糊層次分析法與FAST(function analysis system technology)法進(jìn)行了整合。劉曉敏等[15]提出引入作用流的概念來進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特征建模。項(xiàng)媛媛[16]引入質(zhì)量功能展開技術(shù)研究了顧客導(dǎo)向產(chǎn)品。秦雄等[17]將FAST法和TRIZ理論進(jìn)行整合，對(duì)結(jié)構(gòu)中存在的問題進(jìn)行優(yōu)化處理。何月雯等[18]將KJ法(又叫親和圖法)和Kano模型進(jìn)行整合，構(gòu)建產(chǎn)品功能的組合設(shè)計(jì)法。梁瑞等[19]結(jié)合功能進(jìn)化改進(jìn)定律從功能層面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。鑒于此，本文將用戶需求的研究與車體功能設(shè)計(jì)相結(jié)合，提出整合Kano、QFD(quality function development)和FAST組合功能的設(shè)計(jì)方法。

1 基于Kano的嬰兒車體用戶需求分析

1.1 用戶需求層次化分析

本文首先通過調(diào)查、訪問用戶，篩選過濾用戶需求，整理得到三級(jí)需求卡片。隨后將滿足同一需求的三級(jí)需求進(jìn)行歸類形成二級(jí)需求。通過KJ法整理用戶需求，得到8項(xiàng)二級(jí)需求：便攜性、儲(chǔ)物性、可組合性、可拆卸性、可折疊性、可推行性、可坐臥性、穩(wěn)定性。最后將通過訪談得到的8個(gè)初始用戶需求項(xiàng)，分別設(shè)置成正反兩個(gè)方向的問題，形成Kano問卷。

1.2 建立Kano定量化模型

(1)

(2)

(3)

式中：i為用戶編號(hào)，i≥1；I為用戶總體數(shù)量；xij為第i個(gè)用戶對(duì)不提供車體功能uj的滿意度；yij為第i個(gè)用戶對(duì)提供車體功能uj的滿意度；wij為第i個(gè)用戶對(duì)車體功能uj的重要度感知。

利用式(2)計(jì)算提供便攜功能時(shí)用戶平均滿意度為

利用式(3)計(jì)算用戶對(duì)于便攜功能的平均重要度感知為

同理分別計(jì)算其他的車體功能屬性，得到的結(jié)果見表1。

表1 Kano模型平均滿意度評(píng)分表

1.3 確定用戶需求屬性類別

在Kano用戶需求二維象限圖(圖1)中標(biāo)出便攜功能屬性的正反平均滿意度數(shù)值對(duì)(3.083，3.833)。將該數(shù)值命名為功能1，可以判斷出便攜功能屬性為規(guī)范需求。以同樣方式評(píng)估其他功能，將所得車體功能的平均滿意度/不滿意度結(jié)果填入表1中。

經(jīng)計(jì)算可知，便攜功能(功能1)、穩(wěn)定性(功能7)、可坐臥性(功能8)為規(guī)范性需求；儲(chǔ)物功能(功能2)、可組合性(功能3)、可拆卸性(功能4)為興趣需求；可折疊性(功能5)、可推行性(功能6)為基本需求。

2 整合FAST法及QFD的功能系統(tǒng)分析

2.1 構(gòu)建“需求-功能”QFD矩陣模型

本文采用FAST法分析用戶需求，利用FAST法依照嬰兒車結(jié)構(gòu)自上而下進(jìn)行分解，將嬰兒車分解為乘坐、移動(dòng)、保護(hù)、折疊四大功能系統(tǒng)。將各功能結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的車體功能定義為三級(jí)功能，并通過歸類形成二級(jí)基本功能。本文建立的“需求-功能”質(zhì)量屋矩陣模型見表2。

圖1 Kano用戶需求模型二維象限圖

從不同角度對(duì)質(zhì)量屋模型進(jìn)行檢查，通過補(bǔ)充必要功能和刪除多余功能，最終形成以用戶需求為導(dǎo)向的功能系統(tǒng)，如圖2所示。

表2 嬰兒手推車“需求-功能”質(zhì)量屋矩陣模型

圖2 嬰兒車體功能展開圖

2.2 構(gòu)建“功能-零部件”QFD模型

根據(jù)嬰兒車體結(jié)構(gòu)零部件與“功能-零部件”質(zhì)量屋模型，建立目標(biāo)功能與車體零部件之間的相關(guān)關(guān)系，見表3。

表3 嬰兒手推車“功能-零部件”質(zhì)量屋模型

檢查質(zhì)量屋模型，確保每項(xiàng)功能都有相應(yīng)的零部件與之對(duì)應(yīng)，且在相關(guān)關(guān)系中至少存在一項(xiàng)“強(qiáng)相關(guān)”符號(hào)。更新車體功能結(jié)構(gòu)，形成新的嬰兒車體零部件展開表(表4)。

表4 嬰兒車體零部件展開表

3 嬰兒車體功能設(shè)計(jì)

根據(jù)Kano、QFD及FAST分析得到的“需求-功能”質(zhì)量屋及“功能-零部件”質(zhì)量屋展開表，即可明確所要設(shè)計(jì)的嬰兒車需求。設(shè)計(jì)優(yōu)化過程如下：

1)嬰兒車體便攜、折疊功能設(shè)計(jì)分析。

細(xì)化設(shè)計(jì)方案如圖3所示，有4種車體結(jié)構(gòu)可供選擇。通過篩選分析，選擇方案三。

圖3 嬰兒手推車車架方案

2)嬰兒車可坐臥功能設(shè)計(jì)分析。

坐立、躺臥、親子互動(dòng)需求可歸類為嬰兒車可坐臥功能設(shè)計(jì)，所對(duì)應(yīng)的車體結(jié)構(gòu)有椅背、座墊、腳踏板和座椅方向調(diào)節(jié)器。將兒童座椅調(diào)整為坐立模式、親子模式、躺臥模式，如圖4所示。

圖4 嬰兒手推車功能模式轉(zhuǎn)換

3)嬰兒車儲(chǔ)物功能設(shè)計(jì)分析。

放置物品、方便購物等需求可以歸類為儲(chǔ)物功能設(shè)計(jì)，儲(chǔ)物裝置設(shè)計(jì)為輕便型置物籃更方便折疊，如圖5所示。

圖5 嬰兒手推車置物籃

4)嬰兒車安全舒適性設(shè)計(jì)分析。

適應(yīng)不平路段、不顛簸、安全性高、舒適性高等需求可以歸類為穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，車體的減震結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 車體減震結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

本文利用定量化的Kano模型對(duì)用戶需求數(shù)據(jù)進(jìn)行定量化的分析，通過整合Kano模型和QFD理論確定用戶需求和設(shè)計(jì)需求的權(quán)重，從而建立起用戶需求與車體功能之間的匹配關(guān)系。文中提出的整合Kano、QFD和FAST的車體功能設(shè)計(jì)方法，通過嬰兒手推車的設(shè)計(jì)實(shí)踐對(duì)其有效性和合理性進(jìn)行了驗(yàn)證，證明有將該方法擴(kuò)展到其他車體功能設(shè)計(jì)領(lǐng)域的可能。