基于FAHP—QFD—TRIZ的居家助行器設(shè)計(jì)研究

引言

隨著我國(guó)逐漸步入深度老齡化社會(huì)，2024 年60 歲及以上人口占比達(dá)22%，預(yù)計(jì)2040 年將攀升至28%[1]，呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。老年群體健康需求問(wèn)題日益凸顯，我國(guó)96% 的老年人選擇居家養(yǎng)老模式，促使居家養(yǎng)老成為主流趨勢(shì)[2]。然而，老年人居家產(chǎn)品設(shè)計(jì)還存在許多問(wèn)題，隨年齡增長(zhǎng)老年群體呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)退化、神經(jīng)調(diào)控能力衰減、生理機(jī)能退化，如前庭失調(diào)、肌肉萎縮、反應(yīng)遲鈍等[3] 特征，對(duì)拐杖、助行器及輪椅等輔助設(shè)施依賴(lài)性顯著增強(qiáng)[4]。老年助行器作為連接老年人與社會(huì)生活的重要紐帶，近年來(lái)越來(lái)越受到研究的關(guān)注。

助行器通過(guò)力學(xué)支撐和平衡補(bǔ)償機(jī)制提升使用者移動(dòng)動(dòng)力[5]，雖然現(xiàn)有產(chǎn)品能滿足基本助行需求，但市場(chǎng)仍以殘障康復(fù)為主，與老年群體實(shí)際需求存在脫節(jié)[6]。當(dāng)前適老化助行器設(shè)計(jì)存在功能響應(yīng)不足、生態(tài)兼容性差[7] 及定位模糊等問(wèn)題[8]。研究主要呈現(xiàn)3 個(gè)方向：1. 人機(jī)工程優(yōu)化，如通過(guò)步態(tài)建模提升適配性[9]，但多關(guān)注物理屬性而忽視情感需求[10]；2. 安全設(shè)計(jì)改進(jìn)，孫小勇等人基于安全性設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)了針對(duì)老年帕金森病患者的四輪激光助行器[11]。改進(jìn)了助行器的結(jié)構(gòu)、材料和技術(shù)，以降低發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)[12]，忽視老年群體的多元化需求（生理、心理及社會(huì)層面），制約了助行器的實(shí)用性和用戶體驗(yàn)；3. 智能技術(shù)集成，如傳感器應(yīng)用，Jiwon Shin 等人研究了傳感器和執(zhí)行器在助行器中的應(yīng)用[13]。這些研究方向雖各具優(yōu)勢(shì)，但普遍存在適老化不足的問(wèn)題。因此，亟需從老年用戶實(shí)際需求出發(fā)，在功能性與易用性之間尋求平衡，設(shè)計(jì)更符合老年人使用習(xí)慣和審美需求的助行器產(chǎn)品。

研究老年人助行器使用過(guò)程及滿意度具有重要意義[14]。隨著老年群體對(duì)優(yōu)質(zhì)輔具需求增長(zhǎng)，提升產(chǎn)品滿意度成為關(guān)鍵[15]。本文針對(duì)老年用戶生理心理特點(diǎn)，提出一種集成需求獲取、多屬性分析與綜合評(píng)估的創(chuàng)新方法，聚焦居家助行器功能優(yōu)化與體驗(yàn)提升。通過(guò)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與智能設(shè)計(jì)，重點(diǎn)解決現(xiàn)有產(chǎn)品穩(wěn)定性不足、操作復(fù)雜等問(wèn)題，旨在為老年人開(kāi)發(fā)更安全便捷的助行解決方案。

一、相關(guān)理論研究

（一）理論闡釋

模糊層次分析法（Fuzzy—AHP）融合了層次分析法與模糊集理論的先進(jìn)決策工具，通過(guò)引入模糊數(shù)學(xué)理論，有效突破了傳統(tǒng)方法在主觀評(píng)價(jià)中的局限性，精準(zhǔn)處理非確定性決策信息[16]。其通過(guò)將語(yǔ)言變量轉(zhuǎn)化為確定的數(shù)值，建立用戶需求的遞階層次結(jié)構(gòu)指標(biāo)，利用兩兩對(duì)比標(biāo)度值將定性問(wèn)題數(shù)據(jù)化，兼具定量與定性的雙重優(yōu)勢(shì)，提升決策過(guò)程的條理性和科學(xué)性，為解決傳統(tǒng)最優(yōu)化技術(shù)難以應(yīng)對(duì)的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)問(wèn)題提供了有力支持[17]。

