基于Kano-TRIZ的中老年戶外腰背按摩器設計研究

劉春媛，趙敏

基于Kano-TRIZ的中老年戶外腰背按摩器設計研究

劉春媛，趙敏*

（青島理工大學，山東 青島 266033）

分析戶外腰背按摩器的用戶需求，在此基礎上對其進行分類并完成優(yōu)先級排序，以找到提高用戶滿意度的需求項，進而為戶外腰背按摩器的創(chuàng)新設計提供新的參考。通過文獻分析法和訪談法得出戶外腰背按摩器的用戶初始需求項；運用KJ法歸納用戶需求；結合調查問卷和Kano模型進行篩選，得出中老年人對戶外腰背按摩器的四個需求屬性類別及排序；借助TRIZ理論分析工具進行設計實踐。戶外腰背按摩器的基本型需求和期望型需求主要體現(xiàn)在產品操作簡單，結構簡單穩(wěn)固及滾輪防滑；魅力型需求主要體現(xiàn)在腰背部按摩、提供按摩滾輪、按摩器高度可調節(jié)的功能方面。通過對中老年人的需求屬性分析，為今后戶外健身器材提供新的設計思路與參考。

Kano模型；TRIZ理論；戶外腰背按摩器；設計

隨著中國老齡化社會的到來，研究中老年用戶需求將是未來產品設計的重點內容，保健身心對于提升晚年生活質量尤為重要，而戶外腰背按摩器是國內廣泛使用的一種運動器材[1]。人們通過身體左右擺動與按摩滾輪接觸，放松和鍛煉腰及背部的肌肉來緩解自身疲勞，從而達到健身目的。基于當前戶外腰背按摩器產品的設計現(xiàn)狀，亟需對老年人的需求進行系統(tǒng)、深入分析。本文利用Kano模型、TRIZ理論對中老年人戶外腰背按摩器的基本型、期望型、魅力型和無差異型需求進行了分析，明確用戶的優(yōu)先需求，從而為設計實踐提供有力參考。

1 相關理論及戶外腰背按摩器

1.1 Kano模型

Kano模型是讓用戶參與設計的產品回歸到用戶身上[2]，其通過探索用戶的真實需求，充分挖掘產品的重要功能，進而分析找到最有效的設計機會點，以此達到設計為人服務的目的。1984年Noriaki Kano教授提出了Kano模型，它是一種對用戶需求進行分析的設計工具[3]。Noriaki Kano教授根據用戶滿意度與需求類型之間的聯(lián)系將其分為五類，其優(yōu)先級排列順序是：基本型需求>期望型需求>魅力型需求>無差異型需求>反向型需求[4]。在設計產品時，設計師應當盡量避免無差異型和反向型需求，至少要很好地關注基本型和期望型需求，然后盡可能地滿足魅力型需求。為了更清楚地表達這五種類型的需求，它們被放置在一個坐標系中，該坐標系反映了每種類型需求的特征，見圖1。橫坐標代表具備程度，而縱坐標代表滿意度[5]。

圖1 Kano模型各需求的線性關系

中國知網的關注度指數(shù)顯示，研究人員對Kano模型的關注和投入呈現(xiàn)逐步上升的趨勢。2002年至2021年間，各個領域應用Kano模型的成果也正逐漸被國內研究人員所認可[6]，見圖2。柘佩雯等[7]學者使用Kano模型分析數(shù)字博物館的功能要求，并確定數(shù)字博物館設計的關鍵方面。汪張毅等[8]學者利用Kano模型分析老年人住宅護理服務的需求特點和優(yōu)先次序，以了解護理服務的不同需求，并確定提高老年人滿意度的切入點。邢婕等[9]學者運用Kano模型與TRIZ理論，分析了失能老人及其護理人員的需求，展開護理床設計的探討。劉峰[10]學者運用模糊Kano模型對用戶進行調研分析，發(fā)掘新的設計點，從功能、造型和交互三個方面對拉桿工具箱進行改良設計。上述各項研究都使用了不同的研究方法和框架來有效分析和識別不同的用戶需求，這為戶外腰背按摩器提供了良好的設計參考。

圖2 Kano模型的關注度指數(shù)

