基于Kano-TRIZ的中老年戶外腰背按摩器設(shè)計(jì)研究

劉春媛，趙敏

基于Kano-TRIZ的中老年戶外腰背按摩器設(shè)計(jì)研究

劉春媛，趙敏*

（青島理工大學(xué)，山東 青島 266033）

分析戶外腰背按摩器的用戶需求，在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行分類并完成優(yōu)先級(jí)排序，以找到提高用戶滿意度的需求項(xiàng)，進(jìn)而為戶外腰背按摩器的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供新的參考。通過(guò)文獻(xiàn)分析法和訪談法得出戶外腰背按摩器的用戶初始需求項(xiàng)；運(yùn)用KJ法歸納用戶需求；結(jié)合調(diào)查問(wèn)卷和Kano模型進(jìn)行篩選，得出中老年人對(duì)戶外腰背按摩器的四個(gè)需求屬性類別及排序；借助TRIZ理論分析工具進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。戶外腰背按摩器的基本型需求和期望型需求主要體現(xiàn)在產(chǎn)品操作簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固及滾輪防滑；魅力型需求主要體現(xiàn)在腰背部按摩、提供按摩滾輪、按摩器高度可調(diào)節(jié)的功能方面。通過(guò)對(duì)中老年人的需求屬性分析，為今后戶外健身器材提供新的設(shè)計(jì)思路與參考。

Kano模型；TRIZ理論；戶外腰背按摩器；設(shè)計(jì)

隨著中國(guó)老齡化社會(huì)的到來(lái)，研究中老年用戶需求將是未來(lái)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，保健身心對(duì)于提升晚年生活質(zhì)量尤為重要，而戶外腰背按摩器是國(guó)內(nèi)廣泛使用的一種運(yùn)動(dòng)器材[1]。人們通過(guò)身體左右擺動(dòng)與按摩滾輪接觸，放松和鍛煉腰及背部的肌肉來(lái)緩解自身疲勞，從而達(dá)到健身目的。基于當(dāng)前戶外腰背按摩器產(chǎn)品的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，亟需對(duì)老年人的需求進(jìn)行系統(tǒng)、深入分析。本文利用Kano模型、TRIZ理論對(duì)中老年人戶外腰背按摩器的基本型、期望型、魅力型和無(wú)差異型需求進(jìn)行了分析，明確用戶的優(yōu)先需求，從而為設(shè)計(jì)實(shí)踐提供有力參考。

1 相關(guān)理論及戶外腰背按摩器

1.1 Kano模型

Kano模型是讓用戶參與設(shè)計(jì)的產(chǎn)品回歸到用戶身上[2]，其通過(guò)探索用戶的真實(shí)需求，充分挖掘產(chǎn)品的重要功能，進(jìn)而分析找到最有效的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn)，以此達(dá)到設(shè)計(jì)為人服務(wù)的目的。1984年Noriaki Kano教授提出了Kano模型，它是一種對(duì)用戶需求進(jìn)行分析的設(shè)計(jì)工具[3]。Noriaki Kano教授根據(jù)用戶滿意度與需求類型之間的聯(lián)系將其分為五類，其優(yōu)先級(jí)排列順序是：基本型需求>期望型需求>魅力型需求>無(wú)差異型需求>反向型需求[4]。在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)盡量避免無(wú)差異型和反向型需求，至少要很好地關(guān)注基本型和期望型需求，然后盡可能地滿足魅力型需求。為了更清楚地表達(dá)這五種類型的需求，它們被放置在一個(gè)坐標(biāo)系中，該坐標(biāo)系反映了每種類型需求的特征，見(jiàn)圖1。橫坐標(biāo)代表具備程度，而縱坐標(biāo)代表滿意度[5]。

圖1 Kano模型各需求的線性關(guān)系

中國(guó)知網(wǎng)的關(guān)注度指數(shù)顯示，研究人員對(duì)Kano模型的關(guān)注和投入呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。2002年至2021年間，各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用Kano模型的成果也正逐漸被國(guó)內(nèi)研究人員所認(rèn)可[6]，見(jiàn)圖2。柘佩雯等[7]學(xué)者使用Kano模型分析數(shù)字博物館的功能要求，并確定數(shù)字博物館設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方面。汪張毅等[8]學(xué)者利用Kano模型分析老年人住宅護(hù)理服務(wù)的需求特點(diǎn)和優(yōu)先次序，以了解護(hù)理服務(wù)的不同需求，并確定提高老年人滿意度的切入點(diǎn)。邢婕等[9]學(xué)者運(yùn)用Kano模型與TRIZ理論，分析了失能老人及其護(hù)理人員的需求，展開(kāi)護(hù)理床設(shè)計(jì)的探討。劉峰[10]學(xué)者運(yùn)用模糊Kano模型對(duì)用戶進(jìn)行調(diào)研分析，發(fā)掘新的設(shè)計(jì)點(diǎn)，從功能、造型和交互三個(gè)方面對(duì)拉桿工具箱進(jìn)行改良設(shè)計(jì)。上述各項(xiàng)研究都使用了不同的研究方法和框架來(lái)有效分析和識(shí)別不同的用戶需求，這為戶外腰背按摩器提供了良好的設(shè)計(jì)參考。

