基于FDM/FAHP/U-TRIZ理論的居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)研究

■李翠玉，陳智恒

(湖北工業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，湖北武漢 430068）

近20年來我國人口老齡化程度明顯加快，老年人的護(hù)理需求也在不斷上升。在未來，居家養(yǎng)老會成為大多數(shù)老人養(yǎng)老的首選，而護(hù)理床作為一種常見的、依據(jù)病人臥床生活習(xí)性進(jìn)行設(shè)計(jì)的護(hù)理產(chǎn)品，多見于醫(yī)院或療養(yǎng)機(jī)構(gòu)內(nèi)，很少有人購買至家中進(jìn)行使用[1]。目前我國針對此類產(chǎn)品進(jìn)行的研究主要集中在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面，而對家庭環(huán)境下護(hù)理床的相關(guān)設(shè)計(jì)研究較少。張欣[2]等人在養(yǎng)老護(hù)理床的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)上采用的是TRIZ功能裁剪法；趙芳華[3]等人在護(hù)理床人機(jī)工程學(xué)上進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)則是從JACK虛擬仿真設(shè)計(jì)出發(fā)。以上研究主要針對護(hù)理床的結(jié)構(gòu)以及人機(jī)進(jìn)行優(yōu)化完善，而如何從功能創(chuàng)新的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)則相對研究較少。在人機(jī)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化完成的基礎(chǔ)上，新功能的加入會使得優(yōu)化后的產(chǎn)品更好地進(jìn)行呈現(xiàn)，尤其在康養(yǎng)、護(hù)理領(lǐng)域，創(chuàng)新性的功能會大幅提高護(hù)理人員的工作效率；對于用戶來說，新功能會更好地滿足他們的使用需求，同時更好地配合護(hù)理人員進(jìn)行護(hù)理工作。因此，本文將基于FDM問卷分析的結(jié)果以及FAHP的層級分析數(shù)據(jù)來更精準(zhǔn)地把握用戶對于產(chǎn)品功能需求的優(yōu)先級，保證產(chǎn)品的創(chuàng)新功能貼合用戶的使用需求，讓用戶在使用過程中能夠感受到產(chǎn)品為其提供的便捷性以及舒適性。

1 研究理論與流程

1.1 感性工學(xué)與模糊德爾菲法(FDM)

感性工學(xué)主要從人的感性角度來設(shè)計(jì)產(chǎn)品，可在設(shè)計(jì)過程中將設(shè)計(jì)與用戶的感官、情感相結(jié)合，將用戶情感轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要素。FDM由傳統(tǒng)的DM演化而來。傳統(tǒng)DM被用作是一種行業(yè)專家意見調(diào)查方法，但當(dāng)設(shè)計(jì)指標(biāo)模型過于復(fù)雜時，專家的判斷則無法被很好地解釋，在面對這一情況時，模糊德爾菲法（FDM）能夠有效地處理復(fù)雜的設(shè)計(jì)度量模型，同時也能夠降低專家在評估過程中的模糊不確定性[4]。因此，利用FDM法來處理感性工學(xué)得到的設(shè)計(jì)要素則會更加的科學(xué)、精準(zhǔn)。

1.2 模糊層次分析法(FAHP)

模糊層次分析法(FAHP)作為一種綜合量化方法，綜合運(yùn)用了模糊數(shù)學(xué)與層次分析法(AHP)，對于模型中各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重關(guān)系的判斷以及重要性程度的判斷會更加系統(tǒng)，以更加完備的形式輔助決策者做出更合理的評估[5]。

1.3 統(tǒng)一發(fā)明問題解決理論(U-TRIZ)

由于傳統(tǒng)的TRIZ理論體系十分龐大，在運(yùn)用上并不足以通過一種相對簡潔的形式進(jìn)行呈現(xiàn)，因此，傳統(tǒng)TRIZ理論的優(yōu)化也在不斷發(fā)展。張武城[6]等人通過研究提出了以屬性為核心、功能作為導(dǎo)向的統(tǒng)一TRIZ理論（U-TRIZ），利用屬性可連接物質(zhì)與功能，進(jìn)而建立起SAFC分析模型。物質(zhì)屬性創(chuàng)新是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)，在模型各參數(shù)的展示中，U-TRIZ理論通過圖形的方式來表達(dá)不同參數(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，增強(qiáng)了可讀性并提高了分析效率。因此，在居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)過程中引入U(xiǎn)-TRIZ理論能夠?qū)栴}進(jìn)行有效解決[7]。

