基于SAPAD-QFD的施工升降機(jī)駕駛室設(shè)計研究

張玉萍，楊甜甜，楊一，羅曉慶

基于SAPAD-QFD的施工升降機(jī)駕駛室設(shè)計研究

張玉萍1，楊甜甜1，楊一2*，羅曉慶1

（1.西華大學(xué)，成都 610039；2.四川建設(shè)機(jī)械（集團(tuán)）股份有限公司，成都 610081）

為提高施工升降機(jī)駕駛員工作效率，改善其工作體驗，設(shè)計出滿足駕駛員實際需求的施工升降機(jī)駕駛室。以SAPAD理論和QFD理論為理論框架，梳理出用戶需求及與其對應(yīng)的設(shè)計特征，并在此基礎(chǔ)上開展設(shè)計實踐。首先，通過觀察法和訪談法來獲取駕駛員日常行為信息，根據(jù)SAPAD理論完成“行為-產(chǎn)品-意義”的映射分析，并借助聚類分析法獲取用戶需求；其次，利用AHP法對用戶需求進(jìn)行權(quán)重分析并計算權(quán)重值；最后，根據(jù)QFD理論構(gòu)建施工升降機(jī)駕駛室的質(zhì)量屋，將各項用戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計特征，指導(dǎo)設(shè)計實踐。根據(jù)研究結(jié)果，提出一種符合駕駛員實際需求的施工升降機(jī)駕駛室設(shè)計方案。SAPAD理論與QFD理論的綜合應(yīng)用，一方面可以挖掘出用戶的核心需求，另一方面增加了設(shè)計方案的科學(xué)性，在優(yōu)化施工升降機(jī)駕駛室用戶體驗的同時，也為其他工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計提供了有價值的參考。

SAPAD理論；QFD理論；施工升降機(jī)駕駛室設(shè)計；用戶行為

施工升降機(jī)作為建筑領(lǐng)域中的主要運(yùn)輸設(shè)備，在城市高層建筑建設(shè)中起到了重要的作用，并隨著建筑業(yè)的發(fā)展，以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，受到諸多領(lǐng)域的關(guān)注。目前，在學(xué)術(shù)研究方面，關(guān)于施工升降機(jī)的內(nèi)容主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是以學(xué)者Kim等[1-2]、田國承等[3]為代表，從功能技術(shù)層面，優(yōu)化施工升降機(jī)，提高其適用性；另一方面是以學(xué)者趙挺 生等[4]、王東紅等[5]、丁承君等[6]為代表，從安全風(fēng)險層面，改善施工升降機(jī)的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，降低其事故風(fēng)險指數(shù)。

施工升降機(jī)駕駛室是控制整個升降機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的核心，也是駕駛員完成作業(yè)的主要工作場所，但是目前關(guān)于施工升降機(jī)駕駛室的研究較少。此外，施工升降機(jī)駕駛室內(nèi)部空間狹小，可自由利用的空間有限，功能設(shè)施及其布局以完成工作任務(wù)為主。因此，缺乏合理的空間布局設(shè)計及對用戶體驗的考量，容易導(dǎo)致誤操作，影響升降機(jī)運(yùn)行風(fēng)險指數(shù)。良好的駕駛室環(huán)境對于提高工作效率，改善駕駛員工作狀態(tài)極其重要。本文試圖從用戶行為分析的角度開展研究，采用SAPAD理論和QFD理論相結(jié)合的研究方式，對駕駛員行為進(jìn)行詳細(xì)分析，梳理出駕駛員的核心需求，并以此開展施工升降機(jī)駕駛室的設(shè)計實踐，為施工升降機(jī)駕駛室提供更加人性化的方案。

1 施工升降機(jī)駕駛室設(shè)計現(xiàn)狀

施工升降機(jī)最早起源于瑞典，是一種在建筑施工場所中起到垂直通道上人員和貨物運(yùn)載作用的起重設(shè)備[7]。根據(jù)其運(yùn)輸內(nèi)容，可以分為載貨梯和人貨兩用梯兩種。施工升降機(jī)主要具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、用途廣泛等特點。作為建筑工地上的重要設(shè)備，其整體主要由吊籠、傳動裝置、控制系統(tǒng)、防墜安全裝置等部件構(gòu)成[8]。其中，駕駛室是升降機(jī)最重要的組成部分，控制整個升降機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，附著于吊籠側(cè)邊。施工升降機(jī)駕駛員在駕駛室中，根據(jù)呼叫器傳遞的樓層信息，操控手柄，控制升降機(jī)上行或下行，到達(dá)目的樓層，運(yùn)載貨物或人員。