圖2 Kano模型的關(guān)注度指數(shù)

1.2 TRIZ理論

TRIZ理論是由阿奇舒勒（G. S. Altshuller）和其它科學(xué)家共同開(kāi)發(fā)的，他們收集、綜合和整理了許多文獻(xiàn)資料提出這一解決發(fā)明問(wèn)題的理論，為設(shè)計(jì)師提供了有效的理論和創(chuàng)新工具[11]。其中TRIZ理論最核心的分析工具是阿奇舒勒矛盾矩陣和40條發(fā)明原理。這一理論的具體實(shí)施步驟通常是先通過(guò)矛盾矩陣找到技術(shù)沖突和物理沖突內(nèi)容；再參照40條發(fā)明原理選取合適的原理，尋求得出具體的解決方案。

1.3 戶外腰背按摩器

戶外腰背按摩器的按摩功能主要通過(guò)腰部按摩（設(shè)為模塊一）和背部按摩（設(shè)為模塊二）兩個(gè)模塊來(lái)共同完成。模塊一的按摩原理在于利用滾輪上下滾動(dòng)作用于腰部；模塊二則是按摩滾輪左右滾動(dòng)作用于背部。兩個(gè)模塊在功能方面相互補(bǔ)充。戶外腰背按摩器具有多種形式，但它們的基本構(gòu)造卻相似，都是利用螺栓將各個(gè)外部運(yùn)動(dòng)單元固定在支撐結(jié)構(gòu)處（如主力柱），以組成完整的戶外運(yùn)動(dòng)裝置。本文選取戶外腰背按摩器開(kāi)展設(shè)計(jì)研究，見(jiàn)圖3。

圖3 戶外腰背按摩器

2 Kano模型在按摩器設(shè)計(jì)需求分析中的應(yīng)用

通過(guò)設(shè)計(jì)和發(fā)放Kano問(wèn)卷對(duì)用戶需求進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總，完成需求屬性的計(jì)算和比對(duì)得出設(shè)計(jì)定位，從而挖掘出用戶潛在的需求，最終達(dá)到提升他們?cè)O(shè)計(jì)滿意度的要求。Kano模型的設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖4。值得注意的是，如果需求池里同時(shí)包含幾種類型的功能需求屬性，設(shè)計(jì)的優(yōu)先排序則必須遵循以下五個(gè)原則：基本屬性必須給予最高的優(yōu)先權(quán)；期望屬性首先執(zhí)行成本效益最高的需求項(xiàng)；魅力屬性應(yīng)該優(yōu)先挖掘和執(zhí)行成本最低的需求項(xiàng)；反向?qū)傩詰?yīng)當(dāng)避免做相關(guān)改進(jìn)；無(wú)差異屬性應(yīng)當(dāng)忽略不計(jì)。

2.1 戶外腰背按摩器的用戶初始需求項(xiàng)

結(jié)合文獻(xiàn)查閱和調(diào)研、訪談分析得出膠東半島中老年人群的需求，進(jìn)而得到現(xiàn)有戶外腰背按摩器的主要組成部件和中老年群體的需求設(shè)計(jì)點(diǎn)。將進(jìn)一步整理得到的20項(xiàng)需求項(xiàng)進(jìn)行編號(hào)，作為戶外腰背按摩器的用戶初始需求項(xiàng)，見(jiàn)表1。

圖4 Kano模型的設(shè)計(jì)流程

表1 戶外腰背按摩器的用戶初始需求項(xiàng)

Tab.1 Initial user needs for outdoor back massager

運(yùn)用KJ法收集書(shū)面信息，根據(jù)它們的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行分類，建立一個(gè)清晰的信息框架[12]，以得出戶外按摩器設(shè)計(jì)的初始用戶需求項(xiàng)，分別是基本功能、附加功能、基本硬件、外觀需求、舒適需求共五類，見(jiàn)表2。

