集成SET-Kano-AHP的廚房消毒器產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計

摘要：為解決廚房消毒器設(shè)計中用戶需求目標(biāo)模糊、關(guān)于廚房水槽消毒器的設(shè)計研究較少等問題，集成因素分析（SET）、卡諾模型（Kano）與層次分析法（AHP）對廚房消毒器進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計研究。通過SET因素分析發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)會缺口并對用戶需求進(jìn)行調(diào)研分析；使用Kano模型進(jìn)行廚房消毒器用戶需求屬性分類，再通過AHP層次模型構(gòu)建、權(quán)重計算等步驟確定需求要素優(yōu)先級；最后根據(jù)用戶需求分析，對廚房消毒器提出設(shè)計方案后使用價值機(jī)會分析（VOA）進(jìn)行方案評價驗證。集成SET、Kano模型及AHP的創(chuàng)新設(shè)計方法，在廚房消毒器的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中深入挖掘用戶需求，提升了廚房消毒器產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的客觀性與嚴(yán)謹(jǐn)性，為廚房消毒器產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計提供路徑參考。

關(guān)鍵詞：SET；Kano模型； AHP；產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計；廚房消毒器

中圖分類號：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-4348（2023）01-0090-07

Innovative design for kitchen sterilizer products integrating SET-Kano-AHP

QIU Yongzheng^1，2， ZENG Xiangyuan^1，2， ZOU Xuhui¹

（1. School of Design·Straits College of Engineering， Fujian University of Technology， Fuzhou 350118， China;

2. Research Center for Regional Intangible Cultural Heritage Inheritance and Design，

Fujian University of Technology， Fuzhou 350118， China）

Abstract： In order to solve the problems of vague user requirements in the design of kitchen sterilizers， and scarce research on the design of kitchen sink sterilizers， SET factor analys， Kano model and analytic hierarch process （AHP） were integrated for innovative design research on kitchen sterilizer. First， the product opportunity gap was found out through SET factor analysis and research and analysis were conducted on user requirements; secondly， the Kano model was used to classify the user requirement attributes of kitchen sterilizers， and then the priority of requirement elements was determined through the AHP hierarchical model construction and weight calculation; finally， according to the analysis of user needs， a design plan was put forward for the kitchen sterilizer， and then value opportunity analysis（VOA） was used for evaluation and validation of the plan. The innovative design method of integrating SET， Kano model and AHP deeply excavates user requirements in the innovative design of kitchen sterilizer products， improves the objectivity and rigor of the innovative design of kitchen sterilizer products， and provides reference for the innovative design of kitchen sterilizer products.

Keywords： SET; Kano model; AHP; product innovation design; kitchen sterilizer

收稿日期：2022-07-26

第一作者簡介：邱湧政（1994—），男，福建龍巖人，碩士研究生，研究方向：創(chuàng)新設(shè)計思維及工業(yè)設(shè)計。

通信作者：曾祥遠(yuǎn)（1972—），男，湖北天門人，教授，碩士，研究方向：創(chuàng)新設(shè)計思維及工業(yè)設(shè)計。

在突發(fā)公共衛(wèi)生事件背景下，用戶對消毒產(chǎn)品的要求越來越高，學(xué)術(shù)界也對各種消毒柜、砧板消毒器等小家電消毒類產(chǎn)品開展了研究。例如，張成志等^[1]從廚房安全和飲食安全視角出發(fā)，對家庭智能消毒柜進(jìn)行研發(fā)設(shè)計，實現(xiàn)了溫室環(huán)境監(jiān)控、家居安全監(jiān)控以及健康飲食安全；劉銓^[2]針對市場現(xiàn)有砧板及道具存在的消毒問題進(jìn)行深入梳理，整合現(xiàn)有消毒技術(shù)研發(fā)出成本低、使用簡單的砧板消毒器設(shè)計方案；高媛^[3]基于人性化設(shè)計理論，以“人—機(jī)—環(huán)境”為模型，分析家庭使用者的生理習(xí)慣和心理需求，提出將臭氧消毒運用于存放餐具的容器；汪佳文等^[4]在疫情背景下，從引導(dǎo)手部清洗與手機(jī)消毒的角度，提出有利于用戶養(yǎng)成消毒習(xí)慣的手機(jī)消毒器設(shè)計方案；臧王爽等^[5]從“意識-行為-環(huán)境”角度，提出以情感化理論為基礎(chǔ)的紫外線消毒器設(shè)計思路。這些研究以人性化和情感化設(shè)計理論為基礎(chǔ)，從不同角度開拓了消毒器產(chǎn)品的創(chuàng)新思路，但對廚房消毒器的用戶需求缺乏科學(xué)的分析與排序方法支撐，廚房消毒器創(chuàng)新設(shè)計流程系統(tǒng)性不足，設(shè)計方案缺乏合理性和科學(xué)性。

