針對(duì)下肢殘疾人群的健身鍛煉及器材設(shè)計(jì)研究

劉悅 林綺婷 陳晨

關(guān)鍵詞：下肢殘疾 健身鍛煉 健身器械 QFD KANO 優(yōu)差系數(shù)

引言

與一般人群相比，殘疾人患慢性病和繼發(fā)性疾病的風(fēng)險(xiǎn)更高，此外，由于身體和社會(huì)環(huán)境的限制，其健身娛樂(lè)的模式和機(jī)會(huì)大幅減少，包括無(wú)法進(jìn)入到公園、步道、公共設(shè)備、競(jìng)技場(chǎng)地等與健身運(yùn)動(dòng)相關(guān)的領(lǐng)域，無(wú)論是現(xiàn)階段的體育活動(dòng)環(huán)境、方案、態(tài)度、器材等諸多方面限制了殘疾人在社會(huì)層次上參與到健康運(yùn)動(dòng)，并往往會(huì)遭受到巨大的障礙[1] ，關(guān)愛(ài)弱勢(shì)群體例如抑郁癥、肌無(wú)力患者，語(yǔ)言障礙等弱勢(shì)群體的關(guān)懷需得到社會(huì)普遍認(rèn)同[2，3] 。

自1961年制定第一個(gè)無(wú)障礙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家在近幾十年里不斷完善其無(wú)障礙的實(shí)施;一些設(shè)計(jì)師將目光投向公共場(chǎng)合和家庭場(chǎng)合，促進(jìn)下肢殘障人士的居家使用、工作無(wú)障礙、人性化設(shè)計(jì)[4] 。通過(guò)健身設(shè)備進(jìn)行運(yùn)動(dòng)鍛煉是殘疾人實(shí)現(xiàn)有氧運(yùn)動(dòng)和增強(qiáng)肌肉群的主要途徑，盡管現(xiàn)有的健身設(shè)備數(shù)量眾多，但研究指出，這些設(shè)施對(duì)于殘疾人來(lái)說(shuō)可及性有限，對(duì)于身體/行動(dòng)有殘疾的人來(lái)說(shuō)是一種障礙。在中國(guó)，自“十三五”規(guī)劃中，關(guān)于《健康中國(guó)2030規(guī)劃綱要》中提出了維護(hù)殘疾人健康，殘疾人在我國(guó)社會(huì)當(dāng)中屬于特殊群體，處于較弱勢(shì)地位，該綱要中明確指出“進(jìn)一步保障和完善殘疾人的生活，幫助殘疾人享受小康社會(huì)成果。”殘疾人由于部分功能障礙，需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的體育鍛煉進(jìn)行修復(fù)訓(xùn)練，國(guó)務(wù)院發(fā)布的《全面健身計(jì)劃（2016-2020年）》，對(duì)于該時(shí)期下的殘疾人體育提出了新的符合時(shí)代發(fā)展的要求，國(guó)家通過(guò)頒布相關(guān)的政策和法規(guī)，體現(xiàn)了對(duì)于殘疾人的發(fā)展關(guān)愛(ài)。因此健身設(shè)備的可用性成為現(xiàn)在被衡量的一個(gè)重要領(lǐng)域，關(guān)于健身器材、健身人群、健身周邊配套產(chǎn)品等研究設(shè)計(jì)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)趨于普遍[5-8] ，但是針對(duì)殘疾人的健身器械的研究相對(duì)較少。根據(jù)國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）針對(duì)殘疾人士可用性的設(shè)施包括三個(gè)基本要素：效率、效果、滿意度。效率與參與活動(dòng)或者項(xiàng)目所需要的時(shí)間因素有關(guān);有效果即涉及用戶獲得健康利益[9] ;滿意度與用戶的感知相關(guān)，即在使用過(guò)程中的舒適感以及執(zhí)行鍛煉后的滿足感。因此本項(xiàng)研究在于觀察討論下肢殘疾用戶的鍛煉需求，尤其是對(duì)健身設(shè)備的基礎(chǔ)訓(xùn)練需求、期望型需求及吸引力需求，在KANO及QFD模型的基礎(chǔ)上對(duì)有針對(duì)性地對(duì)下肢殘疾用戶進(jìn)行健身鍛煉研究及器械設(shè)計(jì)[10] ，幫助他們正常開(kāi)展健身活動(dòng)，增強(qiáng)社會(huì)參與感和個(gè)人自信度。

