基于Kano-QFD的適老化衛浴產品設計研究

周紅宇，王嘉倫

基于Kano-QFD的適老化衛浴產品設計研究

周紅宇，王嘉倫

（湖北工業大學，武漢 430070）

提升智能化衛浴產品適老化程度，增加老年用戶產品使用滿意度。以Kano模型與QFD質量功能展開集成方法輔助設計決策為主，人機研究與用戶行為狀態分析為輔。使用問卷調查法挖掘用戶需求，對獲取的用戶需求進行重要度量化，并進行重要度修正，輔助構建老年衛浴產品QFD質量屋，結合輔助方法，最終完成適老化衛浴產品設計實例；最后使用JACK仿真分析對輸出方案進行人機舒適度驗證分析。通過Kano–QFD模型結合輔助方法的設計思路能更加精確定位用戶需求，產出方案具有較高的適老化程度，較好地提升了用戶滿意度。提出整合Kano–QFD模型及人機數據與行為狀態分析輔助設計的方法，對智能衛浴產品的適老化設計過程優化與產品實際輸出，具有一定的參考價值。

Kano模型；質量功能展開（QFD）；衛浴產品；適老化設計；智能化產品

隨著社會老齡化程度的加深和銀發經濟的蓬勃發展，老年產品的需求也在日益增加[1]。互聯網的發展與生活質量的提升也將智能化技術帶入老年人日常生活的產品中。如智能衛浴產品等，幫助老年人解決了在衛浴過程中出現的麻煩與問題[2]，但目前的智能衛浴產品在為老年人帶來便利的同時，也出現了使用效果不佳的情況。市場上針對老年人的產品，設計主要以功能為主，對老年用戶的其他使用需求未做更多研究，設計決策過程缺少核心用戶參與導致產品的適老化程度不足[3]。在適老化設計領域，老年人因年齡增長具有其獨特的生理與心理特征，因此在設計的過程中需要融入充分的設計關懷。滿足用戶的生理與心理需求是適老化設計的目的，尋找老年用戶的真實需求是適老化設計的關鍵點，將用戶需求量化[4-6]成具體的工程設計因素是適老化設計需要解決的難點。本文使用Kano模型集合QFD質量功能展開的方法，完成從用戶需求到工程設計要素的轉化，再通過人機數據調研與用戶行為狀態分析，構建一個合理科學的老年智能衛浴產品開發流程，通過設計實例進行驗證。

1 Kano模型與QFD質量屋方法介紹

Kano模型是一種通過顧客主觀反饋與產品客觀表現，對產品服務屬性進行分類的一種二維定性的分析模型[7]，通過用戶反饋得到用戶滿意度同產品功能設計間的關系，便于準確定位設計需求，提升產品設計開發過程的效率。質量功能展開（QFD）以用戶需求[8]為主要研究點展開，將用戶需求與產品工程特征連接分析，識別沖突設計要求，達到提升用戶滿意度及縮短開發周期的目的。這兩種方法都是在優化產品設計過程中行之有效的設計方法，但是都具有自身的局限性。Kano模型可以尋找不同優先級的用戶需求，找到設計切入點，但是無法幫助設計人員進行精準決策。QFD以用戶需求為出發點，將產品設計要素與用戶滿意度整理成一種線性的關系[9]，是定量的分析方法，但此方法欠缺考慮需求之間的自相關聯系，導致其最終結果無法準確映射到用戶需求上，減弱了QFD輔助決策的作用。將Kano模型與QFD質量屋相結合[10]，互補兩個模型的優勢，消弭兩種方法獨自使用時的不足，能更加準確把握用戶的關鍵需求，提升設計決策的可靠性與科學性。

