結(jié)合Kano-QFD與FBS模型的露營(yíng)椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究

■葉俊男，姚夢(mèng)雨，楊超翔 Ye Junnan & Yao Mengyu & Yang Chaoxiang

(華東理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院，上海 200237）

在后疫情背景下，越來(lái)越多的用戶選擇自駕出游，多元化的新娛樂(lè)消費(fèi)需求刺激戶外露營(yíng)市場(chǎng)不斷更新發(fā)展[1]，2022年中國(guó)戶外用品市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)1971億元。但伴隨著露營(yíng)需求的激增，大多戶外產(chǎn)品設(shè)計(jì)還停留在設(shè)計(jì)師或企業(yè)導(dǎo)向的設(shè)計(jì)階段，對(duì)用戶多元化、個(gè)性化需求缺乏深入研究[2]。露營(yíng)椅作為戶外活動(dòng)的必需產(chǎn)品，在戶外產(chǎn)品中占有較高的比例，擁有巨大市場(chǎng)潛力和發(fā)展空間，運(yùn)用科學(xué)有效的量化設(shè)計(jì)方法對(duì)其展開(kāi)設(shè)計(jì)研究具有較好的意義與價(jià)值。

1 文獻(xiàn)研究綜述

近些年，國(guó)內(nèi)學(xué)者在戶外椅上的研究主要集中于造型語(yǔ)義、人機(jī)工程學(xué)和適老化設(shè)計(jì)等方面。如在造型方面，付偉蓮[3]和鮑翔[4]利用設(shè)計(jì)形態(tài)語(yǔ)義學(xué)對(duì)戶外椅的形態(tài)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，而未對(duì)用戶需求作全面客觀的分析；在人機(jī)工程學(xué)方面，李苒[5]和劉小娜[6]利用人機(jī)工程學(xué)改善戶外椅的使用體驗(yàn)，而未以用戶需求為起點(diǎn)考慮功能等其他產(chǎn)品要素的合理性；在適老化設(shè)計(jì)方面，宮藝兵[7]、董緒斌[8]和張艷楠[9]依據(jù)老年人需求進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，而未對(duì)具體的設(shè)計(jì)要素進(jìn)行客觀分析，依賴于設(shè)計(jì)師主觀經(jīng)驗(yàn)。因此，戶外椅的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究過(guò)程中主要存在以下問(wèn)題：（1）過(guò)度依賴設(shè)計(jì)師或企業(yè)的主觀判斷；（2）以市場(chǎng)和產(chǎn)品創(chuàng)新為導(dǎo)向，但缺少客觀量化的設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)；（3）設(shè)計(jì)方案與用戶需求匹配度低，難以有效提升用戶滿意度。

在用戶研究領(lǐng)域中，Kano模型把用戶需求屬性細(xì)分為5類，通過(guò)定性分析模糊的用戶需求，可以充分挖掘用戶需求[10]；而質(zhì)量功能展開(kāi)（Quality Function Deployment，簡(jiǎn)稱 QFD）利用質(zhì)量屋（HOQ）模型，對(duì)用戶需求進(jìn)行定量分析，并將需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要素，指明設(shè)計(jì)方向[11]。在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，功能—行為—結(jié)構(gòu)（function-behaviorstructure,簡(jiǎn)稱FBS）模型能通過(guò)功能（F）、行為（B）、結(jié)構(gòu)（S）三個(gè)變量逐層映射轉(zhuǎn)化，高效準(zhǔn)確的將功能要素轉(zhuǎn)化為客觀的結(jié)構(gòu)要素指導(dǎo)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[12]。Kano模型、QFD和FBS模型在不同領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如肖飛等[13]利用Kano模型分析智能兒童書(shū)桌的智能功能的用戶滿意度，以確定智能兒童書(shū)桌智能功能的屬性分類，為智能兒童書(shū)桌的設(shè)計(jì)提供參照依據(jù)；周俊杰等[14]利用QFD與正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE) 的集成模型將獲得的顧客需求轉(zhuǎn)化為工程特性，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供決策，提高了醫(yī)療消毒產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量和顧客滿意度；王偉偉等[15]基于情境分析與FBS模型構(gòu)建家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，解決了家具創(chuàng)新設(shè)計(jì)周期漫長(zhǎng)，設(shè)計(jì)方案與用戶實(shí)需求不匹配的問(wèn)題。此外，國(guó)內(nèi)學(xué)者也將Kano模型、QFD和FBS模型兩兩結(jié)合展開(kāi)研究，如韋艷麗等[16]基于Kano模型與QFD構(gòu)建可用性設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行用戶需求分析、用戶需求到功能要求的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了云養(yǎng)寵 App 的可用性設(shè)計(jì)；周祺等[17]提出基于模糊 Kano 與情景 FBS模型的集成創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，并以“拯救小象”情景玩具為例，驗(yàn)證了創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法的可行性；陳國(guó)強(qiáng)等[18]基于QFD和FBS模型提高了需求識(shí)別的準(zhǔn)確度，將用戶需求轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)要素，解決了產(chǎn)品創(chuàng)新過(guò)程中不明晰的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了可移動(dòng)電力檢測(cè)設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