1.2 TRIZ理論

TRIZ理論是由阿奇舒勒（G. S. Altshuller）和其它科學家共同開發(fā)的，他們收集、綜合和整理了許多文獻資料提出這一解決發(fā)明問題的理論，為設計師提供了有效的理論和創(chuàng)新工具[11]。其中TRIZ理論最核心的分析工具是阿奇舒勒矛盾矩陣和40條發(fā)明原理。這一理論的具體實施步驟通常是先通過矛盾矩陣找到技術沖突和物理沖突內容；再參照40條發(fā)明原理選取合適的原理，尋求得出具體的解決方案。

1.3 戶外腰背按摩器

戶外腰背按摩器的按摩功能主要通過腰部按摩（設為模塊一）和背部按摩（設為模塊二）兩個模塊來共同完成。模塊一的按摩原理在于利用滾輪上下滾動作用于腰部；模塊二則是按摩滾輪左右滾動作用于背部。兩個模塊在功能方面相互補充。戶外腰背按摩器具有多種形式，但它們的基本構造卻相似，都是利用螺栓將各個外部運動單元固定在支撐結構處（如主力柱），以組成完整的戶外運動裝置。本文選取戶外腰背按摩器開展設計研究，見圖3。

圖3 戶外腰背按摩器

2 Kano模型在按摩器設計需求分析中的應用

通過設計和發(fā)放Kano問卷對用戶需求進行數(shù)據匯總，完成需求屬性的計算和比對得出設計定位，從而挖掘出用戶潛在的需求，最終達到提升他們設計滿意度的要求。Kano模型的設計流程見圖4。值得注意的是，如果需求池里同時包含幾種類型的功能需求屬性，設計的優(yōu)先排序則必須遵循以下五個原則：基本屬性必須給予最高的優(yōu)先權；期望屬性首先執(zhí)行成本效益最高的需求項；魅力屬性應該優(yōu)先挖掘和執(zhí)行成本最低的需求項；反向屬性應當避免做相關改進；無差異屬性應當忽略不計。

2.1 戶外腰背按摩器的用戶初始需求項

結合文獻查閱和調研、訪談分析得出膠東半島中老年人群的需求，進而得到現(xiàn)有戶外腰背按摩器的主要組成部件和中老年群體的需求設計點。將進一步整理得到的20項需求項進行編號，作為戶外腰背按摩器的用戶初始需求項，見表1。

圖4 Kano模型的設計流程

表1 戶外腰背按摩器的用戶初始需求項

Tab.1 Initial user needs for outdoor back massager

運用KJ法收集書面信息，根據它們的內在聯(lián)系進行分類，建立一個清晰的信息框架[12]，以得出戶外按摩器設計的初始用戶需求項，分別是基本功能、附加功能、基本硬件、外觀需求、舒適需求共五類，見表2。

表2 初始用戶需求項的分類

Tab.2 Classification of initial user need items

2.2 戶外腰背按摩器設計的Kano模型問卷

為進一步明晰目標用戶對戶外腰背按摩器的需求，圍繞五類設計需求項的相關問題進行了Kano模型的調研問卷設計，以獲得用戶對產品各功能需求的數(shù)據[13]。選取戶外腰背按摩器的實際使用者并發(fā)放Kano模型調查問卷（電子版和紙質版），年齡界定為即將退休的中老年人，回收有效問卷170份。

Kano模型的問卷設計分別對“提供此功能”和“不提供此功能”兩種情況展開提問。根據用戶對戶外腰背按摩器的需求滿意程度，問卷提供“極度喜愛”“完全滿意”“完全不在乎”“勉強接受”和“極度不滿意”五個級別的選項，供被調研者選擇。Kano模型問卷設計需注意以下幾點：第一，每個問題須包括正、反兩個方面的內容，提問要全面；第二，問題應簡潔易懂，可讀性高；第三，五個級別的選項文案應闡釋清晰，避免歧義。戶外腰背按摩器Kano模型問卷設計的部分內容，見圖5。

圖5 Kano 模型問卷的設計框架

2.3 基于Kano模型的數(shù)據清洗及需求屬性占比計算

首先將收集的所有Kano問卷進行過濾，去掉問卷中的無效數(shù)據；其次運用Kano模型的評價結果分類對照表，完成有效問卷數(shù)據功能需求項屬性占比的計算，得到每個功能模塊對應的6個需求屬性的數(shù)據；最后通過對相同需求屬性的百分比進行求和，可以得到每個功能模塊的需求屬性數(shù)值[14]。腰部按摩功能的需求屬性占比分析見圖6。