目前，已有研究通過使用Kano模型與QFD相結合的方法作為理論依據來優化設計方案。陳剛等[11]通過Kano–QFD的方法對手扶微耕機進行研究，完成了用戶需求到工程設計需求的映射，使產品的應用價值更加優秀；孫圓圓等[12]集成Kano模型與QFD提出一種產品屬性重要度解析方法，提升了顧客需求到產品設計要素之間的映射水平；鄧杏儀等[13]通過用戶旅程圖、Kano–QFD的結合研究，從用戶需求的角度對健身游戲系統的優化設計提出了一定的思路與方法。吳曉麗提出了一種融合Kano、QFD、FAST方法的功能組合嬰兒車設計方法[14]，通過對用戶需求的演技和產品功能的重要度排序，更大限度地提升了產品用戶滿意度。

2 基于Kano-QFD的老年智能衛浴產品設計研究流程

通過集成Kano模型和QFD質量屋的方法，能夠精確提取老年衛浴產品用戶需求，將其轉化為產品設計要素，為設計決策提供更加科學精確的指導。

設計研究流程建立：通過論文研讀，網絡與線下實體調研等方式，對現有老年智能衛浴市場進行分析，總結設計問題，獲取顧客需求；以已獲取需求為基準轉化Kano調研問卷，通過實地調研目標人群及其親屬的產品意見，對用戶需求定性分析，總結用戶需求類型；對問卷調研得到的數據進行深入分析，對老年智能衛浴產品的需求重要度進行量化分析與改良，為后續QFD質量屋構建做數據支撐；通過專家法構建用戶需求要素與質量要素之間關系矩陣，輔助構建產品質量屋，將量化后得到的設計質量權重進行輸出，結合人機工學與行為狀態分析輔助輸出設計方案；完成設計案例后通過SUS系統可用性量表進行設計分析，確定輸出方案的科學性與適用性。整體流程框架，見圖1。

圖1 產品研究與設計輸出流程

3 基于Kano模型的顧客需求識別研究

3.1 用戶需求要素獲取

Kano模型中對用戶需求進行定量化研究的基礎是用戶需求要素的獲取[15]，本文在已有適老化衛浴產品研究和大量網絡與實地調研的基礎上，構建適老化衛浴用戶需求要素指標體系，見圖2。

圖2 老年用戶需求指標體系

一級指標包括：造型要素、功能要素。

二級指標包括：造型意向、色彩選擇、便捷操作、輔助座椅、高度調節、安全防滑、水汽分離、感觀輔助、安全監測、智能交互。

3.2 老年衛浴產品Kano問卷

Kano模型中影響用戶滿意度的需求類型，即魅力需求（）、期望需求（）、無差異需求（）、必備需求（）和反向需求（）[16]。本文首先建立標準的正反問題Kano問卷，其次確定調研人群類型，參與本次調研的人群為學校設計專業老師、設計專業研究生、老年人群和中年子女人群。共計發放問卷130份，通過統計，回收得到有效問卷106份，問卷有效回收率達到81.5%。為確保問卷信度，采用重復檢驗法進行檢驗，前后問卷相關性大于85%,確定數據可信度。完成采訪調研后，結合調研數據與設計屬性分類評價表（見表1），對用戶需求屬性進行分析，歸類用戶需求類型，其問卷統計（見表2）。

表1 Kano設計屬性度量評價

Tab.1 Measurement evaluation of Kano design attribute

表2 Kano問卷用戶需求分析

Tab.2 Kano questionnaire user needs analysis

4 基于Kano-QFD的用戶需求質量改進與轉化

4.1 用戶需求要素初始權重確定

4.2 需求要素質量規劃與修正

通過需求指標體系中的指標為中心問題進行社會問卷調研，競爭性標度為五階，分別是很強、較強、一般、較弱、很弱由數字5、4、3、2、1代表。調研對象主要選取行業從業者、專家與高校研究生，確保問卷評估的專業性，通過調研最終得出市場競爭性評估與質量要素目標，見表3。

表3 需求要素質量規劃表

Tab.3 Quality planning of needs elements

4.3 構建老年衛浴產品QFD質量屋模型

為完成用戶需求質量到設計質量要素的轉化，最終確定設計權重，需要構建老年衛浴產品質量屋模型[18]，首先對上文所述的用戶需求要素進行分析與整理，在可度量性與對應性的準則下轉換為便于工程展開的質量要素。本文通過組織專家、行業從業者、高校研究生對其進行打分，按照關系由強到弱對應的分數分別為5、3、1、0，構建用戶需求矩陣。

