基于SET分析法的AGV醫(yī)穢垃圾回收汽車及智能設(shè)備運輸研究

王婉晴 葉輝 于睿智

基金項目：2023年度國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目資助“醫(yī)穢回收：智能醫(yī)療垃圾回收處理車及產(chǎn)品APP開發(fā)應(yīng)用”（202313320076X）

摘要：隨著信息和科技的飛速發(fā)展，醫(yī)院內(nèi)的服務(wù)設(shè)施也開始存在逐漸創(chuàng)新優(yōu)化完善。伴隨著人口數(shù)量及就醫(yī)數(shù)量的增長，醫(yī)院的資源物流運轉(zhuǎn)缺陷。通過調(diào)研分析智能醫(yī)療垃圾回收車設(shè)計的現(xiàn)狀及存在問題，同時對智能醫(yī)療垃圾回收車的目標(biāo)用戶需求進行拆解和分析，歸納總結(jié)出對醫(yī)療廢物運輸產(chǎn)品的再設(shè)計，減少了醫(yī)療廢物處理流程中的人力參與度，促進了智能化、綠色化的醫(yī)療環(huán)境建設(shè)，解決醫(yī)療廢物運輸管理不當(dāng)?shù)葐栴}。最后通過設(shè)計實踐，探討智能醫(yī)療垃圾回收車在設(shè)計與創(chuàng)新的可行性與合理性。

關(guān)鍵詞：SET因素分析；運輸設(shè)計；醫(yī)療回收車；汽車設(shè)計

中圖分類號：U469? 收稿日期：2024-01-28

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405017

1 前言

當(dāng)前，我國的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)建設(shè)處在不斷深化之中，醫(yī)院自身的診療實力不斷提高。但城市產(chǎn)出垃圾數(shù)量快速增長，環(huán)境壓力增大，回收工作量也隨之增加，強制推行城市生活垃圾回收的源頭分類工作勢在必行。因此，AGV自動引導(dǎo)運輸車系統(tǒng)更加值得被推廣和應(yīng)用。

醫(yī)院的物流運輸發(fā)展在醫(yī)院的日常運轉(zhuǎn)和管理中有著重要地位，其包含的運輸內(nèi)容種類也十分復(fù)雜。傳統(tǒng)的主要物流方式無非是“人力”+“推車”，但隨著醫(yī)院規(guī)模的不斷擴大和就醫(yī)人口數(shù)量的增加，醫(yī)療垃圾產(chǎn)生數(shù)量激增，僅僅依靠傳統(tǒng)的物流運輸方式已無法滿足醫(yī)院的運作需求，需要消耗更多的人力和物力來維持基本運輸。傳統(tǒng)物流運輸不僅工作效率下降，而且醫(yī)療垃圾造成二次傳染的幾率大幅上升。醫(yī)院物流運輸系統(tǒng)的更新和數(shù)字化的應(yīng)用是大勢所趨，通過有效規(guī)劃與革新減少醫(yī)院物流成本的同時，提高醫(yī)療服務(wù)水平和效率，降低疾病傳染概率，對今后的健康醫(yī)療環(huán)境的進一步加強和發(fā)展有一定促進作用。

本文將以現(xiàn)代化醫(yī)院為目標(biāo)群體，通過分析智能醫(yī)療垃圾回收車的發(fā)展現(xiàn)狀、歸納總結(jié)醫(yī)療回收物流運輸系統(tǒng)，基于SET因素分析法，對現(xiàn)代化醫(yī)院需求進行拆解和分析，提出面向現(xiàn)代化醫(yī)院需求的智能醫(yī)療垃圾回收車設(shè)計的新思路。

