基于Kano-GRA-AHP對兒童輸液區(qū)家具的設(shè)計與評估

苗艷鳳，李景婕，徐蘊佳

(南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院，江蘇南京 210037）

為響應(yīng)國家智慧醫(yī)院建設(shè)及三胎政策，研究兒童輸液區(qū)家具設(shè)計，對改善兒童輸液區(qū)環(huán)境、患兒及家長的輸液區(qū)就醫(yī)體驗和護士的舒適度都有著重要意義[1]。以公立兒童醫(yī)院的兒童輸液區(qū)家具為主要研究對象，包括兒童靜脈穿刺臺、輸液單元和拔針臺，以患兒（6個月至8歲）及其家長和輸液區(qū)的護士為主要用戶群體進行研究。在設(shè)計過程中，由于調(diào)研到的用戶群體使用兒童輸液區(qū)家具的每個需求都對應(yīng)多種設(shè)計與解決方法[2]，設(shè)計者選取設(shè)計要素組成的設(shè)計方案，需要用戶群體對設(shè)計方案評估以了解用戶的滿意度從而得出最終設(shè)計方案。

1 研究方法

1.1 Kano模型法

Kano模型法是由Noriaki Kano提出的一種用于調(diào)研使用者群體的需求程度并劃分其需求屬性的方法[3]。通過正反兩個方向問題的五個選項的選擇來劃分需求的層次，主要分為基本型需求、期望型需求、興奮型需求、無差異需求和反向型需求[4]。但是Kano模型法具有一定的局限性[5]，因為Kano模型法是確定目標用戶對每一需求或設(shè)計要素的感受，而不是通過兩兩對比得出的更優(yōu)選的設(shè)計要素，也無法分析兩種設(shè)計要素之間的內(nèi)部關(guān)聯(lián)程度所導(dǎo)致的設(shè)計要素選擇。因此，Kano模型只能用于目標用戶主觀的需求分類，而不能用于考慮醫(yī)院環(huán)境等多方面的科學(xué)客觀的優(yōu)先級排序，在設(shè)計評估階段更不能以Kano模型法的結(jié)果分類來直接評價設(shè)計方案的優(yōu)良。

1.2 灰色關(guān)聯(lián)度法

灰色關(guān)聯(lián)度分析法（Grey Relation Analysis，GRA）是一種多因素統(tǒng)計分析的方法[6]。以各因素的用戶樣本數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，來分析各個因素之間的關(guān)系強弱等[7]。如果樣本數(shù)據(jù)反映出的兩個因素變化的趨勢基本一致，則說明這兩個因素的關(guān)聯(lián)度比較大[8]。但由于所收集數(shù)據(jù)在綜合評價中所占的權(quán)重比例不同，所以需要與權(quán)重確定算法相結(jié)合，因此引入層次分析法（AHP）將其因素的權(quán)重進行計算[9]，再綜合計算權(quán)重來進行評價。

1.3 層次分析法

層次分析法（AHP）通過建立層次分析模型，兩兩對比得出各設(shè)計要素的分值[10]，從而從定性和定量兩個方面得出各設(shè)計要素的權(quán)重值。用層次分析法中的權(quán)重比例與灰色關(guān)聯(lián)度相結(jié)合，可以科學(xué)有效的修正灰色關(guān)聯(lián)度法所確定的結(jié)果。方法流程如圖1。