質(zhì)量功能展開(kāi)（QFD）由日本學(xué)者赤尾洋二和水野滋提出，通過(guò)構(gòu)建“需求－技術(shù)－質(zhì)量”的傳導(dǎo)鏈條實(shí)現(xiàn)用戶價(jià)值驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。其核心在于需求- 特性映射機(jī)制[18]，通過(guò)形式化轉(zhuǎn)化模型實(shí)現(xiàn)用戶需求向技術(shù)參數(shù)的范式轉(zhuǎn)換，確保設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量閉環(huán)。這種轉(zhuǎn)化過(guò)程不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量、還能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)和成本控制[19]。HOQ（質(zhì)量屋）作為QFD 的核心工具，系統(tǒng)地將用戶需求分解為設(shè)計(jì)要求、工藝要求和生產(chǎn)要求等層級(jí)[20]，通過(guò)精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化確保產(chǎn)品設(shè)計(jì)與用戶期望高度一致。該理論通過(guò)結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)換模型，實(shí)現(xiàn)了從主觀需求到客觀技術(shù)規(guī)格的范式轉(zhuǎn)換，為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ）由根里奇·阿奇舒勒（GenrichS.Altshuler）創(chuàng)立的。該理論基于對(duì)全球數(shù)百萬(wàn)項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利的深度解析，提煉出技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化規(guī)律和矛盾解決原理兩大核心模塊，形成結(jié)構(gòu)化創(chuàng)新方法體系，是一套系統(tǒng)性的解決方法和指導(dǎo)原則[21]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程中，TRIZ 的創(chuàng)新思維模式可以形成系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)流程，其應(yīng)用不應(yīng)局限于工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，還可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)等領(lǐng)域[22]。

（二）FAHP、QFD、TRIZ 的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程

在整合FAHP、QFD 和TRIZ 理論并將其應(yīng)用于老年人居家助行器設(shè)計(jì)的過(guò)程中，具體步驟如下，如圖1：

1. 需求分析：通過(guò)實(shí)地觀察和深度訪談獲取老年用戶需求，運(yùn)用親和圖法提煉核心需求要素，再經(jīng)問(wèn)卷調(diào)查進(jìn)行需求分類(lèi)和優(yōu)先級(jí)排序，最終形成系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)指導(dǎo)框架。

2. 需求層次模型構(gòu)建：構(gòu)建居家助行器產(chǎn)品設(shè)計(jì)老年人需求的層次模型，利用模糊集理論中的三角模糊數(shù)結(jié)合層次分析法對(duì)老年人需求的重要程度進(jìn)行排序。

3. 質(zhì)量屋模型構(gòu)建：通過(guò)系統(tǒng)化構(gòu)建與分析質(zhì)量屋，識(shí)別并解決設(shè)計(jì)問(wèn)題，為助行器設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。該過(guò)程確保用戶需求充分滿足，通過(guò)技術(shù)特性自相關(guān)分析避免沖突，優(yōu)化產(chǎn)品性能。基于用戶需求的模糊評(píng)價(jià)，精準(zhǔn)篩選高價(jià)值需求并轉(zhuǎn)化為關(guān)鍵技術(shù)特性，指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐[23]，如圖2。

4. 矛盾分析與解決：利用TRIZ 理論，首先將設(shè)計(jì)問(wèn)題定義為沖突根據(jù)沖突特性，選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ哌M(jìn)行分析和解決。對(duì)于技術(shù)沖突，借助TRIZ 工具將具體問(wèn)題抽象為通用問(wèn)題，進(jìn)而找到解決方案。

5. 最終方案與優(yōu)化設(shè)計(jì)模型：在確定產(chǎn)品最終方案的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于FAHP-QFD-TRIZ 理論的優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。該模型確保助行器精準(zhǔn)滿足老年人居家使用需求，顯著提升其生活質(zhì)量和使用體驗(yàn)。