圖6 提供腰部按摩功能的需求屬性占比

2.4 計算Better-Worse系數(shù)值

戶外按摩器單個功能的需求屬性百分比中，選取占比數(shù)值最高的作為該功能的需求屬性。而涉及按摩器多個功能的需求屬性和排序，則需要分別計算得出各個功能的Better-Worse系數(shù)值，其公式見式（1）和式（2）。

經過計算得出的Better系數(shù)值會有正負區(qū)分，代表了用戶的不同滿意程度。通常情況下，Better的數(shù)值為正，意味著產品提供相關功能會使用戶滿意度提高。接近1的正值意味著對用戶滿意度的影響會更強，滿意度會提高得更快；而Worse系數(shù)值為負，意味著產品不提供某功能會使用戶滿意度降低。接近–1的值則意味著用戶不滿意的程度強，滿意度下降快[15]。

鑒于戶外腰背按摩器涉及多個功能需求項的排序，需要計算各項功能需求項的Better-Worse系數(shù)值。將圖6中的各個需求屬性占比帶入式（1）和（2），得出戶外腰背按摩器是否提供腰部按摩功能的用戶需求屬性數(shù)據，見式（3）和式（4）。

同理可得，戶外腰背按摩器各項功能的Better- Worse系數(shù)值計算結果，見表3。

2.5 基于Kano模型的數(shù)據產出及總結

根據Kano模型繪制出Better-Worse系數(shù)值的散點圖（見圖7），可以明確各功能屬性在產品設計方向中的重要性順序[16]，圖中坐標原點的橫坐標代表Worse的平均值，縱坐標代表Better的平均值，Worse系數(shù)值采用絕對值[17]。通過計算可得出戶外腰背按摩器Better系數(shù)值的平均值為38.9%，Worse系數(shù)值平均值的絕對值為43.63%，進而將散點圖劃分為四個象限，對應產品的期望型、魅力型、無差異型、基本型需求屬性。

表3 用戶需求Better-Worse系數(shù)值計算結果

Tab.3 Calculation results of the Better-Worse coefficient values of user needs

圖7 Better-Worse系數(shù)值的散點圖

期望型需求處于第一象限。作為用戶期望產品具備的功能特性，通常成為同類產品之間的競爭焦點。產品設計時如提供該功能，用戶滿意度會上升，反之會下降。該象限包括按摩器高度可調節(jié)和按摩器整體色彩統(tǒng)一兩個功能需求項。

魅力型需求處于第二象限。不提供此功能對用戶滿意度無影響，反之則會大幅提高滿意度。它具有潛在隱藏性、多樣化的特點，需要設計師去發(fā)掘。解決這種需求的正確方法可以通過賦予按摩器操作簡單、結構簡單穩(wěn)固和圓柱體的滾輪形狀三項設計特點，滿足魅力型需求項來獲得比其他產品更多的競爭優(yōu)勢。

無差異型需求處于第三象限。它往往不被用戶關注，屬于對用戶滿意度無影響的需求項，可以不加考慮。該象限包括操作手柄形狀、提供背部按摩功能、按摩器材質、按摩滾輪防滑、提供按摩滾輪五項功能需求項，這些將在后面的設計實踐中不做考慮。

基本型需求處于第四象限。作為核心需求的產品必備功能影響著用戶的滿意度，優(yōu)化這一功能需要不斷研究和理解用戶需求，使用正確的方法在產品中捕捉并呈現(xiàn)這些需求。該象限包括提供腰部按摩功能、提供操作手柄兩個功能需求項。

基于Kano模型的數(shù)據分析，可以得出在滿足基本型需求的前提下，戶外腰背按摩器的設計應當首先滿足期望型需求項：功能10和11，即按摩器高度可調節(jié)和按摩器整體色彩統(tǒng)一。其次，盡可能滿足魅力型需求項：功能8、9和6，即按摩器操作簡單、按摩器結構簡單穩(wěn)固和按摩器滾輪形狀為圓柱體，此類需求是產品差異化的重要機會點，可以有選擇地滿足[18]。而功能2、4、5、7和12屬于無差異需求屬性，對應的功能于用戶可有可無，不會影響用戶滿意度。