近年來，在產(chǎn)品設(shè)計研究中頻繁出現(xiàn)的用戶需求研究方法有卡諾模型（Kano）、層次分析法（AHP）、質(zhì)量功能展開法、感性工學(xué)、SET（society、economy、technology）因素分析法等。曾祥遠(yuǎn)等^[6]以面盆水龍頭為研究對象，運用Kano模型構(gòu)建用戶基本型、期望型、興奮型、無差異型等四類象限指標(biāo)優(yōu)先級排序；李兆龍等^[7]以中國傳統(tǒng)藍(lán)染產(chǎn)品為研究對象，采用Kano模型并結(jié)合Better-Worse和四象限分析法，分析用戶需求并提出創(chuàng)新設(shè)計策略；趙項等^[8]提出Kano、AHP、AD融合的家具產(chǎn)品設(shè)計方法并將其應(yīng)用于床頭柜研發(fā)中；楊勤等^[9]運用SET因素分析發(fā)現(xiàn)家庭智能蔬菜種植箱的產(chǎn)品機(jī)會缺口，通過TRIZ分析和解決矛盾問題并進(jìn)行設(shè)計實踐。綜上可知，SET、Kano、AHP等方法已被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)中。其中，SET因素分析法能快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)會缺口，明確新時代下產(chǎn)品的改進(jìn)方向和潛在需求^[10]，Kano模型是用戶需求屬性科學(xué)分類的較好方法^[11]，AHP是一種將復(fù)雜的用戶需求層次化，具有客觀分析用戶需求權(quán)重與優(yōu)先級排序、簡單易用等優(yōu)勢^[12]，將三者集成引入廚房消毒器創(chuàng)新設(shè)計研發(fā)具有可行性。

由于租房用戶群體龐大，對廚房消毒器具有追求高效和智能化等更高需求，存在一定的市場潛力。因此，本研究以租客群體為用戶，集成SET、Kano模型及AHP的創(chuàng)新設(shè)計方法，在廚房消毒器的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計中深入挖掘用戶需求方法，以打造一款能夠滿足大部分租客群體的廚房消毒需求、價格實惠的廚房水槽消毒器為目標(biāo)，對廚房消毒器產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計開展研究。

1 集成SET、Kano、AHP的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計流程

集成SET、Kano、AHP等用戶需求分析工具，應(yīng)用于廚房水槽消毒器產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計過程，可以明確設(shè)計準(zhǔn)則，挖掘用戶需求，求解需求權(quán)重，萃取關(guān)鍵用戶需求要素并提出設(shè)計方案，提高廚房消毒器創(chuàng)新設(shè)計流程的系統(tǒng)性和設(shè)計方案的準(zhǔn)確性，產(chǎn)品的創(chuàng)新流程如圖1所示。

1.1 產(chǎn)品機(jī)會的識別和選擇

全面審視SET^[13]，快速識別產(chǎn)品機(jī)會缺口后轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品設(shè)計準(zhǔn)則，再通過非正式訪談和觀察等手段獲取用戶痛點后挖掘用戶需求要素。

1.2 用戶需求屬性分類

首先，根據(jù)整理后用戶需求要素，使用李克特五點量表設(shè)計Kano問卷；其次，通過問卷發(fā)放、填寫并結(jié)合Kano評價表對回收數(shù)據(jù)進(jìn)行整理；最后，以回收數(shù)據(jù)對用戶需求進(jìn)行屬性分類。

1.3 用戶需求權(quán)重求解

依據(jù)用戶需求屬性與需求要素構(gòu)建需求層次模型，建立判斷矩陣并進(jìn)行歸一化處理，計算用戶需求要素權(quán)重值并進(jìn)行一致性檢驗，若一致性檢驗合格（CRlt;0.1），則計算綜合權(quán)重值并排序。

1.4 用價值機(jī)會分析

依據(jù)用戶需求屬性特征、綜合權(quán)重排序、以及設(shè)計準(zhǔn)則提出廚房水槽消毒器設(shè)計方案后采用價值機(jī)會分析（value opportunity analysis，VOA）對舊產(chǎn)品和新方案進(jìn)行評價。

