基于SAPAD-QFD的施工升降機駕駛室設計研究

張玉萍，楊甜甜，楊一，羅曉慶

基于SAPAD-QFD的施工升降機駕駛室設計研究

張玉萍1，楊甜甜1，楊一2*，羅曉慶1

（1.西華大學，成都 610039；2.四川建設機械（集團）股份有限公司，成都 610081）

為提高施工升降機駕駛員工作效率，改善其工作體驗，設計出滿足駕駛員實際需求的施工升降機駕駛室。以SAPAD理論和QFD理論為理論框架，梳理出用戶需求及與其對應的設計特征，并在此基礎上開展設計實踐。首先，通過觀察法和訪談法來獲取駕駛員日常行為信息，根據SAPAD理論完成“行為-產品-意義”的映射分析，并借助聚類分析法獲取用戶需求；其次，利用AHP法對用戶需求進行權重分析并計算權重值；最后，根據QFD理論構建施工升降機駕駛室的質量屋，將各項用戶需求轉化為設計特征，指導設計實踐。根據研究結果，提出一種符合駕駛員實際需求的施工升降機駕駛室設計方案。SAPAD理論與QFD理論的綜合應用，一方面可以挖掘出用戶的核心需求，另一方面增加了設計方案的科學性，在優化施工升降機駕駛室用戶體驗的同時，也為其他工業產品設計提供了有價值的參考。

SAPAD理論；QFD理論；施工升降機駕駛室設計；用戶行為

施工升降機作為建筑領域中的主要運輸設備，在城市高層建筑建設中起到了重要的作用，并隨著建筑業的發展，以及城鎮化進程的推進，受到諸多領域的關注。目前，在學術研究方面，關于施工升降機的內容主要表現在兩個方面，一方面是以學者Kim等[1-2]、田國承等[3]為代表，從功能技術層面，優化施工升降機，提高其適用性；另一方面是以學者趙挺 生等[4]、王東紅等[5]、丁承君等[6]為代表，從安全風險層面，改善施工升降機的系統和結構，降低其事故風險指數。

施工升降機駕駛室是控制整個升降機運行狀態的核心，也是駕駛員完成作業的主要工作場所，但是目前關于施工升降機駕駛室的研究較少。此外，施工升降機駕駛室內部空間狹小，可自由利用的空間有限，功能設施及其布局以完成工作任務為主。因此，缺乏合理的空間布局設計及對用戶體驗的考量，容易導致誤操作，影響升降機運行風險指數。良好的駕駛室環境對于提高工作效率，改善駕駛員工作狀態極其重要。本文試圖從用戶行為分析的角度開展研究，采用SAPAD理論和QFD理論相結合的研究方式，對駕駛員行為進行詳細分析，梳理出駕駛員的核心需求，并以此開展施工升降機駕駛室的設計實踐，為施工升降機駕駛室提供更加人性化的方案。

1 施工升降機駕駛室設計現狀

施工升降機最早起源于瑞典，是一種在建筑施工場所中起到垂直通道上人員和貨物運載作用的起重設備[7]。根據其運輸內容，可以分為載貨梯和人貨兩用梯兩種。施工升降機主要具有結構簡單、成本低廉、用途廣泛等特點。作為建筑工地上的重要設備，其整體主要由吊籠、傳動裝置、控制系統、防墜安全裝置等部件構成[8]。其中，駕駛室是升降機最重要的組成部分，控制整個升降機的運行狀態，附著于吊籠側邊。施工升降機駕駛員在駕駛室中，根據呼叫器傳遞的樓層信息，操控手柄，控制升降機上行或下行，到達目的樓層，運載貨物或人員。

根據現行國家標準，施工升降機主要分為曳引式（簡稱SS型）施工升降機和齒輪條式（簡稱SC型）施工升降機兩種型號[9]。目前，國內主要以齒輪條式型施工升降機為主。其中以中聯重科、徐工、川建、大漢、特威等知名品牌為主要代表。本文在市場調研的基礎之上，選取中聯重科、徐工、川建三款主流施工升降機，對其駕駛室進行設計分析，梳理其外觀特征、內部配置等要素，為后期的設計實踐提供一定的參考價值，見表1。國內施工升降機駕駛室外觀主體形態基本相似，大多采用折線式，且側窗的設計基本采用與駕駛室側面輪廓相似的形態，或是直接使用矩形，為追求設計感，壁面增加凸起、漸消等肌理效果。在色彩方面，外部整體以灰色或者白色為主色調，加以品牌色或其他亮色進行裝飾。駕駛室內部功能配置也基本相同，以實現升降機運輸功能為主，操縱臺和座椅分別緊貼駕駛室前后壁。考慮到駕駛員的生活需求，駕駛室會增加電風扇、杯架等設施，但并不完善。室內配色主要以灰色、白色為主，降低狹小空間所產生的壓抑感。

表1 三款施工升降機駕駛室對比分析

Tab.1 Comparative analysis of the three construction hoist cabs

駕駛室作為駕駛員的主要工作空間，其室內外的設計會影響駕駛員的工作效率。由于駕駛員工作時間較長，駕駛室空間狹小，因此需要充分考慮駕駛員的實際需求，并通過色彩、肌理等方面的設計，減少駕駛員的工作疲憊感，凸顯駕駛室的重要性。