一、QFD，KANO模型釋義

QFD（quality function development）是基于產(chǎn)品或者服務(wù)開(kāi)發(fā)時(shí)運(yùn)用的戰(zhàn)略性模型，是設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用系統(tǒng)方法，在于保證既定用戶或者市場(chǎng)的需求被精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品和服務(wù)設(shè)計(jì)中，開(kāi)展于20世紀(jì)70年代日本三菱重工，由質(zhì)量管理大師赤尾洋二（Yoji Akao）和水野滋（Shigeru Mizuno）提出，旨在時(shí)刻保障產(chǎn)品或者服務(wù)設(shè)計(jì)滿足客戶需求和價(jià)值[11] 。

K ANO由行為科學(xué)家赫茲伯格的雙因素理論啟發(fā)發(fā)展而成，于1984年在日本質(zhì)量管理學(xué)會(huì)JSQC發(fā)布標(biāo)志著狩野模式KANO模型的確立和魅力質(zhì)量了理論成熟，KANO主要定義了用戶三層需求，包含基本型，期望型和興奮型。其主要內(nèi)容包含從（1）用戶角度認(rèn)識(shí)產(chǎn)品或者服務(wù)需要，（2）問(wèn)卷調(diào)研的設(shè)計(jì)，（3）實(shí)施有效問(wèn)卷調(diào)查，（4）調(diào)查結(jié)果分類(lèi)匯總建立質(zhì)量原型，（5）分析質(zhì)量原型識(shí)別測(cè)量指標(biāo)的敏感性。國(guó)外針對(duì)運(yùn)用上述模型的研究案例包含，KANO模型可以從用戶的角度確定滿意度的維度，并成功的應(yīng)該是該模型從用戶的在線評(píng)論中羅列出了關(guān)于產(chǎn)品滿意度的采集和分析[12] 。關(guān)于QFD等模型的應(yīng)用研究在近年來(lái)也獲得了普遍認(rèn)同，例如通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查，基于QFD理論對(duì)智慧酒店人才培養(yǎng)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)證分析，展開(kāi)智慧酒店人才職業(yè)能力分析，提出智慧酒店人才培養(yǎng)新范式。QFD方法應(yīng)用現(xiàn)狀與問(wèn)題，結(jié)合天基海洋偵察監(jiān)視體系能力需求分析問(wèn)題特點(diǎn)，提出了一種基于模糊理論和灰色關(guān)聯(lián)度分析的改進(jìn)QFD方法，研究結(jié)果顯示QFD可為天基海洋偵察監(jiān)視體系的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供參考。QFD模型的應(yīng)用已經(jīng)廣泛深入到各行如軍事、醫(yī)療、酒店管理、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等，主要基于用戶的需求改良改善系統(tǒng)、產(chǎn)品或者服務(wù)的設(shè)計(jì)[13] ?；贙ANO，提出家用集成灶通過(guò)塊面結(jié)合、色彩對(duì)比統(tǒng)一、材質(zhì)協(xié)調(diào)細(xì)膩以滿足協(xié)調(diào)統(tǒng)一的感官體驗(yàn);通過(guò)提供良好的觀火體驗(yàn)、廚具匹配、食物定量功能并簡(jiǎn)化煙機(jī)的操作以滿足簡(jiǎn)化精細(xì)的交互體驗(yàn)[14] ，從工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，交互的需求不容忽視[15] 。綜上所述，KANO和QFD等模型在實(shí)際操作應(yīng)用中，企業(yè)基于全力以赴的滿足顧客需求為出發(fā)點(diǎn)，保證客戶的真實(shí)需求被切實(shí)滿足和解決，該類(lèi)模型有利于幫助產(chǎn)品或者服務(wù)的設(shè)計(jì)產(chǎn)出獲得既定用戶的滿意。

