用戶需求驅動下的陶瓷燈具設計方法研究

■張亞林，劉澤亞 Zhang Yalin & Liu Zeya

(景德鎮陶瓷大學設計藝術學院，江西景德鎮 333000）

陶瓷燈具是常用的照明產品之一，陶瓷生產中豐富的成型工藝、多樣的裝飾技法在陶瓷燈具中的應用使其既能滿足用戶基本的照明需求，又能滿足用戶裝飾使用空間、提升審美的多樣化需求。同時，陶瓷燈具設計也是學界近年研究的熱點之一。張瑞霞[1]基于工業化生產及手工制作視角探討了陶瓷燈具與時鐘相結合的創新設計；齊皓等[2]從實用與審美角度對景德鎮陶瓷路燈的外形、功能進行設計分析與評價；馮晶雅[3]以中國傳統薄胎瓷燈具為對象，研究其在當代空間中的運用；周君等[4]提出從現代主題化、實驗法、多功能化等若干方法進行釉下五彩燈具創新設計；劉宗明等[5]通過研究參數化技術在燈具設計中的運用，推動燈具設計的發展。

此外，還有學者基于獨具特色的研究視角及豐富詳實的理論方法對陶瓷燈具設計進行深入探討，這些研究基本遵循以人為本設計理念，呈現從對陶瓷燈具本身設計為主逐漸轉向對用戶需求側重的趨勢，但對陶瓷燈具設計的研究仍集中在外形、功能及技術方面，缺少對用戶需求的定量與定性分析，在陶瓷燈具用戶需求的研究方面缺乏系統性、針對性與客觀性。為精準獲取陶瓷燈具用戶需求，規范陶瓷燈具研發流程，優化陶瓷燈具設計，提升用戶對陶瓷燈具滿意度，在陶瓷燈具設計中構建以用戶需求為導向的分析方法尤為重要。

1 陶瓷燈具設計研究模型

1.1 Kano模型

Kano模型通常被用于設計研究中對需求屬性的劃分，通過Kano問卷及Kano結果評價表將用戶需求劃分為必備、期望、魅力、無差異、反向5種類型。王劍等應用Kano模型快速定位用戶需求設計戶外茶具[6]；肖飛等運用Kano模型構建兒童書桌產品開發流程，快速精準地定位用戶需求協助設計師進行智能兒童書桌研發[7]；王軍鋒等[8]將Kano模型引入家具電商平臺設計，通過用戶需求分析及Better-Worse系數計算，提升用戶滿意度。

設計的本質是人而不是產品，設計的目的是為人服務。因此，以用戶需求為導向的設計是陶瓷燈具設計所要考慮的首要問題。用戶對陶瓷燈具的需求具有多樣性、差異性、情感化、人性化等，但目前陶瓷燈具設計在用戶需求滿足方面仍較為單一。為全面深入挖掘用戶對陶瓷燈具的需求，通過訪談、調查、填寫問卷等多種形式調研，以求獲取具體、全面、深入的用戶需求，在獲得大致用戶需求后，篩選出初始用戶需求，基于Kano問卷與Kano問卷評價表對其進行屬性劃分。

1.2 AHP層次分析法

AHP即層次分析法，最早被用于運籌學，后被引入設計研究中，是將與設計決策有關的因素建立由目標、準則、子準則等層次組成的分析模型，根據分析模型構建判斷矩陣后進行權重求解的定量與定性研究方法。侯建軍等運用KJ和AHP建立智能嬰兒手推車功能需求指標[9]；王璐瑤等運用層次分析法建立博物館文創設計體系，探索博物館文創產品創新路徑[10]。

層次分析法通過定性與定量研究，計算陶瓷燈具設計中設計元素的權重值。在Kano問卷對用戶需求屬性分類的基礎上，構建層次分析模型，將陶瓷燈具設計層次分為：目標層、準則層、子準則層，建立判斷矩陣，邀請多位陶瓷設計專家按照Saaty所提出的19級標度[11]對準則層及子準則層中用戶需求指標的重要度評價賦值，再引入幾何平均算法[12]求解各層中設計要素權重，并對權重計算進行結果一致性檢驗，通過檢驗后依據權重結構排序，衡量不同需求在陶瓷燈具方案設計中的比重，優先滿足重要需求，并根據排序等級進行陶瓷燈具方案設計。

