基于AHP-QFD的家用煎藥機設計研究

關鍵詞：煎藥機；AHP；QFD；家用；用戶需求

引言

中醫藥作為傳統醫學的組成部分，在我國的醫療保健領域起到了關鍵的作用，同時為全球人民的健康事業做出了較大貢獻。《“十四五”中醫藥發展規劃》強調加快推進中醫藥事業發展，更好發揮其在健康中國建設中的獨特優勢。[1] 隨著中醫藥的不斷普及，用戶在家煎煮中藥過程的用戶滿意度和體驗感引起重視，傳統的家庭煎煮中藥方式，將中藥放入煎藥器具中熬火煎煮，需要人力全程看管，煎煮時間、水量、湯藥濃度等均需憑借經驗來判斷，煎藥完成后需要手動瀝出湯藥，整個過程耗時、耗力。在這一背景下，家用煎藥機設計顯得尤為關鍵，目前，針對煎藥機的相關設計多是加入了電加熱的自動化功能或結構，在煎煮時不用一直看守節省了部分人力，但在清理藥渣、過濾藥液等方面還有優化的空間。本研究采用AHP-QFD 相結合的方法，明確用戶需求的優先級，針對需求所對應的設計特征對煎藥機進行功能結構的優化和創新，提升需求滿意度，改善用戶在家庭環境下的煎藥體驗。

一、研究方法概述

層次分析（analytic hierarchy process，AHP）法是由美國學者薩蒂于20 世紀70 年代提出的定性與定量分析相結合的層次權重決策分析方法，其基本思路是將復雜的用戶需求用層級結構的方式進行分類，對比量化得到各個需求要素的權重值，進而科學準確的提取核心用戶需求，可有效避免傳統用戶需求獲取的主觀缺陷[2]。AHP方法要求把判斷目標界定為3 個層面，即目標層、準則層、指標層。其中目標層是各層次判斷的具體目的明確與匯總，準則層則是在目標層的基礎上再進行具體方向細化，而指標層則是對每一個準則層次的具體細分拆解。

質量功能展開（Quality Function Deployment，QFD）， 是一種可以精準將用戶需求和產品設計特征聯系起來的設計方法，并清晰呈現用戶需求和設計特征之間的關系[3]。質量屋（House ofQuality）簡稱HOQ，作為QFD 的核心工具，將用戶需求與設計特征之間重要的關聯以圖示的形式直觀呈現，有效地將用戶需求轉化為目標產品設計特征，指導后續產品設計與優化。

傅雷[4] 等將AHP、QFD 理論應用于書柜改良設計，利用AHP建立情感層次模型并計算需求權重，再用QFD 轉化為對應技術特征，最后進行書柜模塊單元分類和重組，得到最終產品設計方案；王軍[5] 等基于AHP 和QFD 對適老浴室柜進行設計實踐，挖掘用戶最為迫切的需求，設計一款更為符合老年人用戶需求的設計方案。王南軼[6] 等基于AHP、QFD 對可伸縮式餐桌創新設計，改進傳統餐桌工作原理，擴充其使用功能，滿足當代人多樣化需求。

上述文獻通過引入AHP-QFD 模型于產品設計中，輔助產品設計，通過AHP 可以得到多層次需求并得出用戶需求的優先級，提高對用戶核心需求獲取的準確性與客觀性，使設計師明確“為什么設計”問題；QFD 可連接用戶需求與產品設計特征，將用戶需求轉化為產品相應的設計特征，并得出設計特征的重要度，進行產品功能的轉換，為產品設計提供路徑和依據，使設計師明確“設計什么”問題；AHP-QFD 的使用可為后期產品設計實踐提供完整的邏輯框架。