根據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，施工升降機(jī)主要分為曳引式（簡稱SS型）施工升降機(jī)和齒輪條式（簡稱SC型）施工升降機(jī)兩種型號[9]。目前，國內(nèi)主要以齒輪條式型施工升降機(jī)為主。其中以中聯(lián)重科、徐工、川建、大漢、特威等知名品牌為主要代表。本文在市場調(diào)研的基礎(chǔ)之上，選取中聯(lián)重科、徐工、川建三款主流施工升降機(jī)，對其駕駛室進(jìn)行設(shè)計分析，梳理其外觀特征、內(nèi)部配置等要素，為后期的設(shè)計實踐提供一定的參考價值，見表1。國內(nèi)施工升降機(jī)駕駛室外觀主體形態(tài)基本相似，大多采用折線式，且側(cè)窗的設(shè)計基本采用與駕駛室側(cè)面輪廓相似的形態(tài)，或是直接使用矩形，為追求設(shè)計感，壁面增加凸起、漸消等肌理效果。在色彩方面，外部整體以灰色或者白色為主色調(diào)，加以品牌色或其他亮色進(jìn)行裝飾。駕駛室內(nèi)部功能配置也基本相同，以實現(xiàn)升降機(jī)運(yùn)輸功能為主，操縱臺和座椅分別緊貼駕駛室前后壁。考慮到駕駛員的生活需求，駕駛室會增加電風(fēng)扇、杯架等設(shè)施，但并不完善。室內(nèi)配色主要以灰色、白色為主，降低狹小空間所產(chǎn)生的壓抑感。

表1 三款施工升降機(jī)駕駛室對比分析

Tab.1 Comparative analysis of the three construction hoist cabs

駕駛室作為駕駛員的主要工作空間，其室內(nèi)外的設(shè)計會影響駕駛員的工作效率。由于駕駛員工作時間較長，駕駛室空間狹小，因此需要充分考慮駕駛員的實際需求，并通過色彩、肌理等方面的設(shè)計，減少駕駛員的工作疲憊感，凸顯駕駛室的重要性。

2 SAPAD-QFD理論與應(yīng)用

2.1 SAPAD-QFD理論

SAPAD（Semiotics Approach of Product Architecture Design）理論，又稱為“產(chǎn)品建構(gòu)設(shè)計的符號學(xué)路徑”，是由胡飛教授與 Keiichi Sato 教授基于符號學(xué)階梯框架理論提出的，以用戶為中心的設(shè)計方法[10]。該方法以用戶行為為脈絡(luò)，借助對稱矩陣分析模型，對行為-意義-對象進(jìn)行映射與聚類分析，發(fā)掘并滿足用戶核心需求[11]，其中意義層面內(nèi)容主要分為物理層、經(jīng)驗層、結(jié)構(gòu)層、語意層、語用層、社會層等六個層次[12]。SAPAD理論目前廣泛應(yīng)用于信息交互領(lǐng)域、服務(wù)設(shè)計領(lǐng)域和產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域。在信息交互領(lǐng)域中，SAPAD理論主要用于對交互產(chǎn)品的信息架構(gòu)和視覺呈現(xiàn)進(jìn)行評估與優(yōu)化設(shè)計[13-14]。在服務(wù)設(shè)計領(lǐng)域中，SAPAD理論的重點在于重構(gòu)其功能模塊及服務(wù)系統(tǒng)，從而改善服務(wù)流程，提升用戶體驗[15-16]。在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域中，SAPAD理論主要用于挖掘產(chǎn)品的使用痛點及用戶的隱性需求，輸出核心需求，指導(dǎo)設(shè)計方案[17-18]。然而目前產(chǎn)品設(shè)計利用SAPAD理論輸出設(shè)計方案的相關(guān)研究，缺乏對產(chǎn)品技術(shù)特征的實際考慮，影響設(shè)計方案的可實現(xiàn)性。

QFD（Quality Function Deployment）理論，即質(zhì)量功能展開理論，是由日本赤尾洋二教授于20世紀(jì)70年代提出[19]，旨在通過質(zhì)量屋將用戶需求與產(chǎn)品的技術(shù)特征相連接，構(gòu)建用戶需求與產(chǎn)品特性的關(guān)系矩陣，得到設(shè)計需求系數(shù)，形成產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)[20]。QFD理論能夠從理性客觀的角度，將用戶需求通過定量分析來轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、規(guī)格等技術(shù)屬性，構(gòu)建出滿足用戶需求的產(chǎn)品模型。然而在用戶需求獲取方面，傳統(tǒng)用戶需求調(diào)研方法存在主觀意識強(qiáng)、缺乏定量分析等缺點，會影響QFD理論結(jié)果輸出的準(zhǔn)確性[21]。因此，在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域中，QFD理論多數(shù)是通過與AHP層次分析法、Kano模型等用戶需求分析理論相結(jié)合來使用[22-23]，以確保研究結(jié)論的參考價值。