2 SET分析法與AGV引導(dǎo)車概述

2002年，Jonathan Cagan和Craig MVogel提出了產(chǎn)品設(shè)計中的SET因素，他們認(rèn)為通過對社會趨勢（S）、經(jīng)濟動力（E）和先進技術(shù)（T）三個層面綜合分析，能夠準(zhǔn)確找到產(chǎn)品機會缺口，獲取潛在需求改進現(xiàn)有產(chǎn)品，使用戶獲得愉快的消費體驗。SET模型是新穎的、先進的產(chǎn)品設(shè)計前期分析理論，歐美發(fā)達國家在產(chǎn)品設(shè)計中已開始廣泛應(yīng)用，許多企業(yè)堅持以用戶為中心的設(shè)計原則，將 SET 因素分析法作為產(chǎn)品設(shè)計前期的指導(dǎo)理論。

AGV（Automated Guided Vehicle）原指“自動引導(dǎo)產(chǎn)品”（車或運輸工具），裝設(shè)具有機械或電磁形式的引導(dǎo)裝置，產(chǎn)品可以通過編程代碼的方式根據(jù)既定架構(gòu)（路徑）去自動行駛。同時運載和裝備保護橫梁，能夠搭載重物。AGV系統(tǒng)的控制方式主要是以AGV地面控制系統(tǒng)、物流上位調(diào)度系統(tǒng)及AGV車載控制系統(tǒng)三方協(xié)同合作而成，目前較多應(yīng)用于醫(yī)療或戶外救援領(lǐng)域［1］。

3 智能醫(yī)療垃圾回收車設(shè)計現(xiàn)狀及問題

3.1 智能醫(yī)療垃圾回收車設(shè)計現(xiàn)狀

目前市面上的智能醫(yī)療垃圾回收車并不普遍，大多以醫(yī)廢處理量的需求為主，功能單一，通常色彩上都以白色為主色，再輔以藍色點綴，有科技感的同時也給人冷靜沉穩(wěn)的感覺。在功能上主要分為引導(dǎo)、溯源、識別三個方面。垃圾車自動引導(dǎo)依靠的是AGV自動引導(dǎo)裝置，該裝置應(yīng)用于運輸領(lǐng)域已有60多年，主要借助軌道定位和自主定位兩種方式，但由于導(dǎo)軌定位需耗費大量人工成本和時間成本，無法便捷地進行安裝部署。垃圾車自動溯源計劃采取掃碼追溯的方式，通過垃圾車顯示屏上實時更新的二維碼對醫(yī)院所產(chǎn)的生活垃圾、醫(yī)療垃圾進行溯源。垃圾智能識別功能可利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或高清鏡頭抓拍，通過對垃圾進行預(yù)測識別，來判斷垃圾種類，從而自動進行垃圾分類。從調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，市面上智能醫(yī)療垃圾回收車的功能大同小異，且對于醫(yī)療垃圾的針對性較弱，容易給醫(yī)院造成混亂，無法正確選擇真正適合醫(yī)院的產(chǎn)品，無法發(fā)揮出智能醫(yī)療垃圾回收車的作用［2］。

3.2 智能醫(yī)療垃圾回收車現(xiàn)存問題

本文研究對象為現(xiàn)代化醫(yī)院，初期通過線上線下的方式對現(xiàn)代化醫(yī)院進行調(diào)研，調(diào)查內(nèi)容主要圍繞以下幾個方面：a.醫(yī)院的使用功能;b.智能醫(yī)療垃圾回收車在醫(yī)院的占比情況；c.醫(yī)院的使用情況；d.對智能醫(yī)療垃圾回收車期待的功能及決定購買的因素。

調(diào)查結(jié)果說明，大多數(shù)醫(yī)院對智能醫(yī)療垃圾回收車都表示愿意引進、對智能醫(yī)療垃圾回收車有期待，醫(yī)護工作者也更愿意用智能醫(yī)療垃圾回收車。在擁有智能醫(yī)療垃圾回收車的醫(yī)院中，大多數(shù)醫(yī)院都存在以下問題：

a.引導(dǎo)功能與醫(yī)院存在偏差，醫(yī)廢流通路線不固定;b.對醫(yī)院的醫(yī)療垃圾無法進行實時溯源，溯源位置不準(zhǔn)確，導(dǎo)致醫(yī)院回收困難；c.基于識別功能，對于“生活垃圾”和“醫(yī)療垃圾”識別不靈敏，容易讓醫(yī)收的工作人員工作更加麻煩。

