基于卡諾模型和極端用戶法的電動代步車設計

池寧駿，王弓月

基于卡諾模型和極端用戶法的電動代步車設計

池寧駿，王弓月

（西安科技大學，西安 710054）

為有效滿足非主流用戶的特殊需求，并解決傳統(tǒng)卡諾模型研究中常常忽略的反向需求和魅力型需求等問題，通過對現(xiàn)有卡諾模型應用案例的研究分析，提出一種針對卡諾模型的改良方法。將極端用戶法引入卡諾模型中，提高卡諾模型對特定人群分析的準確度。利用卡片分類法將以往難以通過語言準確傳達的描述信息視覺化，將用戶難以直觀表達的喜好和需求數(shù)據(jù)化，從而提高用戶研究的真實性和準確性。通過用戶旅程圖，挖掘用戶在使用過程中的痛點，以尋求更加有效的改進方案。最終通過模糊綜合評價法驗證了新設計方案的有效性。以電動代步車為設計案例，提取、分析了非主流用戶群體的特殊需求，驗證了該方法的有效性，為將來的卡諾模型研究提供了新思路。

工業(yè)設計；卡諾模型；極端用戶法；電動代步車

工業(yè)設計研究人、產品和環(huán)境之間的關系，這種關系存在復雜性與不確定性[1]，因此設計行為需要成熟有效的設計方法的指導。在眾多設計方法中，卡諾模型[2]在用戶需求研究中發(fā)揮了不可替代的作用。例如黃文詩等[3]進行了基于卡諾模型的便攜式智能電動滑板車的改良設計；雷穎絜等[4]進行了基于卡諾模型的商用車市場需求分析；郭洋等[5]進行了基于卡諾模型的轉向盤表面材質手感分析?？梢园l(fā)現(xiàn)，研究者們關注的重點集中在卡諾模型坐標圖的期望型需求曲線上，對基本型需求、魅力型需求和反向需求缺乏關注，相應的調研數(shù)據(jù)往往處于缺失狀態(tài)。例如李永鋒等[6]的《基于卡諾模型與聯(lián)合分析的老年人APP用戶體驗優(yōu)化設計方法》一文中，在“用戶體驗指標的卡諾類別”一圖中無關需求和逆向需求兩欄的所有數(shù)據(jù)均為零，這顯然是一種不合理現(xiàn)象。發(fā)掘魅力型需求對創(chuàng)造顛覆性突破來說至關重要，忽視基本型需求和反向需求可能導致用戶的不滿意度上升，從而導致顧客流失。這些現(xiàn)象在卡諾模型的研究中亟待改進。

針對這些缺陷，可以通過引入IDEO公司的極端用戶法[7-8]予以改善。當前產品更新?lián)Q代速度大幅加快，敏捷開發(fā)方法被普遍接受。此時傳統(tǒng)問卷調研方法周期長、見效慢的缺陷暴露無遺。IDEO設計公司在為禧瑪諾設計自行車變速器的項目中成功運用了極端用戶方法，僅通過專家選取了30位長期未使用自行車的極端用戶，就獲得了更為有效的調研數(shù)據(jù)，并縮短了項目周期。該方法不再將以往隨機抽取的大量普通用戶作為調查的主要對象，而將關注點集中在對產品有濃厚興趣、具有長期使用經(jīng)驗的少數(shù)專家級用戶以及從來沒有使用過該產品的非用戶上。因為在多數(shù)情況下，主流用戶并沒有明確的意見或主張，也難以通過他們得到高質量的反饋。然而，經(jīng)過人為挑選的少量極端用戶，可以提供更有針對性的反饋結果。通過引入極端用戶法，研究者可以通過卡諾模型的5種需求尤其是魅力需求和反向需求獲得更加全面深刻的了解，有助于設計出更符合用戶需求的產品。

1 研究方法

1.1 Citespace數(shù)據(jù)分析

使用數(shù)據(jù)可視化軟件Citespace 5.6[9-12]對近年來有關卡諾模型的論文進行分析，以尋求相關研究的動態(tài)。本文以中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫作為主要數(shù)據(jù)來源，對國內外文獻進行檢索。