綜上，集成了FDM—FA H P—U-TRIZ[8]多種方法的綜合理論模型與單一的設(shè)計(jì)研究方法相比，這種模式以一種更科學(xué)、更完整的形式來全面地量化設(shè)計(jì)指標(biāo)，從而將需求轉(zhuǎn)化為功能，為之后的設(shè)計(jì)與實(shí)踐提供了一個多維的分析角度，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性和科學(xué)性。設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

■圖1 集成FDM/FAHP/U-TRIZ理論的設(shè)計(jì)流程

2 居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)指標(biāo)分析

2.1 分析調(diào)查問卷

分析調(diào)查問卷，構(gòu)建出居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的指標(biāo)模型：（1）收集居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的功能需求進(jìn)行歸類并確定準(zhǔn)則層指標(biāo)要素；（2）運(yùn)用FDM法對所搜集的問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與計(jì)算，當(dāng)所分析的結(jié)果達(dá)到一致時，則完成分析過程。反之，被訪對象則需要利用優(yōu)化后的問卷再次進(jìn)行二次調(diào)研，直到所有數(shù)據(jù)分析的檢驗(yàn)結(jié)果均為通過；（3）設(shè)立門檻值，對設(shè)計(jì)指標(biāo)要素進(jìn)行篩選，制定居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)指標(biāo)層級模型[9]。

在居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)過程中，產(chǎn)品的多樣性功能會作為設(shè)計(jì)的衡量指標(biāo)，即居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床會具備一定的創(chuàng)新性功能、輔助性功能以及常用功能，同時也要考慮老年人對事物的接受程度，兼顧產(chǎn)品的可操作性能。因此，選取養(yǎng)老院、社區(qū)等地點(diǎn)進(jìn)行問卷調(diào)研，調(diào)研對象主要包含以下幾類人群：（1）養(yǎng)老院的半失能老年人；（2）養(yǎng)老院的照護(hù)人員；（3）需要照護(hù)家中老人的社區(qū)居民；（4）想要購買此類產(chǎn)品的人員。本次調(diào)研問卷發(fā)放總量為200份，回收有效問卷184份，問卷信度分析克隆巴赫系數(shù)為0.824，效度分析KMO值為0.87，說明問卷信度不錯，因子分析有效。調(diào)研問卷的結(jié)果表明此次調(diào)研的這類人群都擁有相對統(tǒng)一的用戶需求，都表達(dá)了對該設(shè)計(jì)產(chǎn)品的功能預(yù)期：（1）在照護(hù)老人過程中會攙扶老人上下床，對于一些半失能老人來說，護(hù)理人員的一個失誤可能就會導(dǎo)致老人受傷，希望產(chǎn)品能夠輔助或自動完成這一步驟；（2）如果能夠?qū)先说纳眢w機(jī)能數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測并提醒，那么將會極大地改善照護(hù)環(huán)境；（3）對于普通家庭來說，可能他們會更愿意購買高性價比的產(chǎn)品，那么按照用戶自身的照護(hù)需求來選購、配置產(chǎn)品不失為一種更為合理的設(shè)計(jì)；（4）可以設(shè)計(jì)一些康養(yǎng)、關(guān)懷性功能部件，讓產(chǎn)品更好地服務(wù)于用戶。結(jié)合問卷以及用戶對產(chǎn)品的功能預(yù)期，通過多輪德爾菲法（DM），結(jié)合專家們的討論以及判斷意見之后，得到了居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的創(chuàng)新功能、輔助功能、常用功能和操作性能等四項(xiàng)一級準(zhǔn)則層指標(biāo)以及十八項(xiàng)二級準(zhǔn)則層指標(biāo)，這些功能分別是輪椅—床轉(zhuǎn)換、穴位按摩、自動溫控調(diào)節(jié)報(bào)警、功能運(yùn)行可視化、遠(yuǎn)程輔助醫(yī)療、起夜燈、起夜升降、安全扶手、生理數(shù)據(jù)監(jiān)測、產(chǎn)品自潔、輔助餐板、便捷儲物、臥床排便、助起翻身、輸液桿、可移動、模塊化設(shè)計(jì)、易于維修。傳統(tǒng)的DM法無法對如此多的設(shè)計(jì)指標(biāo)因素進(jìn)行客觀的處理。因此，本文采用完善后的FDM法對這18項(xiàng)指標(biāo)因素進(jìn)行優(yōu)化處理，流程采用0到10個級別進(jìn)行評分，分值越高則證明分值對應(yīng)指標(biāo)的重要性程度也就越高。根據(jù)專家反饋的結(jié)果，對這18項(xiàng)初始指標(biāo)因子進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)分析，并對其重要性程度可接受的最大值及最小值賦值，剔除兩倍標(biāo)準(zhǔn)差之外的數(shù)據(jù)。用Ci代表行業(yè)專家對這一指標(biāo)認(rèn)知的保守認(rèn)知值；用Oi代表行業(yè)專家對這一指標(biāo)認(rèn)知的樂觀認(rèn)知值。在這18項(xiàng)指標(biāo)的綜合分析處理中，引入雙三角模糊函數(shù)，通過運(yùn)用“灰色地帶定檢法”來對其結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，并對這18項(xiàng)二級設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化篩選[10]。