二、下肢殘疾人群分析及健身方法研究

（一）生理需求與心理需求：馬斯洛需要理論將人的需要從低到高劃分為：生理需要/安全需要/社會(huì)需要/尊重需要/自我實(shí)現(xiàn)需要/超自我實(shí)現(xiàn)需要。需求從生理需求的實(shí)現(xiàn)到超自我實(shí)現(xiàn)需求，從低層次到高層次。根據(jù)這一理論，對(duì)下肢殘疾人的現(xiàn)實(shí)生活需求和內(nèi)心心理狀態(tài)進(jìn)行了相對(duì)應(yīng)的分析。前者來(lái)看，現(xiàn)階段下肢殘疾人大多需要借助他人輔助或者支持類(lèi)設(shè)備協(xié)助才能完成一些社會(huì)活動(dòng)，即其獨(dú)立生活行為的發(fā)生比較困難，對(duì)于針對(duì)上半身的康復(fù)、日常鍛煉、提升等事項(xiàng)的行為更為困難，針對(duì)下肢殘疾人群的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及使用過(guò)程應(yīng)滿足安全性能;從后者來(lái)看，同時(shí)下肢殘疾人群由于部分功能障礙容易產(chǎn)生自卑焦慮情緒，而適度的健身鍛煉活動(dòng)有助于擴(kuò)寬社交范圍，提供與他人交流攀談的機(jī)會(huì)，增加社會(huì)融合度以及提升社會(huì)性參與感;亦可通過(guò)鍛煉上半身肌肉群及鍛煉身體的平衡、協(xié)調(diào)度完成一些較為常規(guī)生活事項(xiàng)，滿足個(gè)人的一些生活上的自主意識(shí)需求和提高心理健康的需求。

（二）健身器械調(diào)研分析：健身器材的調(diào)研分析主要基于生理需求，針對(duì)下肢殘疾人群的健身需求應(yīng)注重上半身的肌肉訓(xùn)練、平衡協(xié)調(diào)行訓(xùn)練、安全性等綜合因素。調(diào)研現(xiàn)階段市場(chǎng)上可獲取的對(duì)上半身肌肉群鍛煉和力量訓(xùn)練的器械有如下例子：蝴蝶機(jī)，主要鍛煉胸大肌為主的胸部諸肌，背部肌肉;啞鈴，主要鍛煉肩部，肱二頭肌，肱三頭肌，上臂部位;龍門(mén)架（繩），主要鍛煉部位是肩部，肱二頭肌，背部;牧師凳，主要鍛煉肱二頭肌，肩部;坐姿胸推器，主要鍛煉肱二頭肌，胸部諸肌，三角肌;坐姿卷腹器，主要鍛煉腹肌。以上調(diào)研健身器械產(chǎn)品多用于達(dá)到上半身訓(xùn)練的目的，針對(duì)的肌肉群落包括肩部，肱二頭肌、肱三頭肌，胸部，背部，腹部，三角肌等。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：上文中所闡述的健身器械多為市面上常見(jiàn)的可針對(duì)上半身各組織肌肉進(jìn)行健身鍛煉的器械，設(shè)計(jì)目的和適用范圍都比較親和于正常身體機(jī)能的人群，但是對(duì)于下肢殘疾人士進(jìn)行使用時(shí)仍存在諸多不便。

本項(xiàng)目中參與人員將對(duì)健身儀器進(jìn)行體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，由五名身體機(jī)能正常的學(xué)生自愿參與該運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目模擬，其主要在于模擬下肢無(wú)力人群的健身運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)，主要測(cè)評(píng)器材為肩部訓(xùn)練器、坐姿胸推器、賽艇式拉力訓(xùn)練器、T型劃船器、室內(nèi)單雙杠訓(xùn)練器、蹬腿訓(xùn)練器，所有實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所于南京林業(yè)大學(xué)體育館健身室提供和完成。模擬方法，兩名同學(xué)正常使用器械，并描述相關(guān)使用體驗(yàn)感受，通過(guò)視頻記錄健身設(shè)備的使用過(guò)程，用以觀察分析。三名同學(xué)進(jìn)行下肢無(wú)力情況的模擬訓(xùn)練場(chǎng)景，使用負(fù)重沙袋增加腿部重量，或者捆綁腿部及腳踝部位，用于提醒和限制下肢的自主發(fā)力，通過(guò)視頻記錄健身設(shè)備的使用過(guò)程，用于觀察分析。

