基于SET分析法的AGV醫穢垃圾回收汽車及智能設備運輸研究

王婉晴 葉輝 于睿智

基金項目：2023年度國家級大學生創新創業訓練計劃項目資助“醫穢回收：智能醫療垃圾回收處理車及產品APP開發應用”（202313320076X）

摘要：隨著信息和科技的飛速發展，醫院內的服務設施也開始存在逐漸創新優化完善。伴隨著人口數量及就醫數量的增長，醫院的資源物流運轉缺陷。通過調研分析智能醫療垃圾回收車設計的現狀及存在問題，同時對智能醫療垃圾回收車的目標用戶需求進行拆解和分析，歸納總結出對醫療廢物運輸產品的再設計，減少了醫療廢物處理流程中的人力參與度，促進了智能化、綠色化的醫療環境建設，解決醫療廢物運輸管理不當等問題。最后通過設計實踐，探討智能醫療垃圾回收車在設計與創新的可行性與合理性。

關鍵詞：SET因素分析；運輸設計；醫療回收車；汽車設計

中圖分類號：U469? 收稿日期：2024-01-28

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405017

1 前言

當前，我國的醫療衛生事業建設處在不斷深化之中，醫院自身的診療實力不斷提高。但城市產出垃圾數量快速增長，環境壓力增大，回收工作量也隨之增加，強制推行城市生活垃圾回收的源頭分類工作勢在必行。因此，AGV自動引導運輸車系統更加值得被推廣和應用。

醫院的物流運輸發展在醫院的日常運轉和管理中有著重要地位，其包含的運輸內容種類也十分復雜。傳統的主要物流方式無非是“人力”+“推車”，但隨著醫院規模的不斷擴大和就醫人口數量的增加，醫療垃圾產生數量激增，僅僅依靠傳統的物流運輸方式已無法滿足醫院的運作需求，需要消耗更多的人力和物力來維持基本運輸。傳統物流運輸不僅工作效率下降，而且醫療垃圾造成二次傳染的幾率大幅上升。醫院物流運輸系統的更新和數字化的應用是大勢所趨，通過有效規劃與革新減少醫院物流成本的同時，提高醫療服務水平和效率，降低疾病傳染概率，對今后的健康醫療環境的進一步加強和發展有一定促進作用。

本文將以現代化醫院為目標群體，通過分析智能醫療垃圾回收車的發展現狀、歸納總結醫療回收物流運輸系統，基于SET因素分析法，對現代化醫院需求進行拆解和分析，提出面向現代化醫院需求的智能醫療垃圾回收車設計的新思路。

2 SET分析法與AGV引導車概述

2002年，Jonathan Cagan和Craig MVogel提出了產品設計中的SET因素，他們認為通過對社會趨勢（S）、經濟動力（E）和先進技術（T）三個層面綜合分析，能夠準確找到產品機會缺口，獲取潛在需求改進現有產品，使用戶獲得愉快的消費體驗。SET模型是新穎的、先進的產品設計前期分析理論，歐美發達國家在產品設計中已開始廣泛應用，許多企業堅持以用戶為中心的設計原則，將 SET 因素分析法作為產品設計前期的指導理論。

AGV（Automated Guided Vehicle）原指“自動引導產品”（車或運輸工具），裝設具有機械或電磁形式的引導裝置，產品可以通過編程代碼的方式根據既定架構（路徑）去自動行駛。同時運載和裝備保護橫梁，能夠搭載重物。AGV系統的控制方式主要是以AGV地面控制系統、物流上位調度系統及AGV車載控制系統三方協同合作而成，目前較多應用于醫療或戶外救援領域［1］。

3 智能醫療垃圾回收車設計現狀及問題

3.1 智能醫療垃圾回收車設計現狀

目前市面上的智能醫療垃圾回收車并不普遍，大多以醫廢處理量的需求為主，功能單一，通常色彩上都以白色為主色，再輔以藍色點綴，有科技感的同時也給人冷靜沉穩的感覺。在功能上主要分為引導、溯源、識別三個方面。垃圾車自動引導依靠的是AGV自動引導裝置，該裝置應用于運輸領域已有60多年，主要借助軌道定位和自主定位兩種方式，但由于導軌定位需耗費大量人工成本和時間成本，無法便捷地進行安裝部署。垃圾車自動溯源計劃采取掃碼追溯的方式，通過垃圾車顯示屏上實時更新的二維碼對醫院所產的生活垃圾、醫療垃圾進行溯源。垃圾智能識別功能可利用BP神經網絡或高清鏡頭抓拍，通過對垃圾進行預測識別，來判斷垃圾種類，從而自動進行垃圾分類。從調研中發現，市面上智能醫療垃圾回收車的功能大同小異，且對于醫療垃圾的針對性較弱，容易給醫院造成混亂，無法正確選擇真正適合醫院的產品，無法發揮出智能醫療垃圾回收車的作用［2］。