2 兒童輸液區(qū)家具的Kano模型分析

2.1 設(shè)計要素與具體描述匯總

通過觀察法與訪談法結(jié)合，在進行兒童輸液區(qū)進行設(shè)計調(diào)研，共得出關(guān)于兒童輸液區(qū)家具需求轉(zhuǎn)化為的設(shè)計要素22項并對其進行具體描述（表1），將其分為4類，分別為整體定位、主要功能需求——收納功能、交互便利性功能、家具部件功能。其中整體定位6項，分別為“低成本設(shè)計（公立醫(yī)院定位）”“色彩搭配協(xié)調(diào)”“材質(zhì)搭配舒適”“設(shè)計感”“穩(wěn)固感”“圓潤感”“趣味性”“人性化”；家具功能主要為收納性能3項，分別為“病患物品便攜式收納”“病患物品固定式收納”“護士用品收納”；家具交互便利性能5項，“靜脈穿刺臺高度適中（護士穿刺便利性）”“靜脈穿刺臺一鍵升降/腳踏（兒童使用穿刺臺便利性）”“便攜式輸液架（輸液轉(zhuǎn)移便利性）”“輸液椅背可活動或平躺（輸液椅拔針便利性）”“可放置垃圾桶功能（拔針廢物回收便利性）”；部件使用性能6項，分別為“護士鈴雙向響應(yīng)（護士鈴使用性能）”“小桌板或更小桌板（桌板使用性能）”“輸液監(jiān)測設(shè)備（輸液監(jiān)測設(shè)備性能）”“屏風(fēng)隔斷（空間私密性能）”、屏風(fēng)高度過頭頂（屏風(fēng)防交叉感染性能）、扶手可拆卸或家長可坐在兒童對面（扶手或矮凳性能——家長與兒童的交流感）。選取Kano模型法研究兒童輸液區(qū)家具的設(shè)計要素進行分類與優(yōu)選，以排除不必要的需求，并對設(shè)計沖突提供指引。

表1 設(shè)計要素與具體描述

2.2 Kano模型調(diào)研與分析

首先根據(jù)收集整理的用戶需求設(shè)計Kano問卷，主要為“是否具備此功能”的正反兩方面進行問題的設(shè)置，以便對需求屬性進行分類。調(diào)研問卷的目標群體為6個月至8歲的兒童及家長群體與護士群體，比例為3：1。這個比例的確定與使用家具的重要程度有關(guān)，與調(diào)研群體比例保持一致。本次問卷最終回收100份，有效問卷率100%。

為了將設(shè)計要素進行準確分類，需進一步的根據(jù)數(shù)據(jù)進行“Better-Worse”系數(shù)的計算[11]。

Better系數(shù)=（興奮型+期望型）/（興奮型+期望型+無差別+基本型）

Worse系數(shù)=（期望型+基本型）/（興奮型+期望型+無差別+基本型）×（-1）

經(jīng)過計算，可以將各個設(shè)計元素在Excel中進行“Better-Worse”系數(shù)的計算，最終每個設(shè)計元素都會得到一個坐標點（Better系數(shù)，-Worse系數(shù)），將其以散點圖（圖2）輸出，則得到Kano模型結(jié)果，得到必備型需求2個，期望型需求9個，興奮型需求5個，無差異需求6個。

圖2 Kano模型散點圖

設(shè)計優(yōu)先級排序為必備型＞期望型＞興奮型＞無差異型。在每個屬性的需求分類中，根據(jù)每項功能需求的betterworse系數(shù)絕對值的高低對此類型的具體需求優(yōu)先級進行排序如表2。其中，護士鈴智能雙向呼叫、護士用品的固定式收納為必備型需求，輸液椅背可活動或平躺、病患物品便攜式收納、低成本設(shè)計、屏風(fēng)高度過頭頂、圓潤感、便攜式輸液架、色彩搭配協(xié)調(diào)、材質(zhì)搭配舒適、靜脈穿刺臺高度適中為期望型需求，小桌板或更小桌板、輸液監(jiān)測設(shè)備、靜脈穿刺臺一鍵升降/腳踏、穩(wěn)固感、屏風(fēng)隔斷為興奮型需求，應(yīng)該重點關(guān)注。其他如病患物品固定式收納、人性化、扶手可拆卸或家長可坐在兒童對面、設(shè)計感、拔針臺可放置垃圾桶功能、趣味性均為無差異型需求。