2.2 構(gòu)建雙三角模糊數(shù)并計(jì)算相應(yīng)數(shù)值

在排除部分?jǐn)?shù)據(jù)后，需要計(jì)算出各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)i保守認(rèn)知值中的最小值CiL、最大值CiM與幾何平均值CiM；樂觀認(rèn)知值中的最小值OiL、最大值OiU與幾何平均值OiM。為了更加全面地評估各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)，還需構(gòu)建各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)i的保守認(rèn)知雙三角模糊數(shù)：(CiL,CiM,CiM)以及樂觀認(rèn)知雙三角模糊數(shù)：(OiL,OiM,OiU)。兩個模糊三角數(shù)重疊的部分稱之為灰色地帶。

函數(shù)圖中介于OiL和CiU之間的共識值Gi是依據(jù)各指標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算得出的，其數(shù)值越大，則說明它就越重要。如果在函數(shù)圖中發(fā)現(xiàn)兩個數(shù)值之間未發(fā)生重疊情況(CiU≤ OiL)，說明灰色地帶（Zi）不存在，則表示行業(yè)專家的意見一致，則

如果兩個模糊三角數(shù)之間存在重疊情況(CiU>OiL)，說明灰色地帶（Zi）存在；如果Zi≤Mi，其中Zi=CiU-OiL,Mi=OiMCiM，運(yùn)用公式算出Gi，其數(shù)值等于函數(shù)圖中灰色地帶區(qū)域的兩個數(shù)值，并計(jì)算出最小值的模糊數(shù)集合Fi(Xj)。其中j屬于設(shè)計(jì)指標(biāo)因子i。

如果Zi>Mi，則說明專家意見不一致，則需要重復(fù)2.1～2.2節(jié)，直至專家意見趨于一致且達(dá)到收斂狀態(tài)。雙三角函數(shù)圖如圖2所示。

■圖2 雙三角模糊數(shù)函數(shù)圖

2.3 對各指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算并求取相應(yīng)的門檻值

在一般情況下，門檻值的確定大多會由決策人員主觀制定，亦或者參考相關(guān)專家的意見進(jìn)行設(shè)定，同時也可以計(jì)算待篩選評估指標(biāo)共識值的幾何平均數(shù)來獲取門檻值[11-12]。通過比較Gi值與門檻值(S)，若Gi≥S，則保留該指標(biāo)；若Gi＜S，則刪除該指標(biāo)。為了有效分析專家們的調(diào)查問卷，引入FDM法進(jìn)行處理，通過對結(jié)果的兩輪計(jì)算之后，專家們的意見漸漸達(dá)成一致，同時各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)也達(dá)到了一定的收斂狀態(tài)，并且各指標(biāo)的灰域值以及重要性程度的共識值也同步的計(jì)算了出來。通過對Gi的幾何平均數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得到最終的門檻值S=7.12。問卷分析結(jié)果見表1。