因此，Kano模型和QFD能充分挖掘和轉(zhuǎn)化用戶需求，并為露營(yíng)椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)指明方向；而FBS模型能提供精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)分析，并轉(zhuǎn)化為客觀具體的設(shè)計(jì)指導(dǎo)，解決露營(yíng)椅設(shè)計(jì)過(guò)程中主觀性較高及產(chǎn)品匹配度較低的問(wèn)題，二者的結(jié)合可為露營(yíng)椅的創(chuàng)新提供科學(xué)的新路徑。綜上，本課題將結(jié)合Kano-QFD和FBS模型展開(kāi)露營(yíng)椅的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究。

2 結(jié)合Kano-QFD與FBS模型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程構(gòu)建

利用Kano-QFD模型分析調(diào)研所得用戶需求，得到宏觀設(shè)計(jì)要素，提出露營(yíng)椅設(shè)計(jì)方向；再將所得關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素轉(zhuǎn)化為功能要素，利用FBS模型實(shí)現(xiàn)功能要素到結(jié)構(gòu)要素的映射轉(zhuǎn)化，為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)指導(dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)露營(yíng)椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升企業(yè)效益，結(jié)合Kano-QFD與FBS模型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程（圖1）。

圖1 基于Kano-QFD與FBS模型的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程

2.1 基于Kano-QFD的用戶需求獲取

2.1.1 用戶需求獲取與權(quán)重分析

調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)和報(bào)告，結(jié)合用戶訪談和問(wèn)卷，收集和歸納用戶需求，通過(guò)雙因素問(wèn)卷獲取每項(xiàng)需求的類別。雙因素問(wèn)卷采用正反兩種方式提問(wèn)，每項(xiàng)需求有5種回答方式，分別為滿意、理應(yīng)如此、無(wú)所謂、可以忍受、不滿意，相應(yīng)分值為4、2、0、-2、-4分。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果，選取數(shù)量最多的屬性為最終分類結(jié)果[19]，用戶需求分類方式（表1）。

表1 Kano模型用戶需求分類

依據(jù)問(wèn)卷結(jié)果，求得各項(xiàng)需求重要度Ri，將其歸一化處理后得到最終權(quán)重Ni，計(jì)算公式見(jiàn)（1）～（3）。

其中，Xij表示不具備屬性i時(shí)j顧客的滿意度，Yij表示具備屬性i時(shí)j顧客的滿意度，Wij表示j顧客對(duì)屬性i的重要度，表示未具備屬性i時(shí)顧客的平均滿意度得分，表示具備屬性i時(shí)顧客的平均滿意度得分，Ri表示需求i的重要度，Ni表示需求i的歸一化權(quán)重。

2.1.2 設(shè)計(jì)要素轉(zhuǎn)化

設(shè)計(jì)要素由用戶需求轉(zhuǎn)化而來(lái)，將得到的用戶需求進(jìn)行專家評(píng)估分析，結(jié)合露營(yíng)椅功能部署，轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要素。