3.2 智能醫療垃圾回收車現存問題

本文研究對象為現代化醫院，初期通過線上線下的方式對現代化醫院進行調研，調查內容主要圍繞以下幾個方面：a.醫院的使用功能;b.智能醫療垃圾回收車在醫院的占比情況；c.醫院的使用情況；d.對智能醫療垃圾回收車期待的功能及決定購買的因素。

調查結果說明，大多數醫院對智能醫療垃圾回收車都表示愿意引進、對智能醫療垃圾回收車有期待，醫護工作者也更愿意用智能醫療垃圾回收車。在擁有智能醫療垃圾回收車的醫院中，大多數醫院都存在以下問題：

a.引導功能與醫院存在偏差，醫廢流通路線不固定;b.對醫院的醫療垃圾無法進行實時溯源，溯源位置不準確，導致醫院回收困難；c.基于識別功能，對于“生活垃圾”和“醫療垃圾”識別不靈敏，容易讓醫收的工作人員工作更加麻煩。

通過SET因素分析法展示對智能醫療垃圾回收車的重要因素，如表1所示。

4 智能醫療垃圾回收車的SET因素分析

通過線上查閱大量文獻和線下走訪大量醫院，以及和醫護工作者對話，將醫院和醫護工作者的需求進行結合，對智能醫療垃圾回收車進行設想。

通過分析，智能醫療垃圾回收車應解決以下問題：

a.在社會因素方面，大多數年輕一代的上班族中都存在亞健康問題，但在工作和健康之間難以平衡，他們更能接受更方便、更便捷的新鮮的智能科技。對于看病就醫來說，智能醫療垃圾回收車能更方便，能夠有效提高他們看病就醫的效率和速度。

b.在經濟因素方面，居民收入較快增長，收入結構不斷改善，居民消費水平持續提高，生活質量穩步提升。人們對于看病就醫的需求更大，既要在外觀能調節人們以及醫護工作者的情緒、緩解工作壓力，使醫療空間和諧統一不死板，又要能切實地方便人們和醫護工作者，節省人力、物力，防止醫療垃圾運輸途中對醫護工作者進行二次污染。

c.在技術因素方面，通過不斷改進和創新，智能醫療垃圾回收車不僅能對“生活垃圾”和“醫療垃圾”進行區分，還能精準地記錄回收垃圾的時間、位置以及轉運的位置。在互聯網蓬勃發展的大背景下，能夠便捷地與手機APP進行聯動設計，不僅能解決集中混合收集垃圾所帶來的垃圾處理困難的問題，同時也可以解決人力成本和空間資源浪費的問題。

5 智能醫療垃圾回收車的設計實踐

對智能醫療垃圾回收車SET因素進行分析，并以此總結出醫院以及醫療工作者的需求關鍵詞，大概分為“造型”和“功能”兩個層面，如表2所示。

5.1 智能醫療垃圾回收車造型設計

在視覺傳達中，色彩占據了很大一部分，在大環境下，不一樣的顏色可以對受眾群體有不一樣的感受，智能醫療垃圾回收車對醫院所處的環境應該相匹配，要對醫護工作者和病人起到穩定、平和的心理暗示，以便于增加醫護工作者和病人的信賴。用戶體驗主要來源于用戶與界面之間的交互，但也不能因此忽略了設計的“包裝”，不能把它放在最后考慮，而應在開始時就結合內容和形式進行考量，利用色彩心理學，結合色彩心理學與產品使用環境確定APP界面的主色調。

在智能醫療垃圾回收車的顏色設計上，使用低飽和度的顏色能夠給人們平靜的的視覺體驗，藍白相間的設計可以使醫護工作者和看病的人情緒平和。智能醫療垃圾回收車外形類如小車，采用較為圓滑的形狀，可以防止在工作狀態下誤傷醫護工作者或者行人。因而，智能醫療垃圾回收車使用小車的造型，通過左右兩側配垃圾窗口，應對不同尺寸的生活垃圾和醫療垃圾的回收，小車同時含有智能升降桌，醫護工作者可選擇是否打開及升降高度，可以方便醫護工作者的使用，提取汽車的前燈設計，通過改造成為指示燈，應對各種醫療情況從而進行智能顯示顏色。底部小車帶有四個車輪，可以使智能醫療垃圾回收車保持穩定，對地面產生更大的摩擦。此外，四個車輪還能分散智能醫療垃圾回收車的重量，使它更好地分布在整個底盤上，從而實現更好的平衡和減少翻車的風險。圖1所示為智能醫療垃圾回收車外觀設計。