表2 初始用戶需求項(xiàng)的分類

Tab.2 Classification of initial user need items

2.2 戶外腰背按摩器設(shè)計(jì)的Kano模型問(wèn)卷

為進(jìn)一步明晰目標(biāo)用戶對(duì)戶外腰背按摩器的需求，圍繞五類設(shè)計(jì)需求項(xiàng)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了Kano模型的調(diào)研問(wèn)卷設(shè)計(jì)，以獲得用戶對(duì)產(chǎn)品各功能需求的數(shù)據(jù)[13]。選取戶外腰背按摩器的實(shí)際使用者并發(fā)放Kano模型調(diào)查問(wèn)卷（電子版和紙質(zhì)版），年齡界定為即將退休的中老年人，回收有效問(wèn)卷170份。

Kano模型的問(wèn)卷設(shè)計(jì)分別對(duì)“提供此功能”和“不提供此功能”兩種情況展開(kāi)提問(wèn)。根據(jù)用戶對(duì)戶外腰背按摩器的需求滿意程度，問(wèn)卷提供“極度喜愛(ài)”“完全滿意”“完全不在乎”“勉強(qiáng)接受”和“極度不滿意”五個(gè)級(jí)別的選項(xiàng)，供被調(diào)研者選擇。Kano模型問(wèn)卷設(shè)計(jì)需注意以下幾點(diǎn)：第一，每個(gè)問(wèn)題須包括正、反兩個(gè)方面的內(nèi)容，提問(wèn)要全面；第二，問(wèn)題應(yīng)簡(jiǎn)潔易懂，可讀性高；第三，五個(gè)級(jí)別的選項(xiàng)文案應(yīng)闡釋清晰，避免歧義。戶外腰背按摩器Kano模型問(wèn)卷設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容，見(jiàn)圖5。

圖5 Kano 模型問(wèn)卷的設(shè)計(jì)框架

2.3 基于Kano模型的數(shù)據(jù)清洗及需求屬性占比計(jì)算

首先將收集的所有Kano問(wèn)卷進(jìn)行過(guò)濾，去掉問(wèn)卷中的無(wú)效數(shù)據(jù)；其次運(yùn)用Kano模型的評(píng)價(jià)結(jié)果分類對(duì)照表，完成有效問(wèn)卷數(shù)據(jù)功能需求項(xiàng)屬性占比的計(jì)算，得到每個(gè)功能模塊對(duì)應(yīng)的6個(gè)需求屬性的數(shù)據(jù)；最后通過(guò)對(duì)相同需求屬性的百分比進(jìn)行求和，可以得到每個(gè)功能模塊的需求屬性數(shù)值[14]。腰部按摩功能的需求屬性占比分析見(jiàn)圖6。

圖6 提供腰部按摩功能的需求屬性占比

2.4 計(jì)算Better-Worse系數(shù)值

戶外按摩器單個(gè)功能的需求屬性百分比中，選取占比數(shù)值最高的作為該功能的需求屬性。而涉及按摩器多個(gè)功能的需求屬性和排序，則需要分別計(jì)算得出各個(gè)功能的Better-Worse系數(shù)值，其公式見(jiàn)式（1）和式（2）。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得出的Better系數(shù)值會(huì)有正負(fù)區(qū)分，代表了用戶的不同滿意程度。通常情況下，Better的數(shù)值為正，意味著產(chǎn)品提供相關(guān)功能會(huì)使用戶滿意度提高。接近1的正值意味著對(duì)用戶滿意度的影響會(huì)更強(qiáng)，滿意度會(huì)提高得更快；而Worse系數(shù)值為負(fù)，意味著產(chǎn)品不提供某功能會(huì)使用戶滿意度降低。接近–1的值則意味著用戶不滿意的程度強(qiáng)，滿意度下降快[15]。

鑒于戶外腰背按摩器涉及多個(gè)功能需求項(xiàng)的排序，需要計(jì)算各項(xiàng)功能需求項(xiàng)的Better-Worse系數(shù)值。將圖6中的各個(gè)需求屬性占比帶入式（1）和（2），得出戶外腰背按摩器是否提供腰部按摩功能的用戶需求屬性數(shù)據(jù)，見(jiàn)式（3）和式（4）。

同理可得，戶外腰背按摩器各項(xiàng)功能的Better- Worse系數(shù)值計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表3。

2.5 基于Kano模型的數(shù)據(jù)產(chǎn)出及總結(jié)