通過關鍵詞分析可知，近年來國內相關研究的主要方向有工業(yè)設計、服務業(yè)、醫(yī)療、交通運輸?shù)?，國外的研究方向主要為用戶服務、模糊層次分析、醫(yī)療及產品設計等，見圖1。通過對國內外歷年文獻數(shù)量進行分析可知，有關卡諾模型的研究論文在近10年內呈現(xiàn)逐年增長的趨勢，且被引數(shù)快速增加，中文引證文獻從2010年的10篇增加到2019年的122篇，外文引證文獻從2010年的0篇增加到2019年的127篇，如圖2所示。這說明卡諾模型的相關研究正在逐步得到學術界的認可和重視。因此，對卡諾模型在當前應用中的缺陷加以彌補就成為當務之急。

圖1 關鍵詞分析圖

圖2 歷年文獻數(shù)量圖

1.2 市場分析

工信部發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2019年中國自行車生產商營收488.4億元，同比下降0.7%。電動代步車生產商營收749.9億元，同比下降8.4%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，電動代步車市場趨于飽和，從增量型市場轉變?yōu)榇媪啃褪袌?，逐步進入成熟期。隨著消費升級的總體社會發(fā)展趨勢，消費者對電動車品質的需求也在不斷提高。電動代步車輕便易用，能夠有效避免城市中停車難的問題，同時又比固定線路或站點的公共交通系統(tǒng)更加靈活方便。綜上所述，電動代步車在未來依然有較大的發(fā)展空間。在相關市場環(huán)境逐步成熟后，以往的低價傾銷策略將越來越難以奏效，只有準確捕捉用戶需求并對特定的目標用戶進行差異化營銷才能脫穎而出。

根據(jù)國家有關部門在2019年4月開始正式實施的新國標GB 17761-2018和GB/T 24158-2018可知，在公共道路上行駛的電動代步車分為3種基本類型：電動自行車、電動輕便摩托車、電動摩托車。這3種電動代步車的特點如表1所示。

表1 電動代步車種類及特征

Tab.1 Types and characteristics of electric scooters

1.3 用戶需求提取

通過在相關電動車愛好者聚集的網(wǎng)絡社區(qū)發(fā)放調研問卷來收集用戶的真實需求。被普遍提及的需求有：大容量電池，行駛速度更快、安全性更高、高亮度大燈、便攜性、腳踏騎行、定位導航、儲物空間、

USB充電接口、腳蹬驅動和在自行車上改裝等。采用IDEO公司的卡片分類法，制作對應的需求卡片。對以上需求進行調研，獲得極端用戶對各需求的偏好度信息。

卡片分類法指使用多張記載有設計特征與功能的卡片對調研對象進行詢問，調研對象根據(jù)喜好和印象對這些卡片進行分組和重新排列。與此同時，詢問調研對象對產品功能和設計的感想和意見。從肯定、否定、中立3個選項中選出他們對所看圖片的印象，并以此為契機進行更加深入的對話。

使用卡片法時應注意：首先必須向參與者明確調研目的；其次應嚴格控制單次調研時間不超過10 min，避免參與者因注意力下降使調查結果準確度降低；最后卡片中應包含圖片和簡短的文字說明，以保證信息傳達的準確性。用戶需求卡片如圖3所示。

對較長時間內不使用該類產品的人群進行調研，以獲取魅力型需求和反向需求。在調研中應注意受訪者以前是否使用過電動車，是什么原因導致他們后來不用了，滿足哪些需求后可以使這些用戶重新使用電動車。

從本校師生中選擇20名在過去3年中沒有使用過電動代步車的受訪者，邀請他們進行一對一訪談調查。將實驗分成2組，使用上述卡片，請受訪者在產品有此種功能和沒有此種功能2種情況下分別對其進行分類，將代表相應需求的卡片放入滿意、不滿意或無所謂3欄中，從而直觀體現(xiàn)出受訪者的需求傾向，如圖4所示。同時，測試者觀察受訪者的反應（例如對該卡片進行歸類時心態(tài)是果斷的還是猶豫的），并詢問其作出該判斷的原因。