3 TRIZ理論在戶外腰背按摩器設計中的應用

依據Kano模型需求屬性的排序結果，戶外腰背按摩器設計改進方向集中體現(xiàn)在基本型、期望型和魅力型需求的滿足上，同時設計中必須優(yōu)先考慮具有高絕對值的Better-Worse系數(shù)值的功能需求項。通過Better-Worse系數(shù)值繪制的散點圖，可以得到期望型需求和魅力型需求屬性中產品功能的優(yōu)先級排列順序。期望型需求中產品功能的排列順序為：按摩器高度可調節(jié)>按摩器整體色彩統(tǒng)一；魅力型需求中產品功能的排列順序為：按摩器結構簡單穩(wěn)固>按摩器滾輪形狀為圓柱體>按摩器操作簡單。結合以上分析，利用TRIZ理論的阿奇舒勒矛盾矩陣和40條發(fā)明原理為按摩器提供最優(yōu)的設計解決方案。

在期望型需求中系數(shù)值最高的“按摩器高度可調節(jié)”功能需求是必須優(yōu)先滿足的設計項。由于按摩器的主力柱不便改動，因此選擇對按摩器的操作手柄進行設計優(yōu)化，以達到按摩器高度調節(jié)的目的。通過分析可知按摩器高度可調節(jié)的技術矛盾參數(shù)分別為4靜止物體的長度和12形狀。查詢阿奇舒勒矛盾矩陣得出4-12=[13，14，15，7]，見表4?？梢越鉀Q該技術矛盾的發(fā)明原理為13逆向思維和15動態(tài)化原理，即改變按摩器操作手柄和主力柱的連接方式，使其通過上下滑動來實現(xiàn)高度的改變，用以滿足不同身高的中老年人的需求，見圖8。

在魅力型需求中“按摩器操作簡單”的系數(shù)值占比較高，因此須優(yōu)先滿足其設計。通過分析可知其改善參數(shù)對應39個工程參數(shù)列表中的35適應性及多用性，惡化參數(shù)對應36裝置的復雜性。查詢阿奇舒勒矩陣表得到35-36=[15，29，37，28]，見表4。通過15動態(tài)化原理可以有效地解決這一技術矛盾，即通過增加可供按摩器使用流程和規(guī)范動作的顯示屏，見圖9。為了能夠確保中老年人無心理負擔地使用按摩器，可以在按摩器頂端增設太陽能板以保證顯示屏的使用時長。

總體來說，作為公共設施的中老年戶外腰背按摩器的設計務必體現(xiàn)出簡單穩(wěn)固、易操作的特點，遵從通用設計的原則，把材料、人機尺寸、使用方式等方面納入考量，滿足廣大使用者的需求。戶外腰背按摩器的產品設計效果呈現(xiàn)見圖10。

表4 TRIZ理論的問題解決過程分析

Tab.4 Problem solving process analysis of TRIZ theory

圖8 高度可調節(jié)

圖9 顯示屏

圖10 最終效果

4 結語

本文從用戶對戶外腰背按摩器的需求出發(fā)，應用Kano模型進行了定性研究。首先在調研與分析用戶需求項的基礎上進一步探索需求類別，通過Kano模型明確用戶的基本型、期望型和魅力型需求屬性，為設計實踐提供設計思路。其次，計算各功能需求屬性的Better-Worse系數(shù)值，得到其優(yōu)先級排列順序。最后，借助TRIZ理論的分析工具得到最優(yōu)解決方案，完成了戶外腰背按摩器的設計實踐?？傊?，Kano-TRIZ設計方法融匯了定性分析和定量研究的優(yōu)勢，為產品設計提供較為全面的參考，無疑有助于未來戶外腰背按摩器的設計提升。

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Design of Outdoor Back Massager for the Middle-aged and the Elderly Based on Kano-TRIZ

LIU Chunyuan, ZHAO Min*

(Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao 266033, China)

The work aims to analyze the user needs of outdoor back massager and classify and prioritize the needs to find the needs that can be used to improve user satisfaction, thus providing new design reference for the innovative design of outdoor back massager. The initial needs of users for outdoor back massager were obtained by literature analysis and interview. KJ method was used to summarize user needs. Through the selection of questionnaire and Kano model, four need attribute categories and ordering of outdoor back massager for the middle-aged and the elderly were obtained. The design practice was carried out with the help of TRIZ theoretical analysis tool. The basic needs and expectations of the outdoor back massager were mainly reflected in the simple operation, simple and stable structure and non-slip roller of the product. The charm need was mainly reflected in the waist and back massage, massage roller and adjustable massager device height. By analyzing the need attributes of the middle-aged and the elderly, this work provides new design ideas and references for outdoor fitness equipment in the future.

Kano model; TRIZ theory; outdoor back massager; design

TB472

A

1001-3563(2024)08-0090-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.010

2023-11-14

山東省研究生教育質量提升計劃（SDYAL19101）

通信作者