基于QFD的外賣電動車設計

呂中意，孫 婧，鄒叢爍，馮 海

(成都理工大學工程技術學院，四川 樂山 614000)

通過互聯(lián)網(wǎng)預定的餐飲商品(后文簡稱外賣)需通過較遠距離遞送才能到達消費者手中，遞送過程具有時效要求高、遞送地點分散、單個地點遞送量少[1]等特點。二輪電動自行車(后文簡稱電動車)靈活機動、方便省力，成為當前遞送外賣的主要交通工具。

目前電動車以載人為主，以外賣配送為核心功能的設計尚在探索階段。現(xiàn)有研究主要集中于兩個方面：其一，提出整體的設計方向，包括造型一體化、停車結構牢固靈活、儲物空間整齊有序[2]、騎行舒適安全[3]等，對用戶需求以感性評判為主，帶有較強的經(jīng)驗描述性質(zhì)；其二，針對局部結構提出改進設計思路，主要集中于掃碼及報警裝置[4]、路線提醒裝置[5]、智能化控制裝置[6]和箱架[7]等，解決了該類產(chǎn)品的部分設計問題。而外賣電動車的設計是一個系統(tǒng)性工作，它不僅是遞送工具，也是外賣行業(yè)的形象展示工具[8]，其設計過程是邏輯思維與形象思維并重的模糊性過程[9]，受到其功能結構、人機關系以及品牌、文化與造型特征等多重約束[10]，僅從設想推導設計思路或只著眼于局部結構都不足以形成良好的系統(tǒng)性方案。本文調(diào)研用戶需求，以需求和技術目標為導向建立質(zhì)量屋，以此指導初步設計；通過聯(lián)合分析法量化設計因素的評估權重系數(shù)，采用李克特量表和模糊矩陣對目標方案進行優(yōu)度評估，以指導深入設計，整體研究目標在于提升該類產(chǎn)品設計工作的科學性。

1 基于QFD的外賣電動車設計流程

1.1 質(zhì)量屋構建及設計流程

質(zhì)量功能配置(quality function deployment，QFD) 方法采用多層次分析法將客戶和市場要求轉(zhuǎn)化為設計要求、零部件特性、工藝要求和生產(chǎn)要求[11]，最終表達為質(zhì)量屋。以外賣電動車為設計對象的質(zhì)量屋構建流程為：1)采用觀察法、訪談法、問卷調(diào)查法三者結合，獲取用戶需求；2)采用層次分析法對用戶人員權重進行分配計算，對需求進行聚類和權重計算；3)由專家提出與需求相關的工程特性與技術要求并進行自相關分析和相關分析；4)通過市場競爭性評估建立各工程特性與技術要求目標值；5)依據(jù)前述因素與指標，構建質(zhì)量屋。具體流程與方法如圖1所示。

1.2 QFD需求模型及需求重要度

需求信息是設計的驅(qū)動力，也是設計工作中確定各工程特性的起步環(huán)節(jié)[12]。外賣送餐員是外賣電動車的核心用戶，目前全國有近120萬外賣送餐員，男性占比超70%，以20～35歲的青壯年為主。采用觀察法、訪談法、問卷調(diào)查法三者結合，對43名外賣送餐員(男性38人，女性5人)進行調(diào)研，采集其對送餐交通工具的使用需求。同時調(diào)研電動車總體設計師1人、結構設計師3人、生產(chǎn)技術員2人、電動車維修人員3人、采購及成本核算人員2人、營銷人員7人，采集其對外賣電動車設計的研發(fā)、生產(chǎn)、營銷等需求。構建外賣電動車需求模型如圖2所示。

根據(jù)其信息構成，需求模型的基本邏輯可以表示為：

圖1 設計流程與方法

A=A1∪A2∪A3

A1=P(ηij|λi)(i=1,2；j=1，…，x1)

A2=P(ηij|λi)(i=1,2,3；j=1，…，x2)

A3=P(ηij|λi)(i=1,2；j=1，…，x3)

式中：x1為被調(diào)研核心用戶數(shù)；x2為被調(diào)研研發(fā)人員數(shù)；x3為被調(diào)研相關人員數(shù)。

圖2 外賣電動車需求模型

對一線信息集Ⅳ采用親和圖法進行聚類整理與權重分配，得外賣電動車聚類需求權重為

1.3 工程特性與相關分析

邀請前述總體設計師、結構設計師、生產(chǎn)技術員組成技術專家團隊，根據(jù)聚類后各需求的詳情提出相關工程特性及技術要求，見表1。

表1 工程特性及技術要求

表1中工程特性及技術要求與一線需求之間的相關度可用表2所示的符號進行標識。

根據(jù)表1確定工程特性與技術要求之間的關聯(lián)性，可用表3的符號進行標識。

表2 工程特性及技術要求與一線需求相關度符號

表3 工程特性及技術要求之間關聯(lián)性符號

1.4 競品評估

競品評估包括競爭企業(yè)相關產(chǎn)品的市場評估和技術評估，前者關注競品對一線需求的滿足度，后者關注對工程特性及技術要求的滿足度，均采用李克特量表作為評估方法。市場評估結果=李克特量表加權平均值/5×權重，技術評估以李克特量表加權平均值為評估值，評估人員為本文1.2中所有人員另加本文作者共計65人。