表1 問卷分析結(jié)果

依據(jù)表1的分析結(jié)果，在篩選之后最終確定了十五個二級準(zhǔn)則層指標(biāo)，它們分別是：C11輪椅—床轉(zhuǎn)換、C12穴位按摩、C13自動溫控調(diào)節(jié)報(bào)警、C14功能運(yùn)行可視化、C21遠(yuǎn)程輔助醫(yī)療、C22起夜燈、C23起夜升降、C24安全扶手、C25生理數(shù)據(jù)監(jiān)測、C31輔助餐板、C32便捷儲物、C33助起翻身、C41可移動、C42模塊化設(shè)計(jì)、C43易于維修（圖3）。

■圖3 居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)層級指標(biāo)模型

3 基于FAHP判斷矩陣的構(gòu)建及權(quán)重計(jì)算

以圖3所示的居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床層級指標(biāo)模型作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行層次分析問卷的設(shè)計(jì)并對10位專家進(jìn)行調(diào)研，專家人員包括5位產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域有多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)；3位高校教師，主要研究方向?yàn)榧揖赢a(chǎn)品設(shè)計(jì)，并在該領(lǐng)域有建設(shè)性的成果；以及2位醫(yī)務(wù)、護(hù)理工作人員，能夠?yàn)楸井a(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供相關(guān)參考性的建議。為使判斷定量化，縮小判斷思維不一致時產(chǎn)生的偏差，以SAATY提出的1～9數(shù)值判斷尺度表為參考依據(jù)[13]，如表2所示。

表2 數(shù)值判斷量化的指標(biāo)及其對應(yīng)的含義

根據(jù)全部問卷分析的結(jié)果，分別構(gòu)建判斷矩陣，利用SPSSPRO在線數(shù)據(jù)處理平臺計(jì)算所有指標(biāo)的權(quán)重值并通過幾何加權(quán)平均算法獲取最終結(jié)果。當(dāng)該判斷矩陣的數(shù)值結(jié)果符合要求時，表明該矩陣的一致性比率系數(shù)的數(shù)值(CR)是小于0.1的；反之，如果該系數(shù)(CR)的數(shù)值大于或者等于0.1,那么就要對判斷矩陣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的調(diào)整，直到結(jié)果滿足一致性要求。各層級分析數(shù)據(jù)詳見表3～表8。

表3 準(zhǔn)則層各指標(biāo)權(quán)重值

表4 創(chuàng)新功能各指標(biāo)權(quán)重值

表5 輔助功能各指標(biāo)權(quán)重值

表6 常用功能各指標(biāo)權(quán)重值

表7 操作性能各指標(biāo)權(quán)重值

表8 各層級指標(biāo)權(quán)重綜合排序

通過上述研究分析，得到居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)因素，結(jié)合目前居家護(hù)理床的使用情況以及問卷分析采集到的用戶對于居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床預(yù)期功能的期望，專家組建議將排在前10的設(shè)計(jì)要素作為設(shè)計(jì)過程中需要解決的問題，并進(jìn)行問題等級劃分，如表9所示。

表9 居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)問題等級劃分

4 基于U-TRIZ理論的SAFC模型分析

從表9可以看出，居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床創(chuàng)新設(shè)計(jì)中存在著一定的技術(shù)沖突，即產(chǎn)品的某個設(shè)計(jì)要素改進(jìn)之后會導(dǎo)致該產(chǎn)品其他設(shè)計(jì)要素產(chǎn)生惡化。因此，針對此設(shè)計(jì)矛盾，本文利用U-TRIZ理論中的SAFC模型進(jìn)行問題的解決。該模型整合了物質(zhì)、功能、屬性和因果要素，提供了物質(zhì)以及功能屬性的結(jié)構(gòu)化表達(dá)形式，為功能創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)提供了依據(jù)[14]。

在居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案中，既要使得產(chǎn)品在日常使用中能夠滿足多樣性的功能、高效護(hù)理的需求，同時又要滿足操作性能。居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的矛盾分析如圖4所示。