二、老年人居家助行器需求分析

（一）挖掘用戶需求

通過(guò)深度訪談和小組討論，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了老年用戶對(duì)助行器的使用痛點(diǎn)和滿意度，提煉出16 項(xiàng)關(guān)鍵需求：造型簡(jiǎn)潔、尺寸適宜、安全防護(hù)、色彩可選、剎車(chē)功能、照明系統(tǒng)、身體支撐、儲(chǔ)物功能、休息設(shè)計(jì)、堅(jiān)固材質(zhì)、簡(jiǎn)易操作、折疊功能、高度調(diào)節(jié)、人機(jī)適配、省力結(jié)構(gòu)、臺(tái)階輔助及應(yīng)急裝置。運(yùn)用親和圖法對(duì)這些需求進(jìn)行層級(jí)化梳理（圖3），建立了清晰的需求優(yōu)先級(jí)框架，為后續(xù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

為確數(shù)據(jù)的有效性，研究采用問(wèn)卷調(diào)查與深度訪談相結(jié)合的混合方法，收集了設(shè)計(jì)師、專(zhuān)業(yè)教師及老年用戶的多方意見(jiàn)。基于調(diào)研結(jié)果，構(gòu)建了包含四大主類(lèi)及其子需求的居家助行器需求層級(jí)結(jié)構(gòu)（如圖3 所示），形成系統(tǒng)化的需求框架，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供明確方向，確保精準(zhǔn)響應(yīng)老年用戶實(shí)際需求。

（二）確定用戶需求重要度

1. 驗(yàn)證方法：基于層級(jí)化需求模型設(shè)計(jì)評(píng)估問(wèn)卷，采用模糊層次分析法（FAHP）進(jìn)行權(quán)重量化分析。首先運(yùn)用0.1-0.9 九度標(biāo)度法構(gòu)建非對(duì)稱(chēng)模糊判斷矩陣R=（rij）n×n，其中rij ∈ [0.1，0.5] 表示因素rj 比ri 重要，rij=0.5 表示同等重要，rij ∈ [0.5，0.9] 表示ri 比rj 重要。隨后通過(guò)三角模糊數(shù)運(yùn)算（公式1-2）計(jì)算準(zhǔn)則層和指標(biāo)層權(quán)重向量，獲得感性意象需求優(yōu)先級(jí)排序。整個(gè)計(jì)算過(guò)程嚴(yán)格遵循模糊一致性檢驗(yàn)要求，最終實(shí)現(xiàn)各層級(jí)要素權(quán)重的精確量化（公式1-2）。

（1）設(shè)計(jì)要素權(quán)重計(jì)算：假設(shè)R 為n×n 階模糊互補(bǔ)判斷矩陣，表示為R=（rij）n×n。W 設(shè)為對(duì)應(yīng)于R 的權(quán)重向量，記作W=（w1，w2，…，wn）。權(quán)重向量的具體表達(dá)式如式（1）所示：

（2）設(shè)計(jì)要素一致性檢驗(yàn)。根據(jù)式（1）得到的相容性指標(biāo)I（A，W*）和特征矩陣W* 的定義，其表達(dá)式分別如下式（2）～（4）：

式中，Q、W* 均為模糊互補(bǔ)判斷矩陣。若相容性指標(biāo)值I（Q，W*）小于特定的閾值α（一般取α ＝ 0.1）則合理。

2. 驗(yàn)證過(guò)程：研究收集了5 位設(shè)計(jì)專(zhuān)家和20 位老年用戶的問(wèn)卷數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了判斷矩陣有效性，得出居家助行器設(shè)計(jì)需求權(quán)重，并分別構(gòu)建了準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的判斷矩陣。

為確保結(jié)果可靠性，采用和積法計(jì)算權(quán)重值并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。計(jì)算相容性指標(biāo)I（A，W），當(dāng)I（A，W）＜閾值α（α=0.1）時(shí)判定矩陣合理。本研究準(zhǔn)則層I（A，W）=0.08，指標(biāo)層4 項(xiàng)分別為0.071、0.03、0.038 和0.044，均小于0.1，檢驗(yàn)通過(guò)。若未達(dá)標(biāo)需修正矩陣重新檢驗(yàn)直至合格。