2 廚房水槽消毒器創(chuàng)新設(shè)計

2.1 SET因素分析

從社會因素、經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素3個方面綜合分析，識別出廚房消毒器產(chǎn)品中目前缺少水槽壁面消毒器、無法進(jìn)行智能操作、消毒器產(chǎn)品功能設(shè)定無法滿足用戶需求等產(chǎn)品機(jī)會缺口，并轉(zhuǎn)化為廚房水槽消毒器創(chuàng)新設(shè)計的設(shè)計準(zhǔn)則，如表1所示。

對銷售廚房消毒器的2名店長和3名銷售專員，10名用戶進(jìn)行深入訪談。調(diào)研發(fā)現(xiàn)當(dāng)前市場上的廚房消毒器存在反饋不及時、便捷性低、消殺效果不佳、造型缺乏美感、中大型消毒器具價格過高、清潔工具對消毒水槽效果較弱等問題。結(jié)合產(chǎn)品機(jī)會缺口，總結(jié)出16項用戶需求要素，如表2所示。

2.2 用戶需求屬性分類

依據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則和市場調(diào)研總結(jié)出用戶對廚房水槽消毒器的設(shè)計需求，但缺乏對用戶需求要素的科學(xué)歸類劃分，因此還需對用戶需求要素進(jìn)行問卷調(diào)研和屬性劃分，明確用戶需求屬性分類。

（1）依據(jù)Kano問卷設(shè)計原則，結(jié)合喜歡、理應(yīng)如此、無所謂、能忍受、不喜歡5項需求程度設(shè)計Kano調(diào)查問卷，如表3所示。針對每項需求要素進(jìn)行正向、反向提問了解用戶的真實感受，采取線下和線上的調(diào)查形式發(fā)放問卷，共發(fā)放236份，回收有效問卷219份，有效率93%。

（2）基于表4的Kano評價表和問卷數(shù)據(jù)分析，將用戶需求屬性分類為M必備型需求、A興奮型需求、I無差異需求、O期望型需求、R反向需求等需求類型，分類方法為將出現(xiàn)頻率最高的類別作為該要素的需求屬性。

如表5所示，通過Kano用戶需求屬性劃分表可知，“體積小巧、材料安全可靠、方便維修更換、水槽壁面消毒、紫外線消毒”為必備型需求是必須考慮的需求要素，若不考慮這些需求，用戶滿意度將會大幅下降；“操作便捷、TYPE-C充電、消毒效果較好、顆粒塑料工藝、價格實惠”為期望型需求是盡量滿足的需求要素，若能滿足此類需求要素，用戶滿意度越高，反之則反；“色彩柔滑活力、實時監(jiān)測功能、設(shè)計消毒時間、造型簡約時尚、實時反饋信息”為興奮型需求，若產(chǎn)品具備此類需求要素可給予用戶驚喜的體驗，能大幅提升用戶滿意度，是重點研究和開發(fā)的需求要素；“消除異味”為無差異需求是無論提供與否，用戶滿意度不會上升或下降，因此不做考慮。

2.3 用戶需求權(quán)重求解

Kano模型的屬性劃分還未能對用戶需求要素和屬性進(jìn)行權(quán)重求解與排序，因此運用AHP對用戶需求要素和屬性權(quán)重進(jìn)行求解與排序后，再計算用戶需求要素綜合權(quán)重與排序，提取排序前7的用戶需求作為重點研發(fā)要素，其余要素按順序盡可能滿足。

2.3.1 構(gòu)建用戶需求層次模型

依據(jù)Kano模型對廚房消毒器用戶需求要素屬性劃分結(jié)果構(gòu)建需求層次分析模型。其中，目標(biāo)層為廚房水槽消毒器設(shè)計方案S分為3個準(zhǔn)則層：必備型需求SM、期望型需求SO、興奮型需求SA，子準(zhǔn)則層為各類屬性下的用戶需求要素，對子準(zhǔn)則層進(jìn)行重新編碼，如圖2所示。

2.3.2 建立判斷矩陣并計算權(quán)重值

邀請工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域教授4名、廚房水槽消毒器專家3名、廚房消毒器設(shè)計師4名、工業(yè)設(shè)計方向研究生5名共15名；依據(jù)Saaty給出的9個重要性等級，對準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層分別進(jìn)行兩兩比較并賦值，在專家意見相差較大時選取中間值作為矩陣數(shù)值；按照準(zhǔn)則層-子準(zhǔn)則層的順序計算各層級權(quán)重值，以和積法的計算。