5 老年智能衛浴產品設計實踐

5.1 衛浴產品適老化設計策略

1）感官代償設計。結合多種感官通道對信息進行綜合反饋，以彌補單一感官對外界傳遞信息的接受不足。結合感官代償法，以視、聽、觸覺多通道反饋同一信息，提升衛浴產品使用的容錯性和靈活性[19]。

2）行動轉嫁設計。通過分析用戶行為構建人-機-環境的使用機制，合理分配三個方面的行為任務，幫助老年人（行為能力較弱的群體）減負。

表4 老年衛浴HOQ產品質量屋

Tab.4 HOQ of intelligent bathroom products for the elderly

3）適應性設計。由于不同用戶個體之間的人機差異性，所以設計過程中需要通過提升產品適應性來提升用戶使用的舒適度，如沐浴高度調節、座椅角度調節等。

4）宜人性設計。設計過程中，需要從老年人的身體機能、精神需求[20]等方面進行分析，對人群進行細分，針對自理老人，部分失能及失能老人提出多種沐浴方式的解決方案，在滿足生理上宜人性的同時，還要滿足老人的心理上的宜人性。

5.2 老年人機數據分析

老年智能衛浴產品的設計，既需要滿足人機工程學的要求，也要滿足通用設計[21]的基本原則。老年人的身高、運動機能等身體特征隨著年齡的增長會出現衰退，因此老年人衛浴產品需要根據不同年齡階段的身體特征的變化進行適當調節，滿足不同階段老年人的需求。此外，鑒于中國家庭的主要結構為老人與子女同住，在設計時應具有一定的通用性，也需要考慮到家庭生活中其他成員的尺寸要求。通過對老年人身體各項人機數據的研究，為老年人智能衛浴產品設計提供一定的理論與數據支撐。

通過查閱相關文獻與數據，分析選擇出合適的老年人身體尺寸參數和百分位，確定老年衛浴的最佳產品尺寸，見表5。

5.2 失能人群衛浴行為分析

隨著年齡的增長，很多老人會出現心腦血管、骨骼肌肉衰退等問題，這些問題直接或間接地導致老年人身體發生各種疾病，老年人的行為與行走能力會大幅度下降，此時老年人大多會選擇輪椅作為日常的代步工具。經查文獻得知老年人所使用的普通輪椅寬度550～630 mm，高度910～920 mm，長度900～1 050 mm，輪椅的最小活動范圍是1.5 m×1.5 m。在浴室狹小空間內活動范圍受限，這使老年人在操作輪椅時難度加大，又由于老年人身體機能衰退，造成其上肢力量減小，老年人要完成操作輪椅進入洗浴狀態的動作更加困難。通過對不同失能狀態老人的洗浴行為[22]進行實驗，在實驗過程中對洗浴行為中的動作狀態和平衡狀態進行收集分析（見表6），通過實驗分析可知，失能老年人在沐浴行為過程中的身體穩定性及行為動作較之自理老人有所差距，可以作為后續的設計依據。

5.4 產品設計方案

基于對適老化衛浴產品的Kano-QFD集成方法的研究，設計實踐的產品方案主要通過量化后得到的質量要素相對權重的排序，綜合老年人相關人機數據和對沐浴行為過程的分析進行設計要素提取（見圖3），最終產出適老化衛浴產品方案，見圖4。