■圖4 居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床矛盾分析

物質(zhì)S1（家用護(hù)理床）和物質(zhì)S2（醫(yī)療護(hù)理床）都具有各自的屬性，兩者相互融合可以衍生出有用功能FU與物質(zhì)S3；與此同時，有害功能FH與物質(zhì)S4也可從中得以產(chǎn)生，利用屬性分析線作為鏈接物質(zhì)與功能的媒介，從而為居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床搭建SAFC模型。經(jīng)過SAFC模型處理后，產(chǎn)品所面臨的實(shí)際問題則可以向技術(shù)沖突轉(zhuǎn)化，并通過沖突理論加以求解。

在通過SAFC模型處理分析之后，產(chǎn)品的多樣性功能與操作性的問題描述為：如加入穴位按摩、自動溫控調(diào)節(jié)報(bào)警、模塊化設(shè)計(jì)等問題，則會引入相應(yīng)的零部件來增加產(chǎn)品的復(fù)雜性以達(dá)到預(yù)期功能。居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的多功能問題的理想解是在家庭環(huán)境中，滿足產(chǎn)品附加功能的情況下，降低產(chǎn)品復(fù)雜性和老年人學(xué)習(xí)過程的難度。因此，需要對產(chǎn)品的適應(yīng)性以及其易使用性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，而產(chǎn)品的復(fù)雜性程度則會在一定范圍內(nèi)上升。對應(yīng)發(fā)明原理為（10）預(yù)先作用：形成方便的操作屬性；（15）動態(tài)特性：利用剛性、單鉸鏈、多鉸鏈、柔性等特有屬性實(shí)現(xiàn)功能，提高靈活性；（28）機(jī)械系統(tǒng)替代：運(yùn)用光、聲、電、感官等新的替代屬性，高效執(zhí)行所需的功能；（35）物理或化學(xué)參數(shù)改變：運(yùn)用變、增、減、測等方式改變物質(zhì)屬性，高效執(zhí)行所需的功能。通過原理10、35：增加功能對應(yīng)的按鍵，穴位按摩等功能的操作會更為簡便、高效；15：采用多鉸鏈、柔性材質(zhì)，整體提升護(hù)理床的靈活性，就會使得模塊化設(shè)計(jì)的理念更容易實(shí)施；28：通過聲音以及光信號的快速傳遞，讓護(hù)理人員了解老人目前的情況并采取相應(yīng)措施，那么產(chǎn)品自動報(bào)警功能便可得以實(shí)現(xiàn)。

將產(chǎn)品的高效與易用性的問題描述為：實(shí)現(xiàn)移動、輪椅—床轉(zhuǎn)換、功能運(yùn)行可視化等功能會出現(xiàn)操作不便的情況。如輪椅—床轉(zhuǎn)換過程會涉及護(hù)工手動轉(zhuǎn)換或者多個復(fù)雜按鍵使用的情況，功能運(yùn)行顯示的圖標(biāo)設(shè)計(jì)在用戶無法觀察到的位置。不合理的設(shè)計(jì)會影響用戶的使用體驗(yàn)以及高效程度。居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的高效性理想解是，在不增加用戶操作難度的情況下，使產(chǎn)品可以便捷地切換使用狀態(tài)。因此改進(jìn)參數(shù)為適應(yīng)性、可操作性和自動化程度，惡化參數(shù)為裝置的復(fù)雜性和可制造性。對應(yīng)的發(fā)明原理為（03）：局部具有特殊的屬性，確保相互作用中產(chǎn)生所需功能；（10）預(yù)先作用：形成方便的操作屬性；（15）動態(tài)特性：利用剛性、單鉸鏈、多鉸鏈、柔性等特有屬性實(shí)現(xiàn)功能，提高靈活性；（28）機(jī)械系統(tǒng)替代：運(yùn)用光、聲、電、感官等新的替代屬性，高效執(zhí)行所需的功能；（35）物理或化學(xué)參數(shù)改變：運(yùn)用變、增、減、測等方式改變物質(zhì)屬性，高效執(zhí)行所需的功能。通過原理03、10、15：設(shè)計(jì)為輪椅—床相互轉(zhuǎn)換的形式，讓產(chǎn)品使用更加靈活，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的可移動、輪椅—床轉(zhuǎn)換功能；原理28、35：在設(shè)計(jì)智能中控之后，用戶可以更直觀地看到運(yùn)行中的產(chǎn)品并通過光、聲音等信號告知用戶當(dāng)前產(chǎn)品的工作狀態(tài)，提高工作效率。