首先，對判斷矩陣按列歸一化處理，如式（1）：

式中，a_ij為矩陣第i行第j列要素；m為評價要素數(shù)量。

其次，計算各要素的權(quán)重向量ω_i：

再計算各矩陣（S、SM、SO、SA）要素的特征向量Bω_i：

接著，判斷矩陣一致性檢驗，求解最大特征值λ_max，對各個判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗，即：

式中，n為判斷矩陣的階數(shù)

然后，求判斷矩陣不一致程度指標(biāo)CI：

最后，計算矩陣一致性比率系數(shù)CR（CRlt;0.1檢驗通過）：

式中，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，如表6所示。

通過公式計算得出：目標(biāo)層（S）對應(yīng)準(zhǔn)則層（SM、SO、SA）權(quán)重值分別為0.594 9、0.128 5、0.276 6；基本型需求對應(yīng)SM₁、SM₂、SM₃、SM₄、SM₅的權(quán)重值分別為0.046 8、0.148 7、0.070 8、0.502 7、0.231；期待型需求對應(yīng)SO₁、SO₂、SO₃、SO₄、SO₅的權(quán)重值分別為0.153 4、0.076 9、0.434 2、0.050 7、0.2848；魅力型需求SA₁、SA₂、SA₃、SA₄、SA₅的權(quán)重值分別為0.051、0.442、0.1642、0.077 4、0.265 4。需進(jìn)行一致性檢驗，確定判斷矩陣具有合理性，通過公式（6）求得CRlt;0.1，確定判斷矩陣一致性檢驗符合要求，如表7所示。通過層次分析法權(quán)重計算可以看出用戶需求屬性優(yōu)先級排序為必備型需求SMgt;興奮型需求SAgt;期望型需求SO。

2.3.3 用戶需求要素綜合權(quán)重值排序

將子準(zhǔn)則層的各個要素權(quán)重值分別與之對應(yīng)的準(zhǔn)則層的權(quán)重值相乘，得出每個用戶需求要素在整個評價體系中的綜合權(quán)重值，即水槽壁面消毒gt;紫外線消毒gt;實時監(jiān)測功能gt;材料安全可靠gt;實時反饋信息gt;消毒效果較好gt;設(shè)定消毒時間gt;方便維修更換gt;價格實惠gt;體積小巧gt;造型簡約時尚g(shù)t;操作便捷gt;色彩柔滑活力gt;TYPE-C充電gt;顆粒塑料工藝，如表8所示。

結(jié)合綜合權(quán)重值計算結(jié)果排序可以得知設(shè)計團(tuán)隊在設(shè)計方案制定時需要注重以下幾點：首先在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大部分消毒器的消毒覆蓋率不強(qiáng)、用戶的安全意識不斷提高，因此水槽壁面紫外線消毒、材料安全可靠是必須滿足的用戶需求要素；其次期望需求和興奮需求中排序靠前的實時監(jiān)測功能、實時反饋信息、設(shè)定消毒時間、消毒效果較好等需求為用戶個性化需求將其列為重點功能開發(fā)要素。

2.4 廚房水槽消毒器創(chuàng)新設(shè)計方案

依據(jù)用戶需求與設(shè)計準(zhǔn)則提出廚房水槽消毒器設(shè)計方案，根據(jù)紫外線消毒器衛(wèi)生要求采用短波UVC紫外線消毒燈帶具有99.9%的細(xì)菌殺滅率，設(shè)置符合水槽壁面消毒的外形從而提高水槽壁面消毒覆蓋率。主要外殼材質(zhì)是ABS塑料，燈帶保護(hù)殼是PVC透明外殼，均為環(huán)保安全材料。內(nèi)置傳感器，在廚房使用時將廚房水槽消毒器放置水槽口，按下開關(guān)，通過手機(jī)小程序設(shè)定消毒時間、查看消毒狀態(tài)和接收消毒完成提醒、查看消毒器電量情況，滿足用戶個性化的消毒需求。根據(jù)“體積小巧、操作便捷”兩個需求要素僅設(shè)計了1個按鍵并在橡膠手提繩和LOGO貼片的結(jié)合下形成視覺動力引導(dǎo)，將產(chǎn)品尺寸設(shè)定為長106 mm、寬106 mm、高23 mm，外觀為極簡美學(xué)的經(jīng)典唱片造型，滿足租客群體操作便捷的使用需求。依據(jù)上述造型要求與設(shè)計要素，運用Rhino軟件進(jìn)行3D建模和Keyshot后期渲染，逐步完善得出最終設(shè)計方案，如圖3所示。