1.3 TOPSIS逼近理想解排序

逼近理想解排序法簡稱TOPSIS，是管理學引入設計研究決策的理論之一，近年被大量學者引入設計研究中進行方案評估，李宇鵬等[13]將TOPSIS運用于大型機床床身開發，優選最佳設計方案；陳國東等[14]引入TOPSIS指導竹制產品設計認知決策；陳哲等[15]基于TOPSISI-PSI集成模型建立評價體系對辦公座椅設計方案進行優選評價。

逼近理想解排序法根據層次分析法子準則層中陶瓷燈具用戶需求設置評價指標，邀請陶瓷設計領域專家、用戶依據評價指標運用李克特5級量表根據產品對需求相對指標的滿意程度進行打分，求得平均值后歸一化數據規范化矩陣，獲取評價方案與正理想解及負理想解距離，從而對陶瓷燈具設計方案進行評價。

2 用戶需求驅動下陶瓷燈具設計模型構建

用戶需求驅動即是以用戶的需求為設計第一驅動力應用于創新設計及改良設計中，這一設計理念與“以人為本”設計原則相呼應。在陶瓷燈具設計中，主要指對陶瓷燈具進行創新設計及改良設計時以用戶需求作為第一參考與驅動力，設計出切實符合用戶需求的產品。設計的本質是人而不是物，在進行陶瓷燈具創新設計中，設計師要精準了解目標用戶訴求，全面考慮設計的合理性和人性化，以用戶需求為導向的設計策略成為設計研發的重要機制[16]，也為陶瓷燈具創新設計提供新視角具有重要的參考價值。

近年，用戶需求驅動下的設計中常用方法有卡諾模型，簡稱Kano；層次分析法，簡稱AHP；逼近理想解排序法，簡稱TOPSIS；公理設計，簡稱AD；質量功能展開，簡稱QFD；等等。上述研究方法除了被單獨運用于用戶需求產品研發中，也有基于用戶需求，將這些方法融合構建互補集成模型應用于不同設計領域。邴媛等將Kano模型與AHP相結合，以小面積耕地農業人員的需求為導向，進行調研和權重計算，設計出適合其使用的農機造型[17]；呂欣等[18]運用AHP與TOPSIS組合模型對兒童安全座椅的設計方案進行綜合評價及優選，確定最優方案；韓旭等[19]將模糊Kano模型與TOPSIS相結合，對游戲產品用戶需求進行調研分類，篩選設計要素，確定各設計要素重要度排序；趙項等[20]將Kano、AHP、AD集成應用于家具產品設計研發中，提高了用戶對床頭柜設計的滿意度；溫丹妮等[21]將Kano與TRIZ理論綜合運用于家具設計，開發適宜獨居青年的家具；此外，還有其他學者將這些互補集成模型應用于不同領域的設計研發中。

綜上述文獻可知，用戶需求為導向的研究中，Kano是能較好劃分用戶需求的方法，多用于在設計之前的用戶需求獲取與分析階段[22]。對用戶需求劃分后，則需通過計算權重明確各需求重要度。但應用Kano模型的設計研究中，主要通過Better-Worse分析法、熵權法、德菲法等計算權重，這些方法雖然可以進行權重部分的計算，但存在定性分析不夠、計算流程繁瑣、結果缺乏客觀性等缺點[23]。為避免上述問題，在進行需求分類后需要引入AHP來運算各屬性下需求項的權重。AHP法將定性與定量研究相結合，可將Kano劃分的若干需求進行系統客觀的權重求解，運算簡單便捷，彌補了Kano中權重計算的缺陷。Kano與AHP結合使用的模型對用戶需求層次劃分更為清晰合理。在進行需求分類和權重計算后需要對設計是否滿足用戶需求進行檢驗，而Kano模型和AHP法在眾多設計方案中無法準確提出決策準則，優選最佳設計方案，故引入TOPSIS進行方案優選決策。TOPSIS是常見多準則決策方法，主要用于多目標的設計方案綜合評價，但TOPSIS無法進行用戶需求的分類及評價指標權重賦值。由此可知，在陶瓷燈具設計中三種方法的側重不同，為了準確定位用戶需求、優選最佳設計方案，需要將Kano、AHP、TOPSIS三種方法集成應用于陶瓷燈具設計研發中，構建集成Kano、AHP、TOPSIS陶瓷燈具設計模型框架（圖1）。