1.5 構建外賣電動車QFD質(zhì)量屋

根據(jù)前文聚類需求及權重、工程特性與相關分析、競品評估結果，以一線需求及權重(重要度)為左墻、工程特性及技術要求關聯(lián)矩陣為屋頂、工程特性及技術要求為天花板、工程特性及技術要求與一線需求關聯(lián)矩陣為房間、競品市場競爭性評估為右墻、技術競爭性評估與目標為地下室，構建外賣電動車QFD質(zhì)量屋如圖3所示。

圖3 外賣電動車QFD質(zhì)量屋

2 外賣電動車設計

2.1 設計草案

草案是整個產(chǎn)品設計開發(fā)周期中的第一階段，對后期方案深化起著框架性作用[13]，在設計初期，應從更寬泛的視角和新的視點審視問題，避免過早定論和受到既成概念的影響[14]，常采用發(fā)散思維。外賣電動車的發(fā)散性設計在結構與操作約束基礎上進行，應建立合理的優(yōu)化設計選擇面，既延存既有屬性，又構筑新的造型設計方案，本研究前期草案如圖4所示。

圖4 外賣電動車發(fā)散性設計草案

2.2 草案評估與篩選

草案評估主要考量設計方案的新穎性與合理性。包含外賣送餐員4人、電動車總體設計師1人、結構設計師1人、生產(chǎn)技術員1人、營銷人員2人在內(nèi)的9人評估小組對圖4所示各方案進行技術要求評估。經(jīng)評估，前述6個方案中，方案5(綜合總分為87.68)、方案3(綜合總分為85.56)分別排名第一、第二，將其納入下一步優(yōu)化設計的范圍。因兩者分值差距較小，為保證設計工作的準確性，在深入設計之后，將進行以QFD質(zhì)量屋為評判內(nèi)容的全面評估，擇更優(yōu)者進行生產(chǎn)設計。

2.3 深入設計

2.3.1方案3的深入設計

1)外觀設計。

方案3通過輕巧輪胎及相對流暢的尾燈造型形成整車的流暢性特點，采取黑藍配色，外賣箱側面增加藍色吉祥物圖案，形成產(chǎn)品的視覺識別特征。具體設計如圖5所示。

圖5 方案3深入設計效果圖

2)關鍵結構設計。

外賣箱是保證餐品安全的核心結構，同時影響著操作的便利性和整個產(chǎn)品的成本，方案3中外賣箱包括前斗、中箱及連接結構。如圖6所示，前斗用于放置緊急外賣件或外賣送餐員的隨身小物；中箱為主要儲放裝置，既卡接在籠頭連桿上，也擱置在踏板上，位于送餐員與車架之間，較之現(xiàn)有外賣箱，其高度更低，有助于減少途中顛簸可能造成的外賣傾灑，如圖7所示。

圖6 方案3前斗

圖7 方案3中箱的分層結構

方案3的智能輔助結構集中于前端籠頭處，如圖8所示，電子屏用于顯示訂購信息、導航地圖和車輛控制信息；手機支架與USB數(shù)據(jù)插口解決手機放置和充電的問題；支架右側有快速鎖車按鍵，當需重新啟動電動車時，按下該按鍵并在屏幕上輸入密碼即可解鎖。

圖8 方案3智能輔助結構示意圖

2.3.2方案5的深入設計

1)外觀設計。

方案5通過防滑能力更好的寬車胎及相對方正的外賣箱形成穩(wěn)重的造型特點，采取黑黃配色，具體設計如圖9所示。

圖9 方案5深入設計效果圖

2)關鍵功能結構設計。

方案5外賣箱的關鍵結構包括快速撤裝卡槽、防撒漏卡件、箱蓋卡鎖等，具體設計如圖10～12所示?？焖俪费b卡槽解決騎行時箱體后滑脫落和外賣箱快速撤換問題。箱內(nèi)防灑漏卡件主要包括可伸縮擱板與卡帶，可伸縮擱板解決外賣多層疊放時不易取放、沒有壓板則容易傾倒的問題；卡帶有彈性，解決飲料搖晃灑漏的問題。外賣箱蓋的防盜結構主要為箱蓋上的卡鎖。