根據(jù)Kano模型繪制出Better-Worse系數(shù)值的散點(diǎn)圖（見(jiàn)圖7），可以明確各功能屬性在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向中的重要性順序[16]，圖中坐標(biāo)原點(diǎn)的橫坐標(biāo)代表Worse的平均值，縱坐標(biāo)代表Better的平均值，Worse系數(shù)值采用絕對(duì)值[17]。通過(guò)計(jì)算可得出戶外腰背按摩器Better系數(shù)值的平均值為38.9%，Worse系數(shù)值平均值的絕對(duì)值為43.63%，進(jìn)而將散點(diǎn)圖劃分為四個(gè)象限，對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的期望型、魅力型、無(wú)差異型、基本型需求屬性。

表3 用戶需求Better-Worse系數(shù)值計(jì)算結(jié)果

Tab.3 Calculation results of the Better-Worse coefficient values of user needs

圖7 Better-Worse系數(shù)值的散點(diǎn)圖

期望型需求處于第一象限。作為用戶期望產(chǎn)品具備的功能特性，通常成為同類產(chǎn)品之間的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)如提供該功能，用戶滿意度會(huì)上升，反之會(huì)下降。該象限包括按摩器高度可調(diào)節(jié)和按摩器整體色彩統(tǒng)一兩個(gè)功能需求項(xiàng)。

魅力型需求處于第二象限。不提供此功能對(duì)用戶滿意度無(wú)影響，反之則會(huì)大幅提高滿意度。它具有潛在隱藏性、多樣化的特點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)師去發(fā)掘。解決這種需求的正確方法可以通過(guò)賦予按摩器操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固和圓柱體的滾輪形狀三項(xiàng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，滿足魅力型需求項(xiàng)來(lái)獲得比其他產(chǎn)品更多的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

無(wú)差異型需求處于第三象限。它往往不被用戶關(guān)注，屬于對(duì)用戶滿意度無(wú)影響的需求項(xiàng)，可以不加考慮。該象限包括操作手柄形狀、提供背部按摩功能、按摩器材質(zhì)、按摩滾輪防滑、提供按摩滾輪五項(xiàng)功能需求項(xiàng)，這些將在后面的設(shè)計(jì)實(shí)踐中不做考慮。

基本型需求處于第四象限。作為核心需求的產(chǎn)品必備功能影響著用戶的滿意度，優(yōu)化這一功能需要不斷研究和理解用戶需求，使用正確的方法在產(chǎn)品中捕捉并呈現(xiàn)這些需求。該象限包括提供腰部按摩功能、提供操作手柄兩個(gè)功能需求項(xiàng)。

基于Kano模型的數(shù)據(jù)分析，可以得出在滿足基本型需求的前提下，戶外腰背按摩器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)首先滿足期望型需求項(xiàng)：功能10和11，即按摩器高度可調(diào)節(jié)和按摩器整體色彩統(tǒng)一。其次，盡可能滿足魅力型需求項(xiàng)：功能8、9和6，即按摩器操作簡(jiǎn)單、按摩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固和按摩器滾輪形狀為圓柱體，此類需求是產(chǎn)品差異化的重要機(jī)會(huì)點(diǎn)，可以有選擇地滿足[18]。而功能2、4、5、7和12屬于無(wú)差異需求屬性，對(duì)應(yīng)的功能于用戶可有可無(wú)，不會(huì)影響用戶滿意度。

3 TRIZ理論在戶外腰背按摩器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

依據(jù)Kano模型需求屬性的排序結(jié)果，戶外腰背按摩器設(shè)計(jì)改進(jìn)方向集中體現(xiàn)在基本型、期望型和魅力型需求的滿足上，同時(shí)設(shè)計(jì)中必須優(yōu)先考慮具有高絕對(duì)值的Better-Worse系數(shù)值的功能需求項(xiàng)。通過(guò)Better-Worse系數(shù)值繪制的散點(diǎn)圖，可以得到期望型需求和魅力型需求屬性中產(chǎn)品功能的優(yōu)先級(jí)排列順序。期望型需求中產(chǎn)品功能的排列順序?yàn)椋喊茨ζ鞲叨瓤烧{(diào)節(jié)>按摩器整體色彩統(tǒng)一；魅力型需求中產(chǎn)品功能的排列順序?yàn)椋喊茨ζ鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固>按摩器滾輪形狀為圓柱體>按摩器操作簡(jiǎn)單。結(jié)合以上分析，利用TRIZ理論的阿奇舒勒矛盾矩陣和40條發(fā)明原理為按摩器提供最優(yōu)的設(shè)計(jì)解決方案。