圖3 用戶需求卡片

圖4 卡片分類

例如一位受訪者將高亮度大燈需求較為猶豫地放入了滿意欄，給出的原因是受訪者下班時間較晚，且道路照明條件不良，對高亮度大燈存在需求。然而，前照燈亮度太大可能干擾對向來車司機的視野，導致交通事故，因此其心態(tài)較為猶豫。通過對用戶行為更深入的理解，有助于設計者提出更有效的解決方案。

在受訪者完成分類后，要求其對滿意和不滿意2欄的卡片進行排序，將最滿意和最不滿意的需求卡片置于對應欄的最上方，以此類推向下排列。測試者通過觀察受訪者的反應提出問題，例如受訪者將已經(jīng)排列好的卡片位置互換，應詢問其作出調整的原因，為什么對這一張功能卡片的滿意度/不滿意度要比另一張功能卡片更高，并對受訪者的回答進行記錄，以供進一步分析和制定具體的設計方針。排序完成后對功能卡片進行計分，無所謂一欄全部計0分，滿意欄最上方卡片得分為該欄卡片數(shù)，下方依次遞減一分，例如滿意欄共有5張卡片，最上方一張計為5分，依次向下為4分、3分……不滿意欄使用同樣的計分規(guī)則并在得分前加負號，例如不滿意欄有4張卡片，最上方卡片計為-4分。

長時間未使用過電動代步車的潛在用戶的使用場景以輕度使用為主。經(jīng)觀察，這種用戶的活動半徑一般不會超過10 km，單次使用時長不會超過1 h，否則用戶更傾向于選擇其他出行方式，如自行駕車或乘坐公共交通工具。該使用類型包括上下班通勤和日常休閑購物等。由此，預測目標用戶有如下使用情景：場景一，用戶在工作日從自己的住處前往學?；蚬ぷ鲉挝唬褂秒妱哟杰囘M行短途通勤，用戶上午7:00出發(fā)，下午6:00返回住處，白天將電動代步工具停放在工作單位，可以進行充電；場景二，用戶在休息日外出進行購物休閑活動，全程持續(xù)3～4 h，車輛停放在戶外公共停車區(qū)內，有一定概率存在充電設施；場景三，用戶在休息日前往市區(qū)內的公園廣場等地進行短途自駕旅行，不需要專門的停放地點，但也沒有充電設施可供使用。

選擇場景二作為典型使用場景，邀請受訪者實際使用電動代步車，并用觀察法對受訪者在使用過程中的行為進行記錄，如表2所示。用戶旅程圖如圖5所示。

表2 觀察內容

Tab.2 Content of observe

圖5 用戶旅程圖

2 數(shù)據(jù)分析

通過對用戶旅程圖進行分析可知，用戶在騎行時情緒最好，說明用戶很享受騎行本身帶來的快樂。在開鎖、通過十字路口、尋路和收納物品時情緒較差。用戶因沒有養(yǎng)成騎車出行的習慣而忘記帶鑰匙。車體穩(wěn)定度較低，在低速和停止時用戶需要單腿撐地以穩(wěn)定車身，導致用戶疲勞度增加。用戶在騎行過程中頻繁拿出手機導航不僅割裂了騎行體驗的連貫性，還大大增加了交通事故發(fā)生的概率。用戶使用的電動自行車沒有安裝儲物籃，導致用戶只能將購物袋掛在車把手上，購物袋在騎行過程中來回晃動，經(jīng)常干擾到用戶的正常騎行，造成了很大的不便。因此，需要對停車等待、尋路和收納物品3個觸點進行改進。

將收集到的數(shù)據(jù)錄入統(tǒng)計軟件SPSS 24.0[13-14]中進行分析和整理，得到如下結果（見圖6），功能需求得分如表3所示。

根據(jù)卡諾模型定義：無此種功能時，用戶不滿意度較高，有此種功能時，用戶滿意度較低，為基本型需求；有此種功能時用戶滿意度較高，沒有此種功能時，用戶不滿意度也較高，為期望型需求；有此種功能時用戶滿意度非常高，無此種功能時，用戶不滿意度較低，為魅力型需求；有此種功能時用戶不滿意度增加，為反向需求；無論是否有此種功能，用戶滿意度都沒有明顯變化，為無效需求。因此，可對以上需求進行分類，結果如表4所示。