2.1.3 構(gòu)建質(zhì)量屋關(guān)系矩陣

將用戶需求和設(shè)計(jì)要素導(dǎo)入質(zhì)量屋中，構(gòu)建用戶需求—設(shè)計(jì)要素關(guān)系矩陣，計(jì)算技術(shù)特性權(quán)重Wj：

其中：Cij表示用戶需求i與設(shè)計(jì)要素j之間的關(guān)聯(lián)數(shù)值。

2.2 基于FBS模型的設(shè)計(jì)要素映射轉(zhuǎn)化

2.2.1 功能要素轉(zhuǎn)化

依據(jù)上述計(jì)算，將權(quán)重較高的設(shè)計(jì)要素歸納為關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，并轉(zhuǎn)化為功能要素導(dǎo)入FBS模型中，其中，材質(zhì)和外觀等相關(guān)的設(shè)計(jì)要素排除，不進(jìn)行FBS映射轉(zhuǎn)化。

2.2.2 “功能—行為—結(jié)構(gòu)”映射轉(zhuǎn)化

（1）“功能—行為”映射：把得到的功能要素映射轉(zhuǎn)化為用戶的具體預(yù)期行為。

（2）“行為—結(jié)構(gòu)”映射：把預(yù)期行為映射轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品具體結(jié)構(gòu)，在這個(gè)過(guò)程中，各個(gè)行為之間的矛盾應(yīng)該對(duì)這些結(jié)構(gòu)施加一定的限制，以避免沖突；一個(gè)行為可能由多個(gè)部分來(lái)完成，因此需要考慮用戶的行為規(guī)模，合理布置這些結(jié)構(gòu)；一個(gè)結(jié)構(gòu)也可具備多個(gè)功能，有必要考慮兩種行為之間的異同，并使用類比推理方法生成創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。

2.2.3 基于FBS映射轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)策略分析

基于FBS映射轉(zhuǎn)化的結(jié)果，針對(duì)目標(biāo)對(duì)象，提出客觀具體的設(shè)計(jì)策略來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3 結(jié)合Kano-QFD與FBS模型的露營(yíng)椅設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1 基于Kano-QFD的露營(yíng)椅用戶需求獲取

3.1.1 露營(yíng)椅的用戶需求獲取

露營(yíng)的消費(fèi)人群趨向年輕化，因此，研究以20至35歲的用戶為研究對(duì)象。訪談10名資深露營(yíng)愛(ài)好者，獲得初始用戶需求，經(jīng)專家組分析，獲得13個(gè)典型用戶需求。把用戶需求進(jìn)行分類整理，得到4類用戶需求—人機(jī)需求、功能需求、外觀需求、經(jīng)濟(jì)需求（表2）。

表2 露營(yíng)椅用戶需求

根據(jù)調(diào)研獲得的13項(xiàng)用戶需求設(shè)計(jì)雙因素問(wèn)卷，對(duì)20至35歲有露營(yíng)經(jīng)歷或購(gòu)買意向的用戶發(fā)放問(wèn)卷。發(fā)放問(wèn)卷共計(jì)178份，有效問(wèn)卷164份，有效回收率為92.1%。本問(wèn)卷設(shè)置11個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，包含22個(gè)問(wèn)題，樣本量大于5～20倍問(wèn)題數(shù)，符合Kano問(wèn)卷要求。分析數(shù)據(jù)結(jié)果，根據(jù)各個(gè)選項(xiàng)出現(xiàn)次數(shù)判斷需求類別，依據(jù)式（1）至（3）計(jì)算各項(xiàng)需求重要度和歸一化權(quán)重（表3）。

表3 露營(yíng)椅用戶需求分類及重要度

依據(jù)所得到的用戶需求，實(shí)地調(diào)研市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品和查閱相關(guān)文獻(xiàn)及資料，依據(jù)質(zhì)量功能展開(kāi)原理，將用戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要素，并設(shè)定相應(yīng)的設(shè)計(jì)要素目標(biāo)（表4）。

表4 設(shè)計(jì)要素展開(kāi)