二、基于AHP-QFD的家用煎藥機設計流程

具體設計流程圖見圖1，該流程共分為四個步驟。

步驟1：通過桌面研究、實地訪談與用戶行為觀察收集用戶需求，篩選出有效的用戶需求，并利用AHP 法對其從功能、結構、造型、人機交互4 個方面進行歸類和精煉。

步驟2：利用層次分析法構建用戶需求層級判斷矩陣，對數據進行計算和分析，確定煎藥機各方面的用戶需求權重。

步驟3：將用戶需求及其權重輸入進質量屋模型，判斷用戶需求與設計特征之間的關聯度，得出設計特征的重要性排序。

步驟4：將結果運用于具體的設計實踐中，深入細化，進行家用智能煎藥機產品設計。

（一）用戶需求獲取

此次研究采用桌面研究結合實地訪談和用戶行為觀察獲取目標人群對煎藥機的真實需求和煎藥過程中的痛點和反饋。桌面研究有利于了解市場發展動態和趨向，把握宏觀走向，并為訪談大綱提供來源依據，通過對目標人群煎煮過程的行為觀察和訪談，收集用戶在煎煮過程中的反饋，發現用戶痛點，并轉化為設計機會點[7]。

隨機選取15 位家庭自煎藥用戶進行訪談，與被訪談者約定好時間到家中訪問，通過預設的訪談問題大綱對用戶進行訪談，收集其回答作為原始數據，同時觀察用戶日常煎藥過程中的行為，對過程中的痛點問題進行記錄。結合前期桌面研究以及相關領域的研究，將采集的有效信息進行歸納和整理，得到用戶對家用煎藥機的基本需求統計，見表1。

（二）基于AHP 法的煎藥機用戶需求分析

1. 用戶需求層次構建。邀請10 位產品設計領域的成員組成專家組，篩選和剔除掉重復和不恰當的需求，得到簡明具體的有效需求16 個，結合AHP 法對用戶需求層次化展開，按照準則層的分類特征將需求進行歸類，最終得到細分的指標層C，用戶需求層次化展開如圖2。

2. 用戶需求權重計算。

運用AHP 層次分析法的1-9 級標度準則，構建兩者比較的判斷矩陣，兩者比較標度及其意義如表2 所示。以準則層需求B1-B4 為例，設置專家問卷，邀請專家組采用1-9 級標度準則，兩兩比較準則層之間和每個準則層下各指標的重要程度，將標度數值直接填寫在問卷的判斷矩陣中，取其均值為最終結果，方便后續權重計算，見表3。

根據公式計算出各需求之間相對權重，并對權重結果進行一致性檢驗，引入判斷矩陣的隨機一致性指標RI，當CR=CI/RI ≤ 0.1 時則認為判斷矩陣滿足一致性，權重有效，反之，則需要對權重結果重新計算，直到CR ≤ 0.1 為止。以此計算出準則層所有需求要素權重，其一致性檢驗CR 均小于等于0.1，各層級用戶需求權重見表4[5]。

根據各層級用戶需求權重值比較，得出用戶需求層級的重要度排序，可以得出以下結論：過濾方便、加水量精準、自動出藥3 項最終需求權重大于0.1，在方案設計時應著重考慮；容易清洗、煎煮火候控制、操作簡潔、遠程控制、結構合理、交互順暢這6 項最終需求權重在0.1-0.04 之間，在方案設計時需充分考慮；剩余用戶需求的最終需求權重均小于0.04，在方案設計時需對其進行弱化。

通過層次分析法明確煎藥機的各項需求權重后，利用QFD 中的質量屋模型，將煎藥機的重要用戶需求轉化為相對應的設計特征，量化設計特征的重要程度，確定可改進的設計特征。根據AHP 計算得到的用戶需求權重排序，順序選取前9 項相對重要的用戶需求細分拆解輸出11 項設計特性，如表5 所示。

用戶需求與設計特征關系矩陣采用0—5 的標度來表示其相關聯程度，0—表示不相關、1—表示弱相關、3—表示中相關、5—表示強相關，其中2 和4 介于其間[5]，根據兩兩設計特征間的具體關聯程度賦值，根據公式計算出設計特征絕對權重和相對權重，明確設計特征的重要度排序，把握煎藥機設計的關鍵，有針對性的進行設計。最終家用智能煎藥機的設計特征排序見表6。

三、煎藥機設計實踐

根據AHP-QFD 模型將用戶需求轉化為煎藥機的設計特征，由設計特征的權重排序得出設計特征的重要程度，對后續的設計實踐具有指導意義，例如，權重排序較高的“一鍵出藥”“自動注水”“智能調節煎煮模式”等在功能設計時應處于較高優先考慮要素，其他設計要素需要按照權重排序適當加強和減弱。