表5 老年衛浴最佳產品尺寸取值表

Tab.5 Best size of elderly-oriented bathroom products

表6 自理—失能老人沐浴行為狀態表

Tab.6 Bath behavior state of the self-care/disabled elderly

圖3 設計元素提取

在功能設計中，B2（座椅沐浴輔助）屬于必備型需求。在設計中應該予以添加，能夠提升用戶的使用滿意度，同時操作應當簡單智能以達到更好的使用體驗。B3(坐姿高度可調節)、B7（摔倒安全監測）、B6（感官沐浴輔助）屬于魅力型需求，在設計過程中，通過在不增加其使用難度的情況下添加此項功能，能夠大幅度提升用戶的滿意度，同時可調節的座椅能夠滿足不同身高用戶的坐高要求。在通過對老年人使用習慣和沐浴行為的調研后，將該項功能通過燈光帶警示的形式，添加在顯眼的扶手區域，能夠幫助使用者掌握自己的實時沐浴狀態。根據人機分析的數據確定產品整體尺寸及部件相對位置后，通過沐浴行為實驗的分析，發現失能老年人在沐浴行為過程中使用扶手時身體穩定性不強、力量不夠的問題，通過添加增長的助力扶手，來幫助老年人在起身過程中更好地掌控自身的平衡，增加沐浴過程中的安全性。

5.5 方案驗證分析

為驗證設計方案使用時的人機舒適程度[23]，本文使用JACK虛擬仿真軟件對老年人的衛浴活動進行仿真分析。首先構建虛擬環境，以95百分位的老年人身體數據建立人物，將人物與衛浴座椅進行適配。使用Comfort Assessment（舒適度評價）分析其身體姿勢的各個部位如頸、肩、背、臀、手臂的受力情況以及整體的疲勞度與舒適度（見圖5），獲得衛浴座椅使用人機評價，KRIST數據評分越低代表其人機舒適度越高。通過JACK虛擬仿真軟件分析可得，改進方案的整體疲勞度評分為33.5，整體舒適度評分為35.2，達到較好的人機評分標準，具有較高的人機使用舒適度。

圖4 老年智能衛浴產品

圖5 JACK仿真人機舒適度評價

6 結語

衛浴產品是日常生活中不可或缺的產品，本文在社會老齡化背景下，為提升衛浴產品適老化程度，使用Kano模型分析用戶需求，結合QFD質量屋對老年人衛浴產品的設計質量要素深入研究。通過分析老年衛浴產品的需求指標體系對需求指標進行定性與定量分析與修正，建立需求質量與質量要素的自相關矩陣數據輔助構建質量屋，分析要素權重，并結合相關老年人機數據與沐浴行為狀態分析輔助設計決策。通過JACK仿真分析對改進方案進行人機舒適度驗證，結果表明：本文設計后方案的適老化程度、用戶滿意度都有所提升。通過Kano集成QFD的研究方法，可以將用戶需求進行定量化分析，并精確地轉化為設計要素，幫助設計師更好地設計出適老化程度較高的老年人產品，并提升設計效率。

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Design of Elderly-oriented Bathroom Products Based on Kano-QFD

ZHOU Hong-yu, WANG Jia-lun

(Hubei University of Technology, Wuhan 430070, China)

The work aims to improve the elderly-orientation degree of intelligent bathroom products and increase the satisfaction of elderly users. Kano model and QFD quality function deployment were integrated to assist design decision-making supplemented by human-machine research and user behavior state analysis. The questionnaire survey method was used to mine the user needs. The importance of the obtained user needs was quantified and corrected to assist in the construction of QFD house of quality of elderly-oriented bathroom products. Combined with the auxiliary method, the design example of elderly-oriented bathroom products was finally completed. Finally, JACK simulation analysis was conducted to verify and analyze the man-machine comfort of the output scheme. Through the Kano QFD Model, and in combination with the design idea of the auxiliary method, the user needs can be positioned more accurately. The output scheme was highly suitable for the elderly and had a great effect on improving user satisfaction. The method of integrating Kano QFD Model and man-machine data and behavior state analysis aided design is put forward, which has a certain reference value for the optimization of elderly-oriented design process and the actual output of intelligent bathroom products.

Kano model; quality function deployment (QFD); bathroom products; elderly-oriented design; intelligent products

TB472

A

1001-3563(2023)04-0150-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.04.018

2022–09–06

周紅宇（1984—），男，碩士，副教授，主要研究方向為工業設計方法、智能裝備。

王嘉倫（1997—），男，碩士生，主攻適老化設計研究。

責任編輯：陳作