3.1.2 構(gòu)建用戶需求與設(shè)計(jì)要素關(guān)系矩陣

將所得的用戶需求和設(shè)計(jì)要素導(dǎo)入質(zhì)量屋中，構(gòu)建關(guān)系矩陣，計(jì)算各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素權(quán)重，獲得關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素。在質(zhì)量屋模型中用“◎”（強(qiáng)相關(guān)）、“○”（中等相關(guān)）、“△”（弱相關(guān)）三種表示關(guān)聯(lián)程度的符號(hào)表示用戶需求與功能需求之間的關(guān)系，“◎”=5，“○”=3，“△”=1，用戶需求與設(shè)計(jì)要素關(guān)系矩陣（表5）。

表5 露營(yíng)椅的用戶需求與設(shè)計(jì)要素關(guān)系矩陣

依據(jù)式（1）和（2）計(jì)算各項(xiàng)設(shè)計(jì)要素權(quán)重，并進(jìn)行排序。其中排名前7的設(shè)計(jì)要素為關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，分別為收納設(shè)計(jì)（D2）、操作方式設(shè)計(jì)（D1）、使用舒適度設(shè)計(jì)（D3）、靠背調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)（D6）、放置穩(wěn)定性設(shè)計(jì)（D15）、座面材質(zhì)選擇設(shè)計(jì)（D12）、輕量化設(shè)計(jì)（D4），這些設(shè)計(jì)要素將作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)展開(kāi)后續(xù)設(shè)計(jì)。

3.2 基于FBS模型的設(shè)計(jì)需求映射轉(zhuǎn)化和設(shè)計(jì)策略制定

3.2.1 功能要素轉(zhuǎn)化

利用質(zhì)量屋模型量化分析獲得7項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，其中座面材質(zhì)選擇設(shè)計(jì)（D41）屬于材料加工工藝，故不執(zhí)行映射轉(zhuǎn)化，將其余6項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素作為功能要素導(dǎo)入FBS模型中，執(zhí)行功能—行為—結(jié)構(gòu)映射轉(zhuǎn)化。

3.2.2 “功能—行為—結(jié)構(gòu)”映射轉(zhuǎn)化

依據(jù)以上分析，將6項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素作為功能要素引入FBS模型中，執(zhí)行功能-行為-結(jié)構(gòu)映射轉(zhuǎn)化，映射過(guò)程（圖2）。

圖2 露營(yíng)椅功能—行為—結(jié)構(gòu)映射轉(zhuǎn)化過(guò)程

（1）功能—行為映射。座椅收納可映射為折疊收納行為，與之相對(duì)應(yīng)存在座椅展開(kāi)行為；操作方式包括拉拽和按壓，實(shí)現(xiàn)座椅的展開(kāi)和收納，再通過(guò)固定行為維持穩(wěn)定；輕量化可映射為抓握、提起和搬運(yùn)行為，以實(shí)現(xiàn)便捷的移動(dòng)；放置穩(wěn)定性映射為支持、放置座椅和坐下行為，座椅放置，用戶坐下等場(chǎng)景提供支撐保持穩(wěn)定；使用舒適度可由方便的起身行為和合適的觸感反饋行為實(shí)現(xiàn)；靠背調(diào)節(jié)可映射為躺下行為，由滑動(dòng)行為實(shí)現(xiàn)角度調(diào)節(jié)。

（2）行為—結(jié)構(gòu)映射。座椅展開(kāi)、折疊收納和搬運(yùn)行為可映射為折疊結(jié)構(gòu)模塊；拉拽行為可映射為軸心式動(dòng)軸模塊；固定和支撐行為可映射為連接鍵模塊；按壓、抓握和提起行為可映射為張力器模塊；放置座椅行為可映射為防滑底托模塊；坐下和躺下行為可映射為椅面模塊；起身可映射為扶手模塊；滑動(dòng)可映射為調(diào)檔鍵模塊。

3.2.3 基于FBS映射轉(zhuǎn)化的露營(yíng)椅開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)策略