（一）煎藥器具設計現狀

通過對市面上煎藥器具的調研，經過歸納整理，從功能和用途的角度將煎藥器具分為3 類：第1 類是傳統的煎藥器具，僅作為盛放中藥的器具，不含加熱模塊，用戶需要明火煎煮中藥；[8] 第2 類是小型家用電煎藥機，通過自帶電加熱模塊實現對中藥的自動控制煎煮，實現火力調節、提前預約煎煮和自動保溫等功能；第3 類是大型煎藥機，主要應用于中醫診所和中醫院等場所，用來代煎中藥，可以一次性煎煮多付藥。相關最具代表性的煎藥器具的類型、功能特征和外觀造型見表7。

通過表7 案例可知，傳統煎藥器具在外觀造型上以流暢圓潤的曲線為主，整體設計為球形，有助于熱量的均勻分布，使藥材充分煎煮，把手角度微微上提，高度適中，方便抓握；家用煎藥機延續傳統的造型風格以弧形壺體搭配飽滿的大圓角的設計，產品造型一目了然，易于辨識。大型商用煎藥機設計為直立式結構，以方體和圓柱體為主，加入現代化設計元素，整體造型簡潔大方，符合醫療設備的專業性。在材料的選擇上，家用煎藥機主要是陶瓷、紫砂、玻璃等，這些材料在煎煮中藥時不會發生化學反應而被廣泛使用；大型商用煎藥機采用不銹鋼與高硼硅玻璃搭配，確保設備的耐用性和易清潔性，透明玻璃方便操作人員隨時觀察煎藥過程，保證煎藥質量。在顏色的選擇上，受制于材質的限制，家用煎藥器具大多為經典的黑色或陶土色，保持自然的手工藝感；大型商用煎藥機則為白色、藍色、綠色等，符合醫療設備的常用色彩，給人衛生、潔凈的視覺感受。在功能上，煎藥機只集中在自動文武火調節、預約定時以及自動保溫等方面。在結構方面，現有的煎藥器具主要分為一體式和分體式兩種。

由此可見，煎藥機產品同質化問題日趨嚴重，包括功能結構和外觀造型的同質化，是本研究解決的重點。產品交互控制單一，對于不同用戶群體的使用情境下的設計考量還有研究的空間。為了提升產品競爭力，煎藥機需要在外觀設計和結構上創新設計，與現有產品進行差異化設計，提升產品品質。

（二）設計方案概括

1. 外觀：

造型上，提取傳統煎煮器具的造型語義應用于整體產品，將傳統壺體上窄下寬的流暢曲線應用于產品外形輪廓，搭配飽滿的大圓角設計，鍋體與水箱采用圓潤的曲面連接，保持產品的整體性，并將傳統煎藥壺的提手造型簡化應用到產品的出藥口設計，使產品符合用戶熟悉的概念模型，區別于市面上家電造型的規則形態，此產品造型柔和圓潤又偏向簡約風，提高產品美觀性的同時使用戶被新穎的外觀造型所吸引。

色彩上，產品整體配色使用棕色色系的不同顏色搭配，給用戶舒適的感覺，使產品更加柔和沉穩、厚重飽滿，并且與中藥液顏色相協調，能夠充分渲染出產品外觀精致地肌理感，在廚房的使用場景中營造出舒適溫馨的環境氛圍。

材料工藝上，產品機身采用硬塑材料，采用耐用易潔磨砂外涂層，適用于廚房場景，為避免煎煮藥材與鍋體發生化學反應，鍋體采用紫砂材質，高溫煎煮完可馬上冷水清洗，耐高溫、性質穩定、不易開裂且容易清潔。上蓋提手處采用硅膠材質，起到隔熱、防燙的作用。產品通過多種顏色材質和諧搭配，提升用戶的使用體驗，滿足外觀需求B3 中造型親和、色彩和諧、材質合理搭配的需求，如圖3。