2.5 設(shè)計方案評估

為檢驗用戶需求工具的科學(xué)性與廚房水槽消毒器設(shè)計方案能否滿足用戶需求，采用VOA對舊產(chǎn)品和新方案的價值機(jī)會屬性分別進(jìn)行評價分析，其中“N.A.”即“不適用”，在新舊消毒器的價值屬性對比表9所示，可以看出，新廚房水槽消毒器在消毒上，水槽壁面消毒覆蓋率高、細(xì)菌殺滅率高達(dá)99.9%，滿足用戶水槽壁面消毒需求；在功能上，可以實時反饋信息、設(shè)定消毒時間，滿足用戶個性化需求；在安全上，材料安全可靠，能實現(xiàn)健康舒適的使用條件。通過對比可見在SET、Kano、AHP用戶需求研究方法指導(dǎo)下提出的廚房水槽消毒器設(shè)計方案在一定程度上滿足了用戶需求。

3 結(jié)語

以租客群體為用戶對象，集成SET、Kano、AHP對廚房水槽消毒器進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計研究，通過對用戶進(jìn)行深入調(diào)研，挖掘用戶需求并分類，綜合權(quán)重排序，分析總結(jié)設(shè)計要素，輸出設(shè)計方案并使用價值機(jī)會分析VOA進(jìn)行方案評價驗證。驗證結(jié)果表明集成SET、Kano、AHP用戶需求研究方法有效挖掘用戶需求，提高需求屬性劃分的客觀性、需求要素綜合排序的科學(xué)性、設(shè)計方案的準(zhǔn)確性以及創(chuàng)新設(shè)計流程的系統(tǒng)性，提升了設(shè)計團(tuán)隊在設(shè)計要素決策中的工作效率，拓寬廚房消毒器的研究路徑和思路。本研究目前針對的是租客群體，后續(xù)研究中會將調(diào)研的用戶群體進(jìn)一步擴(kuò)大，提升產(chǎn)品受眾面。

參考文獻(xiàn)：

[1]張成志，王志坤. 家庭智能消毒柜設(shè)計[J]. 河北農(nóng)機(jī)，2018（7）：58-59.

[2]劉銓. 砧板消毒器產(chǎn)品研究與設(shè)計[J]. 藝術(shù)教育，2020（8）：272-275.

[3]高媛. 小家電消毒類產(chǎn)品研發(fā)中人性化設(shè)計的應(yīng)用研究[J]. 包裝工程，2018，39（24）：221-225.

[4]汪佳文，李瑞鵬. 手機(jī)消毒器產(chǎn)品研究與設(shè)計[J]. 設(shè)計，2021，34（10）：104-106.

[5]臧王爽，吳凡，劉楊. 家用消毒器情感化創(chuàng)新設(shè)計研究[J]. 綠色包裝，2021（6）：76-80.

[6]曾祥遠(yuǎn)，邱湧政. 基于Kano模型的面盆水龍頭用戶需求評價[J]. 福建工程學(xué)院學(xué)報，2021，19（3）：275-280.

[7]李兆龍，王艷暉，胡淑蓉，等. 基于Kano模型的中國傳統(tǒng)藍(lán)染產(chǎn)品需求研究[J]. 絲綢，2022，59（5）：103-110.

[8]趙項，魏峰，繆遠(yuǎn). 用戶需求驅(qū)動下的家具產(chǎn)品設(shè)計方法[J]. 林業(yè)工程學(xué)報，2022，7（4）：194-200.

[9]楊勤，劉大帥，王衛(wèi)星，等. 基于SET/TRIZ的家庭智能蔬菜種植箱創(chuàng)新設(shè)計[J]. 包裝工程，2020，41（16）：170-175.

[10]唐雪艷，李翠玉. 融合SET/AHP/TRIZ的老年電動代步車創(chuàng)新設(shè)計研究[J]. 機(jī)械設(shè)計，2021，38（S2）：113-117.

[11]易明，宋進(jìn)之，李梓奇. 基于Kano模型的高校智慧圖書館功能需求研究[J]. 圖書情報工作，2020，64（14）：45-53.

[12]胡康，邱杰，艾險峰. 基于iNPD與AHP的老年人陪護(hù)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計[J]. 包裝工程，2019，40（24）：179-186.

[13]CAGAN J， VOGEL C M.創(chuàng)造突破性產(chǎn)品[M].辛向陽，等譯. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017：8-12.

（責(zé)任編輯：方素華）