5.2 智能交互產品與運輸設備功能設計

功能設計首先要以醫護工作者和行人的習慣合理地規劃內容，功能主要分為四個方面，分別為垃圾車自動引導、自動溯源、垃圾智能識別及逆向回收與二次利用的判斷。垃圾車自動引導依靠的是AGV自動引導裝置，AGV定位方法主要包括電磁定位、激光定位和視覺定位，其中激光定位穩定性和精確度更為可靠，因此在高精度定位領域得到廣泛應用。因此，醫院可以通過對AGV垃圾車進行任務分配，實現系統的自動垃圾回收運作。垃圾車自動溯源計劃采取掃碼追溯的方式，通過垃圾車顯示屏上實時更新的二維碼對醫院所產的生活垃圾、醫療垃圾進行溯源，溯源則又分為位置、時間、轉運三大模塊，所包含的內容有垃圾收入位置、何時被收入、轉運位置、是否被回收等。垃圾智能識別功能可利用BP神經網絡或高清鏡頭抓拍，通過對垃圾進行預測識別，來判斷垃圾種類，從而自動進行垃圾分類。

醫院所產垃圾主要分為兩類：一類為基本生活垃圾，如尿不濕、尿墊等，另一類則為醫療垃圾，如病理切片、人體切除組織等。將AGV垃圾車分為“生活用車”和“醫療用車”兩種。生活垃圾會被直接精準分類，醫療垃圾則需要精準的識別過程，然后被正確分類到對應位置。這項功能可解決集中混合收集垃圾所帶來的垃圾處理困難的問題，同時也可以解決對人力成本和空間資源浪費的問題［3］。

通過以上對智能醫療垃圾回收車功能的闡述發現，它已經在現實使用場景中便利于醫護工作者，當智能醫療垃圾回收車與手機APP相結合后，它大大提高了醫護工作者的效率，簡化操作以及更好地協調控制和記錄，而真正地深入合作，則需要更加高效的人機交互。

在交互界面的設計中，智能醫療垃圾回收車通過傳遞聲音對使用用戶進行正向反饋，引導醫護工作者和行人自主進行垃圾分類并進行積極的鼓勵以及積分獎勵。積極的鼓勵和正向反饋能夠減少醫護工作者和行人在使用智能醫療垃圾回收車的抵觸心理。

醫療類手機APP與智能醫療垃圾回收車相連接，手機APP則主要進行統計、召喚和管理等應用。APP是對醫療垃圾車和生活垃圾車的信息統計，主要交代垃圾車的位置和運行狀態，運行狀態包括空間環、儲存數量卡片和時況展示，空間環即儲存空間可視化、數字化，清晰洞察垃圾車可用空間；儲存數量卡片是對已回收的醫療垃圾數量及種類進行分類匯總；實況展示就是車內攝像實況的展示，便于醫護工作者觀察回收狀況、垃圾儲存狀況。當然，醫護工作者也可以為智能醫療垃圾回收車下達任務，在任務執行中就可以清楚地看見待完成列表和已完成列表。

智能醫療垃圾回收車APP可通過管理對智能醫療垃圾回收車進行普通召喚、緊急召喚和強制召喚：普通召喚即儲存空間告急，一鍵召回處理；緊急召喚即有大量需求，一鍵召喚更多小車；強制召喚則可以安心應對突發情況，以備不時之需。同時智能模塊化的加入可以使管理與使用過程更加獨立與高效，減少垃圾污染，提升物流過程的安全性。同時醫療病區物流隨著社會的進步與科技的發展，還有更加深遠的前進空間，相關的管理體制也會逐步完善。在針對病區內物流設備進行設計時，應留出一部分可發展空間，為后續變化留出較寬的應對區域與更新空間。例如，在可實現的前提下，在識別過程中可對醫療廢棄物進行可否逆向回收的判斷，可進行回收的廢棄物則會經歷專業處理后被二次利用，不可回收的廢棄物則被適配的處理手段進行處理。可被逆向回收的醫療垃圾也不可被回收至同一空間內，應由專業的處理人員對其進行包裝，如雙層包裹回收、低溫回收等。

6 結語

針對現代化醫院物流系統的不健全以及醫院物流系統建設觀念的落后問題，本文首先將SET因素分析法應用到智能醫療垃圾回收車的設計研究中，對現代化醫院物流系統進行創新并對醫護工作者的需求進行分析，尋找智能醫療垃圾回收車的產品機會缺口，從而在造型和功能提出了設計思路，使醫護工作者使用更便捷。從根本上來說就是在處理運輸醫療垃圾和生活垃圾的方式上，通過智能醫療垃圾回收車切實地方便人們和醫護工作者，節省人力、物力，防止醫療垃圾運輸途中對醫護工作者進行二次污染。

參考文獻：

[1]吳凡醫療廢物運輸產品設計研究[J]工業設計，2021（8）：65-66

[2]陳怡靜醫療病區智能AGV垃圾車造型設計分析研究[D]南京：南京航空航天大學，2019

[3]趙宏月，馮乙基于SET因素分析法的學齡前兒童智能機器人設計研究[J]工業設計，2023（7）：64-67

作者簡介：

王婉晴，女，2002年生，本科在讀，研究方向為藝術設計。

葉輝（通訊作者），男，1997年生，博士在讀，講師，研究方向為數字媒體藝術。