3. 驗(yàn)證結(jié)果：采用模糊層次分析法計(jì)算居家助行器需求權(quán)重（式1-2），通過(guò)一致性檢驗(yàn)后，建立準(zhǔn)則層全局權(quán)重與指標(biāo)層局部權(quán)重的合成模型（結(jié)果見(jiàn)表2）。

在消費(fèi)者需求層面，各需求的重要程度可通過(guò)權(quán)重值來(lái)衡量，其中權(quán)重值占比從高到低依次為A41、A33、A42、A32、A12、A41 等。具體而言，權(quán)重值越接近0，表明老年人對(duì)該助行器設(shè)計(jì)需求的重要程度越低；相反，權(quán)重值越接近1，則表明老年人對(duì)該助行器設(shè)計(jì)需求的重要程度越高。

（三）基于QFD 的發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題階段

質(zhì)量功能部署（QFD）是一種將用戶需求系統(tǒng)化地轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)需求的有效方法，通過(guò)構(gòu)建“用戶需求- 技術(shù)特性”關(guān)聯(lián)矩陣，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要素的精準(zhǔn)篩選與優(yōu)化[24]。

1. 將用戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)需求：研究團(tuán)隊(duì)組建了一個(gè)由5 位產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜医M成的研討小組，專(zhuān)注于將用戶需求高效轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)需求。通過(guò)映射關(guān)系方法，團(tuán)隊(duì)建立了用戶需求與設(shè)計(jì)需求之間的一對(duì)一或一對(duì)多對(duì)應(yīng)關(guān)系，并從體驗(yàn)設(shè)計(jì)和服務(wù)設(shè)計(jì)的雙重視角識(shí)別了關(guān)鍵映射點(diǎn)。經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析，團(tuán)隊(duì)確定了16 項(xiàng)主要設(shè)計(jì)需求和16 項(xiàng)次要設(shè)計(jì)需求（見(jiàn)表3），并將其納入QFD 模型進(jìn)行定量相關(guān)性分析。

2. 需求設(shè)計(jì)要求關(guān)系矩陣：表3 展示了用戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要求的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)這一矩陣，研究團(tuán)隊(duì)明確了用戶需求與設(shè)計(jì)要求之間的關(guān)聯(lián)性，為后續(xù)的質(zhì)量屋構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。

為深入構(gòu)建用戶需求與技術(shù)特性之間的關(guān)聯(lián)模型，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用了QFD 工具，精準(zhǔn)識(shí)別設(shè)計(jì)中的潛在矛盾與沖突。具體步驟如下：

左墻：將16 項(xiàng)用戶需求及其綜合權(quán)重值詳細(xì)列入質(zhì)量屋的左墻部分。

天花板：將助行器的設(shè)計(jì)需求放置在質(zhì)量屋的天花板部分。

屋身：將左墻的用戶需求與天花板的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行一一匹配，形成關(guān)聯(lián)矩陣。

屋頂：對(duì)技術(shù)特征之間的負(fù)相關(guān)性進(jìn)行評(píng)定，負(fù)相關(guān)用“—”標(biāo)識(shí)。

評(píng)分：邀請(qǐng)專(zhuān)家小組對(duì)用戶需求與技術(shù)需求之間的關(guān)聯(lián)程度進(jìn)行評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：◎（5 分，強(qiáng)相關(guān)）、△（3 分，中等相關(guān)）、●（1分，弱相關(guān)）、空白（0 分，無(wú)相關(guān)）。

通過(guò)上述系統(tǒng)化的工作，研究團(tuán)隊(duì)最終構(gòu)建了完整、直觀的質(zhì)量屋（見(jiàn)圖4），為居家助行器的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了清晰的指導(dǎo)方向。

（四）基于TRIZ 的解決設(shè)計(jì)問(wèn)題階段

TRIZ 理論提供解決問(wèn)題的方法，通過(guò)矛盾矩陣將工程設(shè)計(jì)中的技術(shù)沖突映射為標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題模型，匹配40 項(xiàng)創(chuàng)新原理找到與之相適應(yīng)的解決方案，以此找到設(shè)計(jì)的解決策略[25]。