圖6 SPSS數(shù)據(jù)整理

表3 功能需求得分

Tab.3 Functional requirement score

表4 需求分類

Tab.4 Demand classification

極端用戶組成員為大學師生，他們的日常出行需求大多為短途出行，一般使用共享單車或乘坐出租車和公交車。在深入訪談中了解到他們不使用電動車的主要原因有：附近沒有停車棚導致停車不便；缺乏充電樁難以在校區(qū)內充電；電動車駕駛者行車不規(guī)范給人留下安全性較差的印象。這些受訪者普遍有被對向來車的遠光燈照射的經(jīng)歷，因此他們認為應當對電動車使用高亮度大燈進行限制。他們希望去除那些自己幾乎不會使用到的功能，專注于電動代步工具本身，從而降低自己的學習成本。

唐娜[15]指出：對個性化服務來說，魅力型需求是終極服務，能夠推進創(chuàng)新型服務的應用。該電動代步車設計方案首先考慮魅力型需求，即便攜性、穩(wěn)定性和導航功能。其次必須滿足基本型需求，腳踏騎行和大容量電池都應包含在內。隨后手機的使用便捷性和儲物空間的設置應該在不妨礙前述需求的情況下盡可能滿足。最后，反向需求和無效需求等內容應予以摒棄。

分析可得最適合該極端用戶群體的是電動自行車。電動自行車作為非機動車無需車牌和駕照，使用門檻較低，有利于吸引新用戶。因此，本研究選擇電動自行車作為設計方向。

3 設計案例

依據(jù)何安等[16]的研究結論，單輪后置倒三輪結構具有穩(wěn)定性好、緊急制動時產生的向外合力小、不易側翻等優(yōu)點。同時前兩輪為被動輪，可以避免差速器等復雜零件的使用，可以極大地降低代步車成本，使其更符合此次設計項目的定位。采用倒三輪結構可滿足穩(wěn)定性需求?？紤]到用戶有攜帶代步車中途轉乘地鐵公交車等公共交通工具的可能性，可采用折疊結構以滿足便攜性需求，同時儲物空間也可以進行折疊化設計，以減小折疊后的體積。地圖導航、手機支架和USB充電需求可進行合并，可以設計手機接口以滿足用戶在騎行過程中使用手機的需求。電池容量采用目前允許的電動自行車電池最大容量20 Ah。電動自行車都帶有腳踏板。

根據(jù)上文的卡諾模型和極端用戶法對極端用戶組的分析結果進行設計實踐，得出3種初步設計草案，如圖7所示。

對以上3個基礎方案的用戶滿意度進行測試[17]，參與的測試者是與上文實驗中相同的20位極端用戶。設定評價指標={1,2,…f}(=1,2,3,4)，評價指標描述見表5。采用李克特量表[18]設定評語集={非常滿意、滿意、一般、不滿意、非常不滿意}。根據(jù)認知心理學理論，用戶對產品的認知分為本能層、行為層和反思層。用戶對產品的視覺感受屬于本能層，使用體驗屬于行為層，對產品安全性的預期屬于反思層。因此，分別從認知心理學的3個層次以及前文設定的4項評價指標對產品進行評價。使用專家調查權重法設定基礎方案的評價指標權重=(0.3,0.2,0.2,0.3)，評價指標中1和4是吸引極端用戶的主要優(yōu)勢，因此所占權重較高。

圖7 設計草案

表5 設計草案的評價指標及專家權重

Tab.5 Evaluation index and expert weight of design draft

組織20名極端用戶受訪者對3個基礎方案分別進行打分，構建基礎方案評價計量表。方案一統(tǒng)計結果如表6所示。

表6 方案一評分表

Tab.6 Scheme one score form

由此可得設計草案一的評分矩陣為：

由此可得綜合評價模型為：

=(0.195,0.3,0.31,0.145,0.05)