基于以上研究（論述），本文將SAPAD理論與QFD理論相結(jié)合，提出一種定性定量雙重分析的產(chǎn)品設(shè)計研究方法。該方法既能夠深入分析用戶行為，挖掘用戶核心需求，也能將用戶需求與產(chǎn)品屬性相對應(yīng)，輸出更加科學(xué)理性的設(shè)計模型，豐富產(chǎn)品設(shè)計研究方法。

2.2 SAPAD-QFD理論應(yīng)用

SAPAD理論聚焦于用戶行為分析，挖掘用戶核心需求。QFD理論聚焦于設(shè)計方案的實現(xiàn)，構(gòu)建出既滿足用戶需求，又具有生產(chǎn)價值的產(chǎn)品模型。在將SAPAD和QFD理論綜合應(yīng)用至產(chǎn)品設(shè)計的過程中，可以通過SAPAD理論提取用戶需求，通過QFD理論剖析產(chǎn)品屬性，SAPAD-QFD的綜合應(yīng)用流程見圖1。首先，通過用戶行為調(diào)研，獲取用戶行為基本信息；其次，借助SAPAD和QFD理論，獲取符合用戶行為習(xí)慣的設(shè)計特征；最后，根據(jù)設(shè)計特征分析結(jié)果，構(gòu)建出基于SAPAD-QFD理論的設(shè)計方案。將SAPAD理論和QFD理論相結(jié)合，可以在精準(zhǔn)捕捉用戶需求的基礎(chǔ)上，形成理性客觀的設(shè)計方案。

圖1 SAPAD&QFD的綜合應(yīng)用

3 SAPAD-QFD理論與施工升降機(jī)駕駛室映射分析

3.1 施工升降機(jī)駕駛員行為調(diào)研

以成都市某建筑工地施工升降機(jī)駕駛員為主要調(diào)研對象，采用非參與式觀察法、深度訪談法對其日常工作行為進(jìn)行研究，并結(jié)合其他9名駕駛員的訪談結(jié)果，詳細(xì)地梳理出駕駛員日常工作行為內(nèi)容，見圖2。施工升降機(jī)駕駛員一般工作時長為10 h，其主要日常工作內(nèi)容可以分為準(zhǔn)備工作、開展工作、休息娛樂和收尾工作。開展工作為主要內(nèi)容，并且一般作業(yè)時間集中于上下午前段時間，無需升降機(jī)作業(yè)時，駕駛員可在駕駛室內(nèi)休息娛樂。

圖2 施工升降機(jī)駕駛員一般行為流程

3.2 SAPAD理論與施工升降機(jī)駕駛員行為映射分析

3.2.1 行為-產(chǎn)品-意義的映射分析

在對施工升降機(jī)駕駛員日常工作行為深入剖析后，首先梳理出行為與產(chǎn)品的映射關(guān)系（見表2），根據(jù)行為與產(chǎn)品的映射分析結(jié)果顯示，駕駛員日常工作行為可分為準(zhǔn)備工作、開展工作、休息娛樂、收尾工作4個階段，其中包括15個任務(wù)，33個子任務(wù)，22個行為關(guān)聯(lián)物；然后梳理出行為與意義的映射關(guān)系，分析駕駛員日常工作行為的4個階段所對應(yīng)的5個層級意義內(nèi)容，社會層因駕駛員較少與他人產(chǎn)生互動，所以未產(chǎn)生相關(guān)意義，見表3。由于在不同階段存在相同行為，所以會產(chǎn)生相同意義，去除相同意義后可以發(fā)現(xiàn)，在4個階段中物理層和語構(gòu)層均產(chǎn)生27個一般意義，經(jīng)驗層產(chǎn)生29個一般意義，語意層產(chǎn)生15個一般意義，語用層產(chǎn)生14個一般意義。

表2 施工升降機(jī)駕駛員日常工作行為與產(chǎn)品的映射

Tab.2 Mapping of the daily work behavior of the construction hoist drivers and the products

表2（續(xù)）

表3 施工升降機(jī)駕駛員日常工作行為與意義的映射

Tab.3 Mapping of the daily work behavior of the construction hoist drivers and the significance