通過SET因素分析法展示對智能醫(yī)療垃圾回收車的重要因素，如表1所示。

4 智能醫(yī)療垃圾回收車的SET因素分析

通過線上查閱大量文獻和線下走訪大量醫(yī)院，以及和醫(yī)護工作者對話，將醫(yī)院和醫(yī)護工作者的需求進行結(jié)合，對智能醫(yī)療垃圾回收車進行設(shè)想。

通過分析，智能醫(yī)療垃圾回收車應(yīng)解決以下問題：

a.在社會因素方面，大多數(shù)年輕一代的上班族中都存在亞健康問題，但在工作和健康之間難以平衡，他們更能接受更方便、更便捷的新鮮的智能科技。對于看病就醫(yī)來說，智能醫(yī)療垃圾回收車能更方便，能夠有效提高他們看病就醫(yī)的效率和速度。

b.在經(jīng)濟因素方面，居民收入較快增長，收入結(jié)構(gòu)不斷改善，居民消費水平持續(xù)提高，生活質(zhì)量穩(wěn)步提升。人們對于看病就醫(yī)的需求更大，既要在外觀能調(diào)節(jié)人們以及醫(yī)護工作者的情緒、緩解工作壓力，使醫(yī)療空間和諧統(tǒng)一不死板，又要能切實地方便人們和醫(yī)護工作者，節(jié)省人力、物力，防止醫(yī)療垃圾運輸途中對醫(yī)護工作者進行二次污染。

c.在技術(shù)因素方面，通過不斷改進和創(chuàng)新，智能醫(yī)療垃圾回收車不僅能對“生活垃圾”和“醫(yī)療垃圾”進行區(qū)分，還能精準(zhǔn)地記錄回收垃圾的時間、位置以及轉(zhuǎn)運的位置。在互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的大背景下，能夠便捷地與手機APP進行聯(lián)動設(shè)計，不僅能解決集中混合收集垃圾所帶來的垃圾處理困難的問題，同時也可以解決人力成本和空間資源浪費的問題。

5 智能醫(yī)療垃圾回收車的設(shè)計實踐

對智能醫(yī)療垃圾回收車SET因素進行分析，并以此總結(jié)出醫(yī)院以及醫(yī)療工作者的需求關(guān)鍵詞，大概分為“造型”和“功能”兩個層面，如表2所示。

5.1 智能醫(yī)療垃圾回收車造型設(shè)計

在視覺傳達中，色彩占據(jù)了很大一部分，在大環(huán)境下，不一樣的顏色可以對受眾群體有不一樣的感受，智能醫(yī)療垃圾回收車對醫(yī)院所處的環(huán)境應(yīng)該相匹配，要對醫(yī)護工作者和病人起到穩(wěn)定、平和的心理暗示，以便于增加醫(yī)護工作者和病人的信賴。用戶體驗主要來源于用戶與界面之間的交互，但也不能因此忽略了設(shè)計的“包裝”，不能把它放在最后考慮，而應(yīng)在開始時就結(jié)合內(nèi)容和形式進行考量，利用色彩心理學(xué)，結(jié)合色彩心理學(xué)與產(chǎn)品使用環(huán)境確定APP界面的主色調(diào)。