基于FBS模型的映射轉(zhuǎn)化，確定了露營(yíng)椅的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)模塊，以此為基礎(chǔ)提出設(shè)計(jì)策略，指導(dǎo)露營(yíng)椅的創(chuàng)新設(shè)計(jì)：A露營(yíng)椅采用“滑動(dòng)軸心”式折疊結(jié)構(gòu)和單軸心雙折動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)露營(yíng)椅折疊和展開(kāi)，并有效降低摩擦力，實(shí)現(xiàn)省力操作；B連接鍵采用圓形軸心式連接鍵，以及“X”形連接鍵增加穩(wěn)定性；C張力器采用“梯式”張力器，減少管材數(shù)量進(jìn)而降低座椅重量，張力器中部鏤空提供抓握空間；D防滑底托設(shè)計(jì)為底托加套筒，提高座椅展開(kāi)后的穩(wěn)定性；E扶手設(shè)計(jì)為鏤空式，將結(jié)構(gòu)隱藏于內(nèi)部，節(jié)省空間的同時(shí)提高了美觀性；F椅面采用一體插接式，便于用戶躺下時(shí)調(diào)節(jié)靠背角度，并降低了拆卸和安裝難度，使清洗更加方便；G調(diào)檔鍵設(shè)計(jì)為三級(jí)滑動(dòng)調(diào)檔，滿足躺和坐的靠背角度要求，并將其置于扶手內(nèi)側(cè)，方便用戶隨時(shí)調(diào)整（圖3）。

圖3 露營(yíng)椅設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)說(shuō)明

圖4 露營(yíng)椅設(shè)計(jì)方案1

4 露營(yíng)椅設(shè)計(jì)實(shí)踐與評(píng)價(jià)

基于以上設(shè)計(jì)策略，邀請(qǐng)2位專業(yè)露營(yíng)椅設(shè)計(jì)師進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，使客觀設(shè)計(jì)指導(dǎo)與設(shè)計(jì)師主觀能動(dòng)性相結(jié)合，高效產(chǎn)出符合用戶需求的設(shè)計(jì)方案[20]。以下是露營(yíng)椅設(shè)計(jì)的2款方案，見(jiàn)圖 4和圖5。

圖5 露營(yíng)椅設(shè)計(jì)方案2

對(duì)露營(yíng)椅設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)屬于主觀行為，存在一定的片面性，因此，利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法評(píng)估方案1和方案2，得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

根據(jù)專家建議建立評(píng)語(yǔ)集V=（v1,v2,v3,v4）=（非常滿意，滿意，一般，不滿意），為評(píng)語(yǔ)集賦值邀請(qǐng)10位專家對(duì)露營(yíng)椅的2個(gè)設(shè)計(jì)方案的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行打分，以方案1為例，整理專家評(píng)價(jià)結(jié)果，得到模糊關(guān)系矩陣Hi：

由于露營(yíng)椅的評(píng)價(jià)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)均衡兼顧，故選擇加權(quán)算子模型計(jì)算。將表3中的各項(xiàng)權(quán)重Ni與模糊關(guān)系矩陣H1合成計(jì)算，得到方案1的模糊綜合評(píng)價(jià)B1：B1=W×H1=(0.628，0.240，0.100，0.032）

依據(jù)評(píng)語(yǔ)集賦值，計(jì)算方案1的評(píng)分S1：S1=B1×θ=（0.628×90，0.240×80，0.100×60，0.032×50）

通過(guò)上述計(jì)算可得方案1評(píng)分為83.32分；同理可得方案2評(píng)分為80.46分。基于評(píng)價(jià)結(jié)果可得，方案1和方案2的評(píng)分均屬“滿意”區(qū)間，其中方案1評(píng)分高于方案2，故將方案1作為最終設(shè)計(jì)方案。

5 結(jié)語(yǔ)

本研究創(chuàng)新的構(gòu)建了基于Kano-QFD與FBS模型的露營(yíng)椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，有效的獲取了用戶需求及重要度，并將之科學(xué)的轉(zhuǎn)化成具體的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)策略，清晰的指導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案實(shí)施。設(shè)計(jì)實(shí)踐表明，構(gòu)建的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法較好的解決了露營(yíng)椅設(shè)計(jì)過(guò)程主觀性過(guò)度、設(shè)計(jì)方案與需求匹配度較低、缺乏科學(xué)量化的設(shè)計(jì)方法等問(wèn)題，具有較好的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。未來(lái)可結(jié)合產(chǎn)品造型語(yǔ)義進(jìn)行更系統(tǒng)化、深入的研究。