對設計草案一的評價結果為：19.5%的人認為非常滿意；30%的人認為滿意；31%的人認為一般；14.5%的人認為不滿意；5%的人認為非常不滿意。對3個設計草案的評分進行統(tǒng)計后，對設計草案二感到滿意和非常滿意的人占比為64%，明顯超過了其他2個方案。該方案規(guī)避了極端用戶群體的反向需求和無效需求，在現(xiàn)有條件下最大限度地滿足了用戶的魅力型需求，使驗證的信度更強。因此，在草案二的構型上設計的針對極端用戶的電動代步車如圖8所示。

圖8 電動代步車設計最終效果圖

該電動代步車設計方案力求改變傳統(tǒng)電動自行車給用戶留下的刻板印象，創(chuàng)新地采用了可折疊式車身，從而滿足用戶的便攜性需求。采用倒三輪結構以滿足用戶易用性和穩(wěn)定性需求。設計細節(jié)如圖9所示。

前輪轉向機構設置了主銷后傾角，使前輪在行駛中有回正的趨勢，可以讓車輛的行駛更加穩(wěn)定，同時節(jié)省使用者的體力。該電動自行車在車把上方設置了可以安置手機的旋轉支架并配備有充電接口，手機可通過數(shù)據(jù)線與電動代步車控制電路相連以獲取導航信息。例如當手機導航軟件提示下個路口向左轉時，該車左側握把的LED指示燈帶會變紅且閃爍，左側握把內的振動馬達也會同步震動，握把下方擴音器播報高分貝的提示語音，同時從視覺、聽覺和觸覺3方面給予用戶刺激信息，以應對道路環(huán)境中噪音、強光等干擾源對用戶感知能力的影響。為解決儲物籃與便攜性之間的矛盾，該電動自行車具備一種同樣可折疊的儲物籃。儲物籃長30 cm、寬12 cm、高23 cm，可滿足用戶容納手提包、購物袋、保溫杯等隨身攜帶物品的需求。該儲物籃利用了車座下方的閑置空間，同時可以降低車輛重心。儲物籃下方通過一個可旋轉的支架與車體相連，前方通過一個掛鉤固定在車架的U型金屬扣上，折疊時只需向下按壓，整個儲物籃就會收縮成一個高約2 cm的薄板，極大地節(jié)約了空間且不影響車架的折疊操作。該電動自行車前后擋泥板上安裝有LED燈，車輛在轉向或剎車時會閃爍紅燈進行提示，且輪轂側面安裝有警示燈。

圖9 電動代步車設計細節(jié)圖

4 結語

相比于傳統(tǒng)的卡諾模型（主要關注如何更好地滿足用戶的期望型需求），通過極端用戶法改進的新研究方法更好地照顧了不被過去研究所重視的非主流用戶群體的訴求，彌補了反向需求和魅力型需求在研究中的缺失，透過大數(shù)據(jù)展現(xiàn)的表象發(fā)掘了用戶更深層的行為邏輯。該方法有助于打破當前市場上產品同質化嚴重、低水平價格戰(zhàn)的現(xiàn)狀，拓展了目標用戶的范圍。

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Design of Electric Scooter Based on Kano Mode and Extreme User Method

CHI Ning-jun, WANG Gong-yue

(Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710054, China)

The paper aims to effectively meet the special needs of non-mainstream users, solve the problems of reverse demand and glamorous demand that are often ignored in the traditional Kano model research, and propose an improved method for Kano model. The extreme user method is introduced into the Kano model to improve the accuracy of the Kano model for specific population analysis. The card classification method is used to visualize the description information that was difficult to accurately convey through language in the past, and to digitize the preferences and needs of users that are difficult to express intuitively, thereby improving the authenticity and accuracy of user research. By making a user journey map, the pain points of users in the process of using are mined to seek more effective improvement solutions. Finally, the effectiveness of the new design scheme is verified by the fuzzy comprehensive evaluation method. Taking electric scooter as a design case, the special needs of non-mainstream user groups are extracted and analyzed, and the effectiveness of the method is verified, which provides new ideas for the future research of Kano model.

industrial design; Kano model; extreme user method; electric scooter

TB472

A

1001-3563(2022)16-0162-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.16.018

2022-03-05

池寧駿（1978—），男，副教授，主要研究方向為產品造型設計與創(chuàng)新方法。

王弓月（1994—），男，碩士生，主攻產品設計。

責任編輯：馬夢遙