3 設(shè)計方案的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度評估

3.1 設(shè)計方案的形成

根據(jù)Kano模型法需求屬性分類，并轉(zhuǎn)化為設(shè)計要素后最終形成5種設(shè)計方案（表3），每個設(shè)計方案中從左至右依次為靜脈穿刺臺、輸液單元、拔針臺。其中，“色彩搭配協(xié)調(diào)”與“材質(zhì)搭配舒適”等設(shè)計要素以前期用戶與市場調(diào)研結(jié)果為基礎(chǔ)直接賦予并進行調(diào)整。由于設(shè)計的多樣性主要體現(xiàn)在兒童輸液區(qū)家具設(shè)計上，因此對于某些專用性配件，如護士鈴及輸液監(jiān)測設(shè)備、屏風(fēng)的設(shè)計及組合方式，五種方案皆采用相同的形式，即“護士鈴只能雙向呼叫”“輸液監(jiān)測設(shè)備”“屏風(fēng)高度過頭頂”“屏風(fēng)隔斷空間”等四項，在各方案中呈現(xiàn)一致，可參考方案四布置。五種初步設(shè)計方案基本滿足產(chǎn)品需求的M型、O型及A型設(shè)計要素。由于在設(shè)計靜脈穿刺臺時，如果設(shè)置突出腳踏，則使得安全性降低，如果設(shè)置內(nèi)嵌式腳踏，則與儲物擱板相撞，而設(shè)計要素“靜脈穿刺臺一鍵升降/腳踏”為I型，所以在方案三及方案五缺少“靜脈穿刺臺一鍵升降/腳踏”設(shè)計要素。類似的，在設(shè)計中有沖突而不被采用的設(shè)計要素為方案五缺少“扶手可拆卸或家長可坐在兒童對面”設(shè)計要素，方案二及方案四缺少“拔針臺可放置垃圾桶功能”。

表3 設(shè)計方案

3.2 評價指標及權(quán)重值計算

按照設(shè)計要素的分類，確定出4個一級評價指標，22個二級評價指標。具體評價指標與評價描述（表4）。

表4 評價指標建立

將評價指標轉(zhuǎn)化為AHP的準則層及子準則層，如圖3所示。以Kano模型的結(jié)果為參考，采取專家法對各準則層及子準則層兩兩比較后打分，形成綜合權(quán)重分析表5，所有結(jié)果均通過層次一致性檢驗。

表5 準則層及子準則層權(quán)重值與一致性檢驗

圖3 AHP準則層劃分

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度計算

根據(jù)評價指標的構(gòu)建，設(shè)計方案Di(i=1,2,···,n)，X′為一級指標的集合即X′={Xi′}，Xi′為二級指標的集合即Xi′={Xik′}[12]。本文采用 Likert 五級量表，由18名兒童及家長群體、6名護士群體總計24人組成評審團，分別對5個設(shè)計方案的22個評價指標打分。借助 MATLAB軟件對評價結(jié)果進行統(tǒng)計分析[13]，采用評委組所打分數(shù)的平均值作為最終方案的得分，形成比較矩陣A。各行為n個設(shè)計方案的分數(shù)，各列為m個評價指標的分數(shù)。

由于各項指標最優(yōu)值均為5，所以確定參考數(shù)列[14]為：{X0}={5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5}，計算每個方案的指標比較序列與參考數(shù)據(jù)列對應(yīng)元素的絕對差值，確定最大差值與最小差值，即兩級差值分別為0.211與3.286。本文依據(jù)參考文獻所確定關(guān)聯(lián)系數(shù)計算公式使用SPSS25分析軟件及MATLAB軟件進行輔助計算，分辨系數(shù)ρ取0.5，則關(guān)聯(lián)度系數(shù)計算結(jié)果見表6。

表6 關(guān)聯(lián)系數(shù)計算結(jié)果

比較序列分別計算其各個指標與參考序列對應(yīng)元素的關(guān)聯(lián)系數(shù)的均值，即計算關(guān)聯(lián)序，得到灰色關(guān)聯(lián)度評價排名，評價結(jié)果為D5＆gt;D2＆gt;D1＆gt;D4＆gt;D3。