表1是針對(duì)下肢殘疾人士使用健身器材的模擬實(shí)驗(yàn)記錄表，信息包含健身器材/設(shè)備名稱(chēng)，使用圖例，使用狀況說(shuō)明和弊端記錄分析，模擬實(shí)驗(yàn)主要在于切身感受下肢無(wú)力，下肢無(wú)法輔助情況下想要達(dá)到健身目的時(shí)的難度和現(xiàn)有健身的設(shè)備器械對(duì)于下肢無(wú)力或者下肢存在運(yùn)動(dòng)障礙人群的設(shè)計(jì)不合理之處。并根據(jù)QFD及KANO模型，針對(duì)既定用戶群的實(shí)際需求，結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)感受綜合分析，進(jìn)行有利于下肢殘疾用戶的健身器材的設(shè)計(jì)要素分析研究。所有該項(xiàng)目的模擬實(shí)驗(yàn)由南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院學(xué)生自主自愿參與完成并記錄過(guò)程。

三、QFD及KANO下的用戶需求分析及設(shè)計(jì)要素提煉

（一）基于模型的用戶需求分析：針對(duì)QFD和KANO模型所需要的既定用戶的需求分析，本項(xiàng)目中被調(diào)查者包括：1）不能行走的坐輪椅的人群;2）單腿殘疾需要支架行走的人群;3）腿部有畸形行走緩慢的人群;本問(wèn)卷由于受訪者的特殊性，共收到有效問(wèn)卷14份，在調(diào)查數(shù)據(jù)中顯示，93%的受訪者有過(guò)一些上半身鍛煉的經(jīng)歷，78%認(rèn)為進(jìn)行上半身的鍛煉是非常必要的，通過(guò)上半身的鍛煉在一些程度上是可以增強(qiáng)身體協(xié)調(diào)性，有塑形增加力量的作用。

針對(duì)市面上的可以鍛煉上半身的健身器材，下肢殘疾人群反映在使用時(shí)曾經(jīng)面臨的問(wèn)題困惑包括：腰臀處無(wú)固定設(shè)備，極其容易發(fā)生傾倒不平衡狀況;健身器材的使用過(guò)程中針對(duì)“進(jìn)、出”流程上有一定的障礙性，使用的體驗(yàn)感不佳;針對(duì)一些需要腿部做支撐的器材上，普遍反映是無(wú)法獲得專(zhuān)業(yè)有效的鍛煉效果;器材的尺寸設(shè)計(jì)忽視了下肢殘障人士使用需求;健身器材的整體都較為龐大繁重，對(duì)于下肢殘疾人群來(lái)說(shuō)存在者不可移動(dòng)不易操作等弊端。

KANO模型的需求分類(lèi)表，準(zhǔn)確定位設(shè)計(jì)要素?；谟脩粜枨笤u(píng)估的分類(lèi)表如表2所示。O：期望型需求;A：魅力型需求;M：基本型需求;R：反向型需求;I：無(wú)差異需求;Q：可疑結(jié)果。通常來(lái)說(shuō)基本型需求代表正常交流溝通中用戶不會(huì)刻意強(qiáng)調(diào)，但是產(chǎn)品或者服務(wù)中沒(méi)有就會(huì)被吐槽詬病，魅力型需求表明沒(méi)有此項(xiàng)功能用戶一般意識(shí)不到，但是具備此功能會(huì)讓用戶眼前一亮，反向需求代表?yè)碛写祟?lèi)功能會(huì)被用戶吐槽質(zhì)疑，無(wú)差異需求表示對(duì)參與調(diào)研的用戶來(lái)說(shuō)此功能無(wú)所謂，可疑結(jié)果一般不會(huì)出現(xiàn)，除非問(wèn)題設(shè)計(jì)的不合理或者客戶沒(méi)能很好地理解問(wèn)題、沒(méi)有認(rèn)真回答所設(shè)計(jì)的提問(wèn)。如圖1所示，關(guān)于KJ模型的用戶需求層級(jí)及KANO導(dǎo)向圖。