1. 矛盾分析：根據(jù)圖4 的分析結(jié)果，居家助行器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵需求包括符合人機(jī)工程學(xué)、顏色可選、省力設(shè)計(jì)、上臺(tái)階功能以及造型簡(jiǎn)單。同時(shí)，在質(zhì)量屋的天花板部分識(shí)別出3 對(duì)負(fù)相關(guān)需求。通過(guò)結(jié)合QFD 工具與TRIZ 理論，將這些負(fù)相關(guān)需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)矛盾沖突，確定了以下3 對(duì)需優(yōu)先解決的矛盾[26]：

助行器設(shè)計(jì)面臨三組關(guān)鍵矛盾：在造型設(shè)計(jì)方面，普適性與個(gè)性化需求存在沖突，前者確保基礎(chǔ)易用性而后者提升用戶體驗(yàn)，但會(huì)增加結(jié)構(gòu)復(fù)雜度與成本；在適配性方面，廣泛適用與精準(zhǔn)定制相互制約，精準(zhǔn)適配雖優(yōu)化個(gè)體體驗(yàn)卻降低產(chǎn)品普適性；在功能配置上，附加功能（置物架、報(bào)警裝置等）與空間優(yōu)化形成對(duì)立，功能增強(qiáng)往往以犧牲便攜性和增加成本為代價(jià)。這些矛盾集中反映了老年助行器開(kāi)發(fā)中通用需求與個(gè)性定制、功能豐富與結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)之間的核心平衡難題，需要通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)或智能技術(shù)尋求最優(yōu)解決方案

2，矛盾解決：針對(duì)三組設(shè)計(jì)矛盾，TRIZ 理論提供創(chuàng)新解決方案（表4）：運(yùn)用分割原理實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，將置物架、坐墊等功能獨(dú)立為可拆卸模塊；采用抽取原理設(shè)計(jì)可拆卸功能組件；通過(guò)預(yù)先作用原理在設(shè)計(jì)階段預(yù)留模塊接口。用戶可自主選配模塊，既滿足個(gè)性化需求，又降低生產(chǎn)復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)適配與空間優(yōu)化的平衡。

三、基于FAHP—QFD—TRIZ居家助行器方案設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)草圖

基于模塊化、可拆卸和個(gè)性化三大設(shè)計(jì)原理，本研究提出三個(gè)助行器設(shè)計(jì)方案（圖5）：方案1 采用可折疊輕量化設(shè)計(jì)，配備剎車(chē)系統(tǒng)，突出便攜性和安全性；方案2 通過(guò)功能整合實(shí)現(xiàn)多功能性，包含加寬座椅、背靠和集成儲(chǔ)物籃，兼顧穩(wěn)固結(jié)構(gòu)與靈活使用；方案3創(chuàng)新性采用可變形框架和智能交互系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行走/ 坐靠模式快速切換，并配備自適應(yīng)輪系和人體工學(xué)把手，智能適配多種地面條件。三個(gè)方案均滿足防滑、穩(wěn)固和高度調(diào)節(jié)等基礎(chǔ)需求，但各有側(cè)重：方案1 強(qiáng)調(diào)便攜性，方案2 突出模塊化功能組合，方案3 則聚焦智能交互與形態(tài)創(chuàng)新，共同構(gòu)建了滿足不同使用場(chǎng)景的助行器解決方案。

（二）設(shè)計(jì)方案展示

接著，利用李克特兩表法選出評(píng)分最高的方案進(jìn)行再設(shè)計(jì)。以10 位專(zhuān)家（5 位工業(yè)設(shè)計(jì)從業(yè)者、5 位康復(fù)醫(yī)師）的評(píng)審意見(jiàn)作為助行器設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)的指標(biāo)集。根據(jù)上文研究，采用層次分析中的指標(biāo)因素作為因素集。評(píng)價(jià)指標(biāo)為4 個(gè)準(zhǔn)則指標(biāo)；分別從外觀、功能、結(jié)構(gòu)、體驗(yàn)4 個(gè)方面對(duì)3 款助行器設(shè)計(jì)草圖按分值為1、2、3、4、5 進(jìn)行評(píng)分，分值越大表示越喜歡，結(jié)果如表5 所示，方案一的得分最高，為17.68。