圖1 陶瓷燈具設計模型圖

圖2 陶瓷燈具設計層次分析模型

3 基于Kano／AHP／TOPSIS模型的陶瓷燈具設計實證研究

隨著人們生活水平的提高對燈具的需求也有提升，單一照明功能已不能滿足人們多樣化與人性化的需求，陶瓷燈具作為燈具的主要品類之一，用戶需求也呈現這一發展趨勢。現今市場上的陶瓷燈具款式多樣，設計風格主要有：北歐簡約風、新古典歐式風、新中式風等幾種，雖然陶瓷燈具樣式豐富，但設計仍處于“形式追隨功能”階段，對用戶需求考慮不多；同時，陶瓷燈具在設計研發中，更多還是關注其造型、裝飾等外觀，使陶瓷燈具的功能仍處于單一照明階段，導致陶瓷燈具設計依然處于設計為物，而未能切實滿足用戶需求。因此，筆者以用戶需求為導向將集成Kano/AHP/TOPSIS的設計方法應用于陶瓷燈具設計中，以求精準掌握用戶需求，完善產品與設計流程。

3.1 基于Kano模型的陶瓷燈具用戶需求劃分

3.1.1 Kano問卷設計

通過問卷調查、市場考察、訪談用戶等方式對陶瓷燈具用戶進行調研，獲取陶瓷燈具基本現狀:目前市場上的陶瓷燈具以裝飾為主，照明功能相對單一，且多數僅能連接電源使用，不具備蓄電功能，不能滿足靈活多樣的用戶需求。基于上述現象，通過梳理得到25項關于陶瓷燈具的原始用戶需求，排除重復及相似項最終獲得16項陶瓷燈具初始用戶需求（表1）。

表1 陶瓷燈具初始用戶需求

Kano模型將用戶需求分為5個層次，分別為：必備型需求M，在產品中該屬性功能完善程度高用戶滿意度上升不明顯，如果沒有該功能，用戶滿意度則明顯下降；期望型需求O，在產品中此屬性功能完善程度高，用戶滿意度會上升，若缺失，則用戶滿意度下降；魅力型需求A，在產品中該屬性功能完善程度高，用戶滿意度會明顯上升，若缺少，用戶滿意度下降不明顯；無差異型需求I，屬于該屬性的功能與用戶滿意度無明顯關系；反向型需求R，該屬性中的功能出現則用戶滿意度下降。在Kano問卷設計中，將16個初始用戶需求從正反兩方面設置問題，對用戶滿意度進行調查（表2）。

表2 各電商平臺關于鐵藝家具的市場占額

3.1.2 Kano結果分析

基于Kano問卷設計原則，根據李克特7級量表獲得的16項用戶關于陶瓷燈具的初始需求，根據需求設置正、反兩級問題的調查問卷，共發放220份，回收207份有效問卷。將有效問卷結果與Kano模型評價表結合，進行用戶需求屬性劃分（表3）。