2. 功能：產品優先考慮設計特征中較高的3 個功能特征進行設計。自動注水：用戶提前預約浸泡和煎煮時間，到時機器自動注水浸泡藥材，并根據不同的藥方模式精準注入適宜水量，使其充分煎煮提高濃度藥效，解決用戶難以把握水量的痛點，實現Y2 的設計特征；一鍵出藥：煎煮完成后，用戶按動按鍵即可出藥，并通過按鍵開閉控制出藥量，分多次服用，解決用戶自行濾藥過程繁瑣、沉重、不安全等痛點，節省時間和精力，實現Y4 的設計特征；智能調節煎煮模式：機器可設置煎煮中藥、二煎、涼茶、保溫4 個分類，并將中藥按照藥方分為3 類模式，分別為煎煮時間15 ～ 20min 的解表類、20 ～ 30min 的普通類、40 ～ 60min 的滋補類，用戶在控制面板上選擇相應類別，即可快速定義煎煮時間，機器智能調節火候使煎煮更充分，除此之外用戶也可自定義煎煮時間，使其更適合藥方發揮更大藥效。

3. 結構：產品整體分為5 個區域，分別是鍋體、水箱、加熱裝置、出藥結構、頂部上蓋水路結構。產品加熱裝置設計于鍋體內部，鍋體為可拆卸結構，清洗時可以直接取出鍋體，使用戶輕便清洗，實現Y6 的設計特征。鍋體底部設計過濾口，過濾口與出藥結構通過管道連接，煎煮完畢后，藥液可直接從過濾口濾出并經過出藥結構從出藥口流出，省去用戶自行過濾藥液的繁重操作，自動濾出藥液并將藥渣留于鍋體內，使得清洗過程更加方便快捷，輕松清洗藥渣，實現Y1 的設計特征。水箱中設計有出水口和輸水結構，水箱中的水從底部的出水口經過水泵加壓，通過水箱中輸水結構和上蓋中的水路結構將水輸送到鍋體內，實現自動注水和加水量精準控制，有效解決用戶加水量不明確和操作繁瑣問題，實現Y4 的設計特征。結構細節展示如圖4 所示。

4. 人機交互：通過控制面板操作設備的同時，也可通過App 遠程控制設備，實現Y9 的設計特征，App 中包括設備控制模塊、設備說明模塊、養生食譜及圈子交流模塊，能夠滿足用戶遠程控制設備、獲取設備信息和學習交流的需求。首先，設備說明模塊為用戶提供了設備使用方法、維修保養和售后服務等產品相關信息。這些信息有助于用戶更好地使用設備，提高設備的易用性和完整性。其次，設備控制模塊為用戶提供了設備的功能控制。用戶可以選擇藥方模式、預約藥材浸泡時間和煎煮完成時間、自動保溫時間設置、煎煮完成的提醒方式以及隨時查看煎煮完成的剩余時間，通過遠程控制的方式提供更加方便靈活的操作體驗。最后，養生食譜及圈子交流模塊為用戶提供學習交流的平臺，用戶可以學習養生食譜的做法、發布自己的養生案例，促進用戶之間的信息交流和友誼建立，營造和諧友好的圈子氛圍。App 交互界面如圖5 所示。

（二）產品操作流程

首先，用戶將一服中藥放入機器鍋體中，在水箱中加滿純凈水。其次，用戶可以在機器控制面板上選擇相應的功能和模式進行煎煮，預約浸泡藥材時間和煎煮完成時間，用戶還可以在App 上掃碼連接機器進行相應設置。設置完成后，到達浸泡時間機器將自動注水，到時間開始煎煮藥材，煎煮完畢后機器自動保溫。期間用戶均可在App 上看到機器進行狀態。隨后，用戶可按動機器按鍵出藥，并控制出藥量分次服用中藥。最后，用戶取出鍋體清洗。整個使用流程為用戶提供了便捷、高效的操作體驗，滿足用戶煎煮過程中的需求，產品使用流程如圖6 所示。

結語

為解決當前家庭煎煮中藥的用戶體驗不佳的問題，本文以家用智能煎藥機為例，構建AHP-QFD 的產品設計流程，通過AHP 層次分析法計算出用戶需求權重，結合QFD 質量功能展開將用戶需求轉化為相應設計特征，得出設計特征重要度排序，根據權重進行家用煎藥機設計方案討論，使設計實踐在科學嚴謹的模型指導下展開，結果表明該設計模式能在一定程度上有效的指導設計的全過程，較好地快速開發出適應市場需求的產品，贏得市場競爭。本研究提出了較全面的家用智能煎藥機的設計，但受實際條件影響，在煎煮中藥過程氣味方面未進行解決，需在今后的研究中進一步完善，使得家用智能煎藥機用戶滿意度更高，使用更加安心便捷，操作更加智能。