2 SAPAD-QFD理論與應用

2.1 SAPAD-QFD理論

SAPAD（Semiotics Approach of Product Architecture Design）理論，又稱為“產品建構設計的符號學路徑”，是由胡飛教授與 Keiichi Sato 教授基于符號學階梯框架理論提出的，以用戶為中心的設計方法[10]。該方法以用戶行為為脈絡，借助對稱矩陣分析模型，對行為-意義-對象進行映射與聚類分析，發掘并滿足用戶核心需求[11]，其中意義層面內容主要分為物理層、經驗層、結構層、語意層、語用層、社會層等六個層次[12]。SAPAD理論目前廣泛應用于信息交互領域、服務設計領域和產品設計領域。在信息交互領域中，SAPAD理論主要用于對交互產品的信息架構和視覺呈現進行評估與優化設計[13-14]。在服務設計領域中，SAPAD理論的重點在于重構其功能模塊及服務系統，從而改善服務流程，提升用戶體驗[15-16]。在產品設計領域中，SAPAD理論主要用于挖掘產品的使用痛點及用戶的隱性需求，輸出核心需求，指導設計方案[17-18]。然而目前產品設計利用SAPAD理論輸出設計方案的相關研究，缺乏對產品技術特征的實際考慮，影響設計方案的可實現性。

QFD（Quality Function Deployment）理論，即質量功能展開理論，是由日本赤尾洋二教授于20世紀70年代提出[19]，旨在通過質量屋將用戶需求與產品的技術特征相連接，構建用戶需求與產品特性的關系矩陣，得到設計需求系數，形成產品設計參數[20]。QFD理論能夠從理性客觀的角度，將用戶需求通過定量分析來轉化為產品的功能、結構、規格等技術屬性，構建出滿足用戶需求的產品模型。然而在用戶需求獲取方面，傳統用戶需求調研方法存在主觀意識強、缺乏定量分析等缺點，會影響QFD理論結果輸出的準確性[21]。因此，在產品設計領域中，QFD理論多數是通過與AHP層次分析法、Kano模型等用戶需求分析理論相結合來使用[22-23]，以確保研究結論的參考價值。

基于以上研究（論述），本文將SAPAD理論與QFD理論相結合，提出一種定性定量雙重分析的產品設計研究方法。該方法既能夠深入分析用戶行為，挖掘用戶核心需求，也能將用戶需求與產品屬性相對應，輸出更加科學理性的設計模型，豐富產品設計研究方法。

2.2 SAPAD-QFD理論應用

SAPAD理論聚焦于用戶行為分析，挖掘用戶核心需求。QFD理論聚焦于設計方案的實現，構建出既滿足用戶需求，又具有生產價值的產品模型。在將SAPAD和QFD理論綜合應用至產品設計的過程中，可以通過SAPAD理論提取用戶需求，通過QFD理論剖析產品屬性，SAPAD-QFD的綜合應用流程見圖1。首先，通過用戶行為調研，獲取用戶行為基本信息；其次，借助SAPAD和QFD理論，獲取符合用戶行為習慣的設計特征；最后，根據設計特征分析結果，構建出基于SAPAD-QFD理論的設計方案。將SAPAD理論和QFD理論相結合，可以在精準捕捉用戶需求的基礎上，形成理性客觀的設計方案。

圖1 SAPAD&QFD的綜合應用

3 SAPAD-QFD理論與施工升降機駕駛室映射分析

3.1 施工升降機駕駛員行為調研

以成都市某建筑工地施工升降機駕駛員為主要調研對象，采用非參與式觀察法、深度訪談法對其日常工作行為進行研究，并結合其他9名駕駛員的訪談結果，詳細地梳理出駕駛員日常工作行為內容，見圖2。施工升降機駕駛員一般工作時長為10 h，其主要日常工作內容可以分為準備工作、開展工作、休息娛樂和收尾工作。開展工作為主要內容，并且一般作業時間集中于上下午前段時間，無需升降機作業時，駕駛員可在駕駛室內休息娛樂。

圖2 施工升降機駕駛員一般行為流程

3.2 SAPAD理論與施工升降機駕駛員行為映射分析

3.2.1 行為-產品-意義的映射分析

在對施工升降機駕駛員日常工作行為深入剖析后，首先梳理出行為與產品的映射關系（見表2），根據行為與產品的映射分析結果顯示，駕駛員日常工作行為可分為準備工作、開展工作、休息娛樂、收尾工作4個階段，其中包括15個任務，33個子任務，22個行為關聯物；然后梳理出行為與意義的映射關系，分析駕駛員日常工作行為的4個階段所對應的5個層級意義內容，社會層因駕駛員較少與他人產生互動，所以未產生相關意義，見表3。由于在不同階段存在相同行為，所以會產生相同意義，去除相同意義后可以發現，在4個階段中物理層和語構層均產生27個一般意義，經驗層產生29個一般意義，語意層產生15個一般意義，語用層產生14個一般意義。

表2 施工升降機駕駛員日常工作行為與產品的映射

Tab.2 Mapping of the daily work behavior of the construction hoist drivers and the products

表2（續）

表3 施工升降機駕駛員日常工作行為與意義的映射

Tab.3 Mapping of the daily work behavior of the construction hoist drivers and the significance