表3 Kano結果分析表

從表3可知，結構模塊化、傳統文化元素、綜合材料為無差異需求，根據Kano模型需求屬性，無論陶瓷燈具是否具備該需求，用戶對產品的滿意度均不受影響，因此在陶瓷燈具設計中不考慮該屬性功能；使用便捷、安全性、維修保養方便、實用審美結合為必備需求，在陶瓷燈具中這類需求必須被滿足，若缺失會導致用戶滿意度大幅度下降，但這類需求優化對用戶滿意度提升不顯著，故需對這類需求滿足即可，不需要優化設計；亮度光源色可調節、造型新穎、色彩簡潔、風格簡約時尚、可蓄電屬于期望需求，期望需求是用戶期望在陶瓷燈具設計中能出現此類需求，且這類需求出現得越多，用戶滿意度越高，如果期望需求缺失則用戶對產品的滿意度明顯下降，因此在陶瓷燈具設計中為提升用戶對產品的滿意度盡量滿足這類需求；使用方式多樣、節能環保、與空間協調交互、情感化人性化為魅力需求，此類需求為用戶意想不到的產品屬性，此類需求的滿足，可大幅度提升用戶對陶瓷燈具的滿意度，若缺失也不會使用戶的滿意度明顯下降，故在陶瓷燈具設計中可增加此類屬性需求，提升用戶滿意度，增強產品競爭力。

3.2 基于AHP的陶瓷燈具用戶需求權重求解

3.2.1 陶瓷燈具設計層次分析模型構建

在引入Kano模型對陶瓷燈具用戶需求劃分后，各需求重要度并未清晰呈現，為了后續設計中可精準把握各需求重要性，故在Kano需求分類基礎上運用AHP法對用戶各需求進行權重求解。根據Kano模型中的16個需求，構建陶瓷燈具設計層次分析模型，其中陶瓷燈具最佳方案為目標層以X表示、準則層分別為必備屬性M、期望屬性O、魅力屬性A、子準則層分別對應各準則層以M1、M2、M3...O1、O2、O3...A1、A2、A3...表示。

3.2.2 陶瓷燈具判斷矩陣構建及運算

根據層次分析模型構建判斷矩陣，為確保權重計算的準確性邀請包括20位陶瓷設計領域專家填寫，并根據Saaty1～9標度對陶瓷燈具各層級需求兩兩比較賦值（以X1與X2為例，若X1與X2相比標度為1，則兩因素同等重要；若X1與X2相比標度為3，則X1比X2稍微重要；若X1與X2相比標度為5，則X1比X2明顯重要；若X1與X2相比標度為7，則X1比X2強烈重要；若X1與X2相比標度為9，則X1比X2極端重要；若X1與X2相比標度為2、4、6、8則重要度為兩相鄰因素的中間值；若X1與X2相比標度為倒數，則X2與X1比較的判斷X12=1/X12）構建各層級判斷矩陣（表4），然后引入幾何平均算法[24]，求解陶瓷燈具各用戶需求權重值（表5-表8），并進行一致性檢驗（表9）。

表4 判斷矩陣構建方式

表5 準則層權重

表6 必備需求權重

表7 期望需求權重

表8 魅力需求權重

表9 一致性檢驗

幾何平均算法共包含5個步驟：步驟1：計算乘積：

步驟2：判斷幾何平均值：

步驟3：計算相對權重：

步驟4：計算最大特征根：

步驟5：結果一致性檢驗：

當CR≤0.1時一致性檢驗通過。

為確保權重計算的精確度，對參與測試人員所填寫數據計算后的結果進行一致性檢驗，可知其CR≤0.1，一致性檢驗通過，如表9所示。

依據Kano模型對用戶需求的劃分及層次分析法對各需求重要度權重計算得出各需求重要度的排序，陶瓷設計師在陶瓷燈具設計研發中除了要滿足必備屬性需求外，還應關注期望屬性及魅力屬性中排序靠前的需求，滿足這些需求可提升用戶對陶瓷燈具的滿意度，包括亮度光源色可調節、蓄電功能、風格簡約、節能環保、與空間協調交互、具有情感化和人性化等用戶需求。

3.3 重點需求獲取及方案設計

根據用戶需求權重計算結果可知，在陶瓷燈具設計中除了要滿足用戶在照明、安全、維修保養方便、使用便捷等必備需求，還應考慮光源、亮度、蓄電、充電、節能環保與使用空間及使用者情感化等用戶需求。依據陶瓷產品設計流程及上述用戶關注度高的需求，設計2種陶瓷燈具（圖3-圖6）。