在智能醫(yī)療垃圾回收車的顏色設(shè)計上，使用低飽和度的顏色能夠給人們平靜的的視覺體驗，藍白相間的設(shè)計可以使醫(yī)護工作者和看病的人情緒平和。智能醫(yī)療垃圾回收車外形類如小車，采用較為圓滑的形狀，可以防止在工作狀態(tài)下誤傷醫(yī)護工作者或者行人。因而，智能醫(yī)療垃圾回收車使用小車的造型，通過左右兩側(cè)配垃圾窗口，應(yīng)對不同尺寸的生活垃圾和醫(yī)療垃圾的回收，小車同時含有智能升降桌，醫(yī)護工作者可選擇是否打開及升降高度，可以方便醫(yī)護工作者的使用，提取汽車的前燈設(shè)計，通過改造成為指示燈，應(yīng)對各種醫(yī)療情況從而進行智能顯示顏色。底部小車帶有四個車輪，可以使智能醫(yī)療垃圾回收車保持穩(wěn)定，對地面產(chǎn)生更大的摩擦。此外，四個車輪還能分散智能醫(yī)療垃圾回收車的重量，使它更好地分布在整個底盤上，從而實現(xiàn)更好的平衡和減少翻車的風(fēng)險。圖1所示為智能醫(yī)療垃圾回收車外觀設(shè)計。

5.2 智能交互產(chǎn)品與運輸設(shè)備功能設(shè)計

功能設(shè)計首先要以醫(yī)護工作者和行人的習(xí)慣合理地規(guī)劃內(nèi)容，功能主要分為四個方面，分別為垃圾車自動引導(dǎo)、自動溯源、垃圾智能識別及逆向回收與二次利用的判斷。垃圾車自動引導(dǎo)依靠的是AGV自動引導(dǎo)裝置，AGV定位方法主要包括電磁定位、激光定位和視覺定位，其中激光定位穩(wěn)定性和精確度更為可靠，因此在高精度定位領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，醫(yī)院可以通過對AGV垃圾車進行任務(wù)分配，實現(xiàn)系統(tǒng)的自動垃圾回收運作。垃圾車自動溯源計劃采取掃碼追溯的方式，通過垃圾車顯示屏上實時更新的二維碼對醫(yī)院所產(chǎn)的生活垃圾、醫(yī)療垃圾進行溯源，溯源則又分為位置、時間、轉(zhuǎn)運三大模塊，所包含的內(nèi)容有垃圾收入位置、何時被收入、轉(zhuǎn)運位置、是否被回收等。垃圾智能識別功能可利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或高清鏡頭抓拍，通過對垃圾進行預(yù)測識別，來判斷垃圾種類，從而自動進行垃圾分類。

醫(yī)院所產(chǎn)垃圾主要分為兩類：一類為基本生活垃圾，如尿不濕、尿墊等，另一類則為醫(yī)療垃圾，如病理切片、人體切除組織等。將AGV垃圾車分為“生活用車”和“醫(yī)療用車”兩種。生活垃圾會被直接精準(zhǔn)分類，醫(yī)療垃圾則需要精準(zhǔn)的識別過程，然后被正確分類到對應(yīng)位置。這項功能可解決集中混合收集垃圾所帶來的垃圾處理困難的問題，同時也可以解決對人力成本和空間資源浪費的問題［3］。

通過以上對智能醫(yī)療垃圾回收車功能的闡述發(fā)現(xiàn)，它已經(jīng)在現(xiàn)實使用場景中便利于醫(yī)護工作者，當(dāng)智能醫(yī)療垃圾回收車與手機APP相結(jié)合后，它大大提高了醫(yī)護工作者的效率，簡化操作以及更好地協(xié)調(diào)控制和記錄，而真正地深入合作，則需要更加高效的人機交互。

在交互界面的設(shè)計中，智能醫(yī)療垃圾回收車通過傳遞聲音對使用用戶進行正向反饋，引導(dǎo)醫(yī)護工作者和行人自主進行垃圾分類并進行積極的鼓勵以及積分獎勵。積極的鼓勵和正向反饋能夠減少醫(yī)護工作者和行人在使用智能醫(yī)療垃圾回收車的抵觸心理。