3.4 灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度

由于各個評價指標具有不同的權(quán)重大小，所以需要對所取得關(guān)聯(lián)序進行加權(quán)計算，得到灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度。

式中ωk為第k項評價指標的權(quán)重，第 i 個產(chǎn)品的第 k 項指標與參考序列的關(guān)聯(lián)度數(shù)值。將計算得到的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度結(jié)果按照從大到小的順序進行排序，排名靠前的較排名靠后的設(shè)計方案更適合被優(yōu)選并進行進一步的設(shè)計。計算結(jié)果見表7，即設(shè)計方案的優(yōu)選順序為D5＞D2＞D3＞D4＞D1，即方案五應(yīng)為優(yōu)選方案。圖4為5個兒童輸液區(qū)家具的設(shè)計方案的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度數(shù)據(jù)形成的雷達圖。

圖4 灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度雷達圖

表7 灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度評價排名

3.5 設(shè)計優(yōu)化

根據(jù)設(shè)計評估的結(jié)果，選取方案五表達具體的設(shè)計方案。優(yōu)選出來的設(shè)計方案根據(jù)指標權(quán)重與指標得分確定需要進一步優(yōu)化的部分，設(shè)計方案中指標權(quán)重越高而得分越低的部分則優(yōu)化的優(yōu)先級越高。將評價指標的權(quán)重值及方案五的分數(shù)對應(yīng)，評價分數(shù)低于3分（滿分5分，及格線60%為3分）的設(shè)計要素按照實際情況進行改進。設(shè)計方案五中，病患物品便攜式收納U21、空間私密性能U44、扶手或矮凳性能——家長與兒童的交流感U46均需要改進，且優(yōu)化優(yōu)先級為U21＞U46＞U44。回顧設(shè)計方案的打分，可以發(fā)現(xiàn)在U21、U46兩項中，方案四的得分最高，優(yōu)化可以參考方案四的設(shè)計，且方案四在兩項設(shè)計要素的體現(xiàn)上均為添加便攜式小推車[15-16]。而U44在5種設(shè)計方案中并無不同，即需要對屏風(fēng)的設(shè)計、位置及擺放方式重新進行設(shè)計，重新設(shè)計結(jié)果如圖5。此外由于目標用戶為6個月至8歲的患兒及其家長，而優(yōu)選出的設(shè)計方案主要適用于手部輸液的患兒及其家長使用，無法兼顧3歲以下患兒頭部輸液或足部輸液的需求，因此應(yīng)設(shè)置額外的區(qū)域布置較適合3歲以下嬰幼兒輸液的區(qū)域，選擇輸液單元空間較大的靈活性較好的輸液沙發(fā)作為補充，最終兒童輸液區(qū)整體設(shè)計方案如圖6。

圖5 屏風(fēng)優(yōu)化設(shè)計

圖6 兒童輸液區(qū)家具整體設(shè)計

4 結(jié)語

為合理設(shè)計兒童輸液區(qū)家具，以調(diào)研結(jié)果與Kano模型的屬性分類為基礎(chǔ)進行設(shè)計，將GRA與AHP相結(jié)合用于設(shè)計方案評估與優(yōu)化定量分析各方案中的設(shè)計要素的灰色加權(quán)關(guān)聯(lián)度，從而選取最符合目標用戶需求的設(shè)計方案并根據(jù)結(jié)果進行優(yōu)化。此設(shè)計流程，解決了在家具設(shè)計過程中常見的調(diào)研結(jié)果與設(shè)計方案關(guān)聯(lián)度較低的情況，使得兒童輸液區(qū)家具設(shè)計方案的選取更科學(xué)合理，也為此類醫(yī)療家具的設(shè)計研究提供一種設(shè)計流程與方案。但研究的局限性在于在后續(xù)的研究中應(yīng)進一步的對優(yōu)化后的設(shè)計方案進行設(shè)計評估，從而使設(shè)計方案更加完善。