基于SAFC模型對產(chǎn)品的主要功能進(jìn)行分析之后，認(rèn)為產(chǎn)品還需兼具安全性能以及在造型和色彩上更加柔和。居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)的安全及舒適度理想解是，產(chǎn)品在使用過程中，具備一定的安全部件，同時還可以實(shí)時監(jiān)測用戶生理數(shù)據(jù)以便更好地進(jìn)行護(hù)理工作。改進(jìn)參數(shù)為安全性和美觀，惡化參數(shù)為形狀和測量精度。對應(yīng)發(fā)明原理為（03）：局部具有特殊的屬性，確保相互作用中產(chǎn)生所需功能；（10）預(yù)先作用：形成方便的操作屬性；（17）空間維數(shù)變化：空間屬性的協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)化；（24）借助中介物：運(yùn)用中介物的特有屬性作用實(shí)現(xiàn)功能；（28）機(jī)械系統(tǒng)替代：運(yùn)用光、聲、電、感官等新的替代屬性，高效執(zhí)行所需的功能。通過原理03、10：會設(shè)計(jì)成隱藏式安全扶手，在作為床使用時就可以節(jié)省一定的空間；原理24、28：通過設(shè)計(jì)升降柱、隱藏式夜燈，打造起夜升降系統(tǒng)，提升用戶在使用產(chǎn)品過程中的舒適程度。

5 設(shè)計(jì)實(shí)例

5.1 方案設(shè)計(jì)

綜合上述分析流程，運(yùn)用Rhino和Keyshot軟件，產(chǎn)出最終的居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案，如圖5所示。

■圖5 居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案

在產(chǎn)品一級設(shè)計(jì)問題方面，輪椅—床轉(zhuǎn)換功能為老年用戶帶去了極大的行動便利。對于行動不便的老年人來說，輪椅—床轉(zhuǎn)換可以在坐與躺之間便捷的切換，在無需護(hù)工的情況下就可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)行動；同時床墊內(nèi)部內(nèi)置按摩矩陣，矩陣點(diǎn)位對應(yīng)人體穴位，通過中控即可選擇按摩功能，床墊的設(shè)計(jì)也十分的考究，選擇透氣性功能床墊，讓用戶在使用時不會感覺到背部悶熱，設(shè)計(jì)方案如圖6所示。

■圖6 一級功能指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)（穴位按摩、模塊化功能床墊）

在產(chǎn)品二、三級設(shè)計(jì)問題方面，護(hù)理床通過內(nèi)置傳感器，可以實(shí)時監(jiān)測用戶生命體征，并將數(shù)據(jù)傳輸至子女及護(hù)工手機(jī)，當(dāng)用戶體溫或者心率等關(guān)鍵數(shù)值異常時，護(hù)理床便會報(bào)警，監(jiān)護(hù)人就能夠及時采取措施；在床底兩側(cè)嵌入照明燈來應(yīng)對老人起夜的情況，避免因夜間視線不好而踩到異物摔倒，同時床體還會自動降至合適高度來方便老人行動；同時，在輪椅設(shè)計(jì)上也會考慮對應(yīng)的功能按鍵區(qū)域（圖7-圖8）。

■圖7 二、三級功能指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)（升降及夜燈系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)測及報(bào)警功能）

■圖8 二、三級功能指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)（輪椅移動、安全扶手）

同時，在居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床的設(shè)計(jì)上，綜合考慮用戶自身實(shí)際需求，引入模塊化設(shè)計(jì)理念。扶手、多功能床墊、床頭智能中控、夜燈、升降系統(tǒng)等這一系列的功能部件，用戶都可以根據(jù)老人照護(hù)的實(shí)際情況進(jìn)行選購、配置，讓用戶在最合適的價位購買到最合適的產(chǎn)品（圖9）。