圖3 方案1

圖4 方案1結構圖

圖5 方案2

圖6 方案2結構圖

圖7 現有產品

方案1燈具采用仿生設計的形式整體為折紙兔子造型，以青白瓷為材質，底座部分為木材質，著重滿足用戶在造型上的情感化需求，通過底座部分按鈕可調節光源色燈光亮度及充電，重點滿足用戶在亮度、光源色、可蓄電方面的需求。方案2整體以沙漏的造型呈現，外形燈體部分為白瓷材質，上下為木材質；頂部裝配太陽能板及轉化器可在晴天接收太陽能轉化為電能，上部鑲嵌驅動電源及燈管，由觸摸開關控制，可滿足用戶節能環保的需求，中部為上下一致的弧形沙漏燈罩，燈罩外部裝飾有漸變鏤空圓形，形成如水中氣泡般的視覺效果，當將亮度調節至最強可在環境中形成氣泡效果，滿足用戶空間交互需求，下部為可充電燈座，安裝有可觸摸開關調節亮度光源色及連接充電，亮度需求高時上下兩個燈光可同時開啟調節至最強，也可僅開啟一個燈光作為氣氛燈使用，除了滿足用戶對光源色、亮度、蓄電需求外，還重點滿足節能環保、空間交互、多種使用方式的用戶需求

3.4 基于TOPSIS的陶瓷燈具設計方案優選

TOPSIS是通過歸一化后的矩陣，求解決策對象與正、負理想解的距離，通過距離判斷最優方案。若判斷對象離正理想解最近、離負理想解最遠，則此方案為最佳方案[25]。為確保陶瓷燈具設計方案優選的客觀性，以上述AHP子準則層中獲取的13項用戶需求作為TOPSIS中方案決策指標。由16位陶瓷設計專家用李克特5級量表對上述2個設計方案及1個市場上現有產品根據Kano及層次分析法所得的13項評價指標進行評分，在對評分結果均值處理后，得到初始評價矩陣后再經過5個步驟進行方案優選（表10）：

表10 初始評價矩陣

步驟1：將問卷結果均值化處理，得到初始評價矩陣如表10所示：

步驟2：將初始評價矩陣規范化,可得標準化矩陣Rij：

步驟3：依據各評價指標的目標權重，計算加權標準化矩陣uij：

步驟6：計算各方案到理想解的相對貼進度Ci：

通過Ci值大小對方案優劣排序，值越大說明方案越優。

通過TOPSIS法6個步驟運算得出2個設計方案及現有產品正、負理想解的相對貼進度（表11）。其中，方案2排序為1，其Ci值最大，故方案2為最優設計方案，同時方案1的相對貼進度也高于原有產品，說明以用戶需求為導向集成Kano/AHP/TOPSIS設計模型的運用可顯著提升用戶對陶瓷燈具的滿意度。

表11 TOPSIS評價計算結果

4 結語

為提升用戶對陶瓷燈具的滿意度，提高陶瓷燈具產品的市場競爭力，本研究通過梳理Kano模型、層次分析法、逼近理想解排序法的特點，將三種模型集成應用于陶瓷燈具的設計研發中。首先運用Kano模型將用戶對陶瓷燈具初始需求進行分類，得到基本設計因素；其次在對用戶需求分類基礎上為獲得各設計因素重要度引入AHP層次分析法進一步完善對陶瓷燈具用戶需求重要度的分析求解，并將用戶關注度高的設計因素應用于陶瓷燈具的設計中，基于必備因素及需求度較高的因素設計兩款陶瓷燈具方案，每個方案側重點不同；最后運用TOPSIS逼近理想解排序法對兩款設計方案及現有產品評價，求解方案2為最優設計方案，方案1的相對貼進度也大于原有方案，可知基于三種模型所得設計方案在用戶滿意度上優于原有產品。本文的研究思路不僅有助于優化陶瓷燈具設計，也可應用于用戶需求為驅動的其他產品設計及其他設計領域，為精準定位用戶需求，完善設計開發流程，提升用戶滿意度提供借鑒。