醫(yī)療類手機APP與智能醫(yī)療垃圾回收車相連接，手機APP則主要進行統(tǒng)計、召喚和管理等應(yīng)用。APP是對醫(yī)療垃圾車和生活垃圾車的信息統(tǒng)計，主要交代垃圾車的位置和運行狀態(tài)，運行狀態(tài)包括空間環(huán)、儲存數(shù)量卡片和時況展示，空間環(huán)即儲存空間可視化、數(shù)字化，清晰洞察垃圾車可用空間；儲存數(shù)量卡片是對已回收的醫(yī)療垃圾數(shù)量及種類進行分類匯總；實況展示就是車內(nèi)攝像實況的展示，便于醫(yī)護工作者觀察回收狀況、垃圾儲存狀況。當(dāng)然，醫(yī)護工作者也可以為智能醫(yī)療垃圾回收車下達任務(wù)，在任務(wù)執(zhí)行中就可以清楚地看見待完成列表和已完成列表。

智能醫(yī)療垃圾回收車APP可通過管理對智能醫(yī)療垃圾回收車進行普通召喚、緊急召喚和強制召喚：普通召喚即儲存空間告急，一鍵召回處理；緊急召喚即有大量需求，一鍵召喚更多小車；強制召喚則可以安心應(yīng)對突發(fā)情況，以備不時之需。同時智能模塊化的加入可以使管理與使用過程更加獨立與高效，減少垃圾污染，提升物流過程的安全性。同時醫(yī)療病區(qū)物流隨著社會的進步與科技的發(fā)展，還有更加深遠的前進空間，相關(guān)的管理體制也會逐步完善。在針對病區(qū)內(nèi)物流設(shè)備進行設(shè)計時，應(yīng)留出一部分可發(fā)展空間，為后續(xù)變化留出較寬的應(yīng)對區(qū)域與更新空間。例如，在可實現(xiàn)的前提下，在識別過程中可對醫(yī)療廢棄物進行可否逆向回收的判斷，可進行回收的廢棄物則會經(jīng)歷專業(yè)處理后被二次利用，不可回收的廢棄物則被適配的處理手段進行處理?？杀荒嫦蚧厥盏尼t(yī)療垃圾也不可被回收至同一空間內(nèi)，應(yīng)由專業(yè)的處理人員對其進行包裝，如雙層包裹回收、低溫回收等。

6 結(jié)語

針對現(xiàn)代化醫(yī)院物流系統(tǒng)的不健全以及醫(yī)院物流系統(tǒng)建設(shè)觀念的落后問題，本文首先將SET因素分析法應(yīng)用到智能醫(yī)療垃圾回收車的設(shè)計研究中，對現(xiàn)代化醫(yī)院物流系統(tǒng)進行創(chuàng)新并對醫(yī)護工作者的需求進行分析，尋找智能醫(yī)療垃圾回收車的產(chǎn)品機會缺口，從而在造型和功能提出了設(shè)計思路，使醫(yī)護工作者使用更便捷。從根本上來說就是在處理運輸醫(yī)療垃圾和生活垃圾的方式上，通過智能醫(yī)療垃圾回收車切實地方便人們和醫(yī)護工作者，節(jié)省人力、物力，防止醫(yī)療垃圾運輸途中對醫(yī)護工作者進行二次污染。

參考文獻：

[1]吳凡醫(yī)療廢物運輸產(chǎn)品設(shè)計研究[J]工業(yè)設(shè)計，2021（8）：65-66

[2]陳怡靜醫(yī)療病區(qū)智能AGV垃圾車造型設(shè)計分析研究[D]南京：南京航空航天大學(xué)，2019

[3]趙宏月，馮乙基于SET因素分析法的學(xué)齡前兒童智能機器人設(shè)計研究[J]工業(yè)設(shè)計，2023（7）：64-67

作者簡介：

王婉晴，女，2002年生，本科在讀，研究方向為藝術(shù)設(shè)計。

葉輝（通訊作者），男，1997年生，博士在讀，講師，研究方向為數(shù)字媒體藝術(shù)。