■圖9 模塊化組合方案示意圖

5.2 模糊綜合評價

設(shè)計(jì)評價分析屬于一種主觀性較強(qiáng)的評價行為。不可避免的是，評價者會在整個評價進(jìn)程中存在一定的主觀性，而所提出的模糊綜合評價的方法則可以在處理多個指標(biāo)要素時更加準(zhǔn)確地衡量評價結(jié)果，從而更加有效、合理地解決評價者因眾多評價要素而產(chǎn)生的模糊主觀判斷的問題[15]。具體執(zhí)行步驟如下：

（1）綜合查閱模糊評價相關(guān)理論，選擇邀請10位專家對居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評價[16-17]。

（2）確定評語集與評價標(biāo)準(zhǔn)，使得結(jié)果的一致性與可比性更加統(tǒng)一[18]。將評價過程劃分為四個等級，即評語集：{優(yōu)、優(yōu)良、良、合格}，賦值后的評價向量=90，85，70，60，并對各評價等級賦值制定等級標(biāo)準(zhǔn)，其中：優(yōu)90分，優(yōu)良85分，良70分，合格60分。

（3）綜合運(yùn)用評價系統(tǒng)，計(jì)算得出每一層級指標(biāo)所對應(yīng)的權(quán)重向量。

（4）根據(jù)上述步驟的結(jié)果，構(gòu)建出設(shè)計(jì)方案所對應(yīng)的模糊綜合評價矩陣。

其中，若某項(xiàng)指標(biāo)被評為7次優(yōu)秀，則記為0.7，其他指標(biāo)同理。通過此方法可以構(gòu)建出準(zhǔn)則層對設(shè)計(jì)方案的評價矩陣。用S來代表二級準(zhǔn)則層的模糊綜合評價矩陣，B1對應(yīng)S1，B2對應(yīng)S2，B3對應(yīng)S3，B4對應(yīng)S4。

結(jié)合S1與B1層級下的二級準(zhǔn)則層對應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行混合運(yùn)算，得到對應(yīng)的評價權(quán)重向量P1。

同理得出P2、P3、P4。

以二級準(zhǔn)則層的評價權(quán)重向量建立綜合矩陣，得出總評價權(quán)重向量P。

根據(jù)總評價權(quán)重向量結(jié)果，按照百分制進(jìn)行計(jì)算，得出最終方案得分為91.26。根據(jù)評判等級可知，居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床的評價結(jié)果處于優(yōu)秀范圍內(nèi)，說明居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案可行性高，在臥床與輪椅兩種形態(tài)下能夠滿足老人的使用需求，同時也表明將產(chǎn)品設(shè)計(jì)為一種可改變使用形態(tài)的形式在居家護(hù)理領(lǐng)域更具有創(chuàng)新性[19-20]。

6 結(jié)語

本研究將居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床作為研究對象，提出結(jié)合FDM、FAHP和U-TRIZ的設(shè)計(jì)方法。運(yùn)用FDM定量地篩選居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床的設(shè)計(jì)指標(biāo)因素，通過FAHP計(jì)算、篩選各層級指標(biāo)權(quán)重并確立最終的設(shè)計(jì)要素，并引入模糊評價來綜合評價居家多功能康養(yǎng)護(hù)理床設(shè)計(jì)方案。最后，結(jié)合U-TRIZ理論，通過SAFC模型來對產(chǎn)品進(jìn)行解決并設(shè)計(jì)出最終方案。FDM、FAHP和U-TRIZ結(jié)合的方法以一種更加系統(tǒng)、科學(xué)的形式來優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少設(shè)計(jì)過程中的主觀因素，使得產(chǎn)品更加科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)和理性。同時，本次研究仍存在一定的局限性，在層析分析階段，各指標(biāo)的賦值存在著一定的主觀不確定性，還可通過場景實(shí)驗(yàn)來更好地分析賦值[21-22]。未來應(yīng)設(shè)計(jì)出更加科學(xué)、客觀的評判標(biāo)準(zhǔn)和更多的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證產(chǎn)品的完整性以滿足用戶群體的需求[23-24]。