在期望型需求中系數(shù)值最高的“按摩器高度可調(diào)節(jié)”功能需求是必須優(yōu)先滿足的設(shè)計(jì)項(xiàng)。由于按摩器的主力柱不便改動(dòng)，因此選擇對(duì)按摩器的操作手柄進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，以達(dá)到按摩器高度調(diào)節(jié)的目的。通過(guò)分析可知按摩器高度可調(diào)節(jié)的技術(shù)矛盾參數(shù)分別為4靜止物體的長(zhǎng)度和12形狀。查詢阿奇舒勒矛盾矩陣得出4-12=[13，14，15，7]，見(jiàn)表4?？梢越鉀Q該技術(shù)矛盾的發(fā)明原理為13逆向思維和15動(dòng)態(tài)化原理，即改變按摩器操作手柄和主力柱的連接方式，使其通過(guò)上下滑動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高度的改變，用以滿足不同身高的中老年人的需求，見(jiàn)圖8。

在魅力型需求中“按摩器操作簡(jiǎn)單”的系數(shù)值占比較高，因此須優(yōu)先滿足其設(shè)計(jì)。通過(guò)分析可知其改善參數(shù)對(duì)應(yīng)39個(gè)工程參數(shù)列表中的35適應(yīng)性及多用性，惡化參數(shù)對(duì)應(yīng)36裝置的復(fù)雜性。查詢阿奇舒勒矩陣表得到35-36=[15，29，37，28]，見(jiàn)表4。通過(guò)15動(dòng)態(tài)化原理可以有效地解決這一技術(shù)矛盾，即通過(guò)增加可供按摩器使用流程和規(guī)范動(dòng)作的顯示屏，見(jiàn)圖9。為了能夠確保中老年人無(wú)心理負(fù)擔(dān)地使用按摩器，可以在按摩器頂端增設(shè)太陽(yáng)能板以保證顯示屏的使用時(shí)長(zhǎng)。

總體來(lái)說(shuō)，作為公共設(shè)施的中老年戶外腰背按摩器的設(shè)計(jì)務(wù)必體現(xiàn)出簡(jiǎn)單穩(wěn)固、易操作的特點(diǎn)，遵從通用設(shè)計(jì)的原則，把材料、人機(jī)尺寸、使用方式等方面納入考量，滿足廣大使用者的需求。戶外腰背按摩器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)見(jiàn)圖10。

表4 TRIZ理論的問(wèn)題解決過(guò)程分析

Tab.4 Problem solving process analysis of TRIZ theory

圖8 高度可調(diào)節(jié)

圖9 顯示屏

圖10 最終效果

4 結(jié)語(yǔ)

本文從用戶對(duì)戶外腰背按摩器的需求出發(fā)，應(yīng)用Kano模型進(jìn)行了定性研究。首先在調(diào)研與分析用戶需求項(xiàng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探索需求類別，通過(guò)Kano模型明確用戶的基本型、期望型和魅力型需求屬性，為設(shè)計(jì)實(shí)踐提供設(shè)計(jì)思路。其次，計(jì)算各功能需求屬性的Better-Worse系數(shù)值，得到其優(yōu)先級(jí)排列順序。最后，借助TRIZ理論的分析工具得到最優(yōu)解決方案，完成了戶外腰背按摩器的設(shè)計(jì)實(shí)踐?？傊?，Kano-TRIZ設(shè)計(jì)方法融匯了定性分析和定量研究的優(yōu)勢(shì)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供較為全面的參考，無(wú)疑有助于未來(lái)戶外腰背按摩器的設(shè)計(jì)提升。

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Design of Outdoor Back Massager for the Middle-aged and the Elderly Based on Kano-TRIZ

LIU Chunyuan, ZHAO Min*

(Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao 266033, China)

The work aims to analyze the user needs of outdoor back massager and classify and prioritize the needs to find the needs that can be used to improve user satisfaction, thus providing new design reference for the innovative design of outdoor back massager. The initial needs of users for outdoor back massager were obtained by literature analysis and interview. KJ method was used to summarize user needs. Through the selection of questionnaire and Kano model, four need attribute categories and ordering of outdoor back massager for the middle-aged and the elderly were obtained. The design practice was carried out with the help of TRIZ theoretical analysis tool. The basic needs and expectations of the outdoor back massager were mainly reflected in the simple operation, simple and stable structure and non-slip roller of the product. The charm need was mainly reflected in the waist and back massage, massage roller and adjustable massager device height. By analyzing the need attributes of the middle-aged and the elderly, this work provides new design ideas and references for outdoor fitness equipment in the future.

Kano model; TRIZ theory; outdoor back massager; design

TB472

A

1001-3563(2024)08-0090-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.010

2023-11-14

山東省研究生教育質(zhì)量提升計(jì)劃（SDYAL19101）

通信作者