針對(duì)定位用戶的一級(jí)需求為日?？舍槍?duì)上半身的鍛煉，該鍛煉設(shè)備所具的二級(jí)需求包含關(guān)鍵元素：便捷、智能、安全、材質(zhì)、舒適、易用、鍛煉。其中二級(jí)需求中的安全和鍛煉數(shù)據(jù)表達(dá)為期望型需求，舒適和便捷表達(dá)為魅力型需求，智能、材質(zhì)、易用為無(wú)差異需求，即用戶對(duì)于鍛煉需求下的上半身部位，例如肩部，背部，胸部，腹部等鍛煉需要有期待型的高要求，對(duì)于使用過(guò)程中的安全性，具體表達(dá)為設(shè)備可提供的平衡穩(wěn)定性，和可固定裝備的配置具有期望型期待。

（二）優(yōu)-差系數(shù)分析：“Better-worse method”計(jì)算優(yōu)劣系數(shù)，“優(yōu)-差系數(shù)”表明一個(gè)函數(shù)可以提高滿意度或消除不喜歡的程度。較好，定義為滿意度系數(shù)后增加?！皟?yōu)”的價(jià)值通常是積極的，這意味著如果產(chǎn)品提供了某種功能或服務(wù)，用戶的滿意度就會(huì)提高。正值越大或越接近1，提高用戶滿意度的效果越強(qiáng)，滿意度提升的速度越快?！安睢钡目煞Q(chēng)為消除后的不滿意系數(shù)。更差的價(jià)值通常是負(fù)面的，這意味著如果產(chǎn)品不提供某種功能或服務(wù)，用戶的滿意度就會(huì)下降。負(fù)值越大或越接近-1，對(duì)用戶不滿意的影響越大，滿意度下降越快。因此，如圖2所示，關(guān)于優(yōu)差系數(shù)絕對(duì)值示圖，在為下肢殘障人士設(shè)計(jì)上肢健身產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮兩個(gè)絕對(duì)得分較高的項(xiàng)目的實(shí)施。計(jì)算如下：更好的/ SI =（A + O）/（A + O + M + I）;更糟的/ DSI =﹣1 *（O + M）/（A + O + M + I）。

關(guān)于健身設(shè)備的功能優(yōu)差系數(shù)值如表3所示。數(shù)據(jù)結(jié)果表明，便捷的正值系數(shù)為0.727，需求表達(dá)為用戶對(duì)于健身器材的可移動(dòng)性，可折疊等需求期待是積極的;鍛煉的正值系數(shù)為0.669，該健身設(shè)備能夠提供較專(zhuān)業(yè)的上半身訓(xùn)練是用戶所期待的，特別是基于背部、胸部、臂膀、腹部等肌肉的訓(xùn)練，和靈活協(xié)調(diào)性的訓(xùn)練;安全的正值系數(shù)為0.639，負(fù)值系數(shù)為-0.597，表達(dá)了用戶對(duì)于安全度的正向認(rèn)可，以及如果在不能保證安全性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中缺失該因素的考慮，用戶的不滿意情緒表現(xiàn)最高。

總結(jié)

下肢殘疾人群，由于身體部分功能受限，身體素質(zhì)下降，心理出現(xiàn)的自卑抑郁等癥狀可以通過(guò)增強(qiáng)健身鍛煉的方式得到緩和，在此研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存健身器械（上半身健身）對(duì)于該類(lèi)人群需考慮優(yōu)化進(jìn)程，其包括：尺寸設(shè)計(jì)的不合理性，可調(diào)節(jié)性差，穩(wěn)定協(xié)調(diào)設(shè)備的欠缺，材質(zhì)選擇欠妥;使用方式的差異性未考慮等。這些造成了下肢殘疾人士不能夠安全、方便、有效地運(yùn)用該類(lèi)器械進(jìn)行上半身的健身鍛煉。

文章通過(guò)KJ需求層級(jí)卡，結(jié)合KANO和QFD針對(duì)需求計(jì)算出了既定用戶切實(shí)所關(guān)心的器械改良設(shè)計(jì)點(diǎn)，對(duì)于便捷、鍛煉隸屬于期望需求;對(duì)于舒適、便捷隸屬于魅力型需求;對(duì)于智能、材質(zhì)、易用隸屬于無(wú)差異需求，并結(jié)合模擬實(shí)驗(yàn)法對(duì)于健身器材的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行了深化分析。