圖10 方案5外賣箱與后座面板快速撤換示意圖

圖11 方案5外賣箱內(nèi)的防灑漏卡件示意圖

圖12 方案5外賣箱蓋的卡鎖示意圖

方案5的智能輔助結構集中于前端籠頭處，基本結構與操作方式與方案3一致，如圖13所示。

圖13 方案5智能輔助結構示意圖

3 基于需求模型的設計方案評估

依據(jù)1.2中的聚類需求權重矩陣，邀請本文一線需求采集中所述的61位被調(diào)查者對上述2個優(yōu)化方案進行評估，評估內(nèi)容為“餐品安全、車輛安全、美觀新穎、成本控制、簡潔操作、智能輔助”所包含的22項詳細需求，R表示方案評價矩陣，R3為方案3的評價矩陣，R5為方案5的評價矩陣，以R3為例：

ηij=(3.27，3.00，4.42，3.61，4.95，5.31，10.30，3.20，8.67，9.98，5.20，2.27，4.85，2.43，1.98，6.07，8.04，2.43，2.75， 3.40，1.76，2.09 )

因“穩(wěn)定性、流暢、新穎、操作便捷”需求權重明顯大于另外的18項需求，適宜采用主因素決定型模型進行運算，該模式記為：Z(∧，∨)，∧表示取小，∨表示取大。

方案滿意度評價值U3計算公式如下：

U3=ηij·R3j

式中：R3j為方案3各聚類需求權重。則U35=(0.95∧3.27) ∨(0.68∧3.00) ∨(0.68∧4.42)∨(1.14∧3.61) ∨(0.59∧4.95) ∨(0.91∧5.31) ∨(0.77∧10.30) ∨(0.50∧3.20) ∨(0.55∧8.67) ∨(0.86∧9.98) ∨(0.41∧5.20) ∨(0.59∧2.27) ∨(0.68∧4.85)∨(0.91∧2.43) ∨(0.68∧1.98) ∨(0.68∧6.07) ∨(0.18∧8.04) ∨(0.59∧2.43) ∨(0.82∧2.75) ∨( 0.68∧3.40) ∨(0.86∧1.76) ∨(0.14∧2.09 )=1.14，表明對于方案3，受訪者認為達到“非常滿意”的數(shù)值是1.14。依次輸入，得到U34=1.45，U33= 0.91，U32=0.41，U31=0.27，為便于使用百分比進行表示，將以上數(shù)據(jù)歸一化處理得到：U3=(0.272 7,0.346 9,0.217 7,0.098 1，0.064 6)，表示對2個方案的22個評估因素進行評價，受訪者認為設計方案3為5級(非常滿意)、4級(滿意)、3級(一般)、2級(不滿意)、1級(非常不滿意)的人數(shù)分別占總人數(shù)的27.27%，34.69%，21.77%，9.81%，6.46%，方案3綜合評價結果為滿意,認為一般的人數(shù)多于非常滿意人數(shù)。

相同方法運算方案5中的評估結果，可得U5=(0.337 6，0.383 6，0.173 9，0.069 1，0.035 8)，受訪者認為設計方案5為5級(非常滿意)、4級(滿意)、3級(一般)、2級(不滿意)、1級(非常不滿意)的人數(shù)分別占總人數(shù)的33.76%、38.36%、17.39%、6.91%、3.58%，方案5綜合評價結果為滿意,認為非常滿意的人數(shù)明顯多于一般人數(shù)。

綜合來看，2個方案綜合評價結果雖均為“滿意”，但方案5中的“非常滿意”、“滿意”評價明顯多于方案3，而方案3的“一般”、“不滿意”和“非常不滿意”評價多于方案5，因此方案5適合作為最終方案進行深層次的生產(chǎn)設計與樣品制作。另外，從各因素詳細評估數(shù)據(jù)看，在生產(chǎn)設計環(huán)節(jié)，方案5需優(yōu)化“標準化生產(chǎn)”和“成本控制”兩項。

4 結束語

外賣電動車設計是一個依托靈感與外觀感受的模糊性過程，也是一個多目標混合與優(yōu)化配置的理性過程。用戶需求與重要度分析是外賣電動車設計的起步環(huán)節(jié)，本文通過調(diào)查和聚類分析提出餐品安全、車輛安全、美觀新穎、成本控制、簡潔操作、智能輔助六大用戶需求，通過層次分析量化設計因素的評估權重系數(shù)，根據(jù)聚類需求及權重、工程特性與相關分析、競品評估結果建立外賣電動車的QFD質(zhì)量屋，以此指導完成多款設計方案，為同類產(chǎn)品的系統(tǒng)性設計提供可參考的方法。