結(jié)合前期分析的設(shè)計(jì)需求，基于前期需求分析，方案一經(jīng)過(guò)深化設(shè)計(jì)后形成最終方案（圖6）。該居家助行器采用流線型現(xiàn)代設(shè)計(jì)，通過(guò)結(jié)構(gòu)力學(xué)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固支撐與美學(xué)表現(xiàn)的統(tǒng)一。核心功能模塊包含：1）符合人體曲線的可拆卸座椅；2）多功能置物組件；3）輕量化高強(qiáng)車(chē)架配合智能高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。創(chuàng)新的折疊轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)在確保結(jié)構(gòu)剛性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速收納，使產(chǎn)品在支撐穩(wěn)定性、功能實(shí)用性和空間適應(yīng)性3 個(gè)維度達(dá)到最優(yōu)平衡，為居家行動(dòng)提供了全方位的安全輔助。

最終產(chǎn)品方案如圖7 所示，通過(guò)4 點(diǎn)支撐結(jié)構(gòu)與智能剎車(chē)系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)安全性與穩(wěn)定性的雙重提升；優(yōu)化的折疊機(jī)構(gòu)確保便捷收納。產(chǎn)品整合可拆卸多功能組件（儲(chǔ)物籃、折疊座椅及LED 照明模塊），配合現(xiàn)代極簡(jiǎn)造型與柔和配色方案，在功能性與視覺(jué)美感間取得平衡。該設(shè)計(jì)在保障核心安全性能的基礎(chǔ)上，以人性化細(xì)節(jié)增強(qiáng)用戶自主性，助力老年群體舒適、從容地進(jìn)行日常活動(dòng)，有效提升居家生活品質(zhì)。

（三）設(shè)計(jì)方案評(píng)估

設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證階段采用前期調(diào)研需求構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)，將13 項(xiàng)核心設(shè)計(jì)特征與用戶需求層次模型中的高權(quán)重要素精準(zhǔn)映射，建立量化評(píng)估體系。基于0-5 分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，由專(zhuān)業(yè)評(píng)審組對(duì)產(chǎn)品特征- 需求契合度進(jìn)行系統(tǒng)化驗(yàn)證，雷達(dá)圖評(píng)分結(jié)果直觀反映設(shè)計(jì)方案對(duì)關(guān)鍵用戶需求的滿足程度。該評(píng)估機(jī)制有效確保了設(shè)計(jì)輸出與初始需求規(guī)格的一致性。

圖8 呈現(xiàn)了居家助行器設(shè)計(jì)的評(píng)估結(jié)果。25 名用戶的綜合評(píng)價(jià)顯示，“尺寸適配性”與“空間利用率”指標(biāo)表現(xiàn)最優(yōu)，印證了產(chǎn)品在人體工學(xué)和收納便捷性方面的成功設(shè)計(jì)。值得注意的是，“安全感知度”評(píng)分相對(duì)偏低，反映出用戶對(duì)防護(hù)性能的更高期待。整體評(píng)估數(shù)據(jù)證實(shí)，該助行器在功能實(shí)現(xiàn)和操作便利性方面獲得顯著認(rèn)可，有效驗(yàn)證了FAHP-QFD-TRIZ 模型在用戶需求轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品創(chuàng)新中的實(shí)踐價(jià)值，為適老化產(chǎn)品的優(yōu)化升級(jí)提供了可靠依據(jù)。

結(jié)論

本研究構(gòu)建的FAHP-QFD-TRIZ 集成設(shè)計(jì)需求框架，通過(guò)系統(tǒng)化的需求分析方法，顯著提升了用戶需求轉(zhuǎn)化的準(zhǔn)確性和設(shè)計(jì)指導(dǎo)的有效性，為助行器產(chǎn)品創(chuàng)新提供了科學(xué)的方法論支持。研究過(guò)程如下：模糊層次分析法（FAHP）：首先通過(guò)FAHP 解析用戶需求的模糊性與不確定性，構(gòu)建了層次化的需求指標(biāo)體系，為后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)。質(zhì)量功能配置（QFD）：利用QFD 建立用戶需求與設(shè)計(jì)特性的映射矩陣，實(shí)現(xiàn)了從“需求域”到“功能域”再到“技術(shù)域”的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)化，確保設(shè)計(jì)需求的系統(tǒng)性和科學(xué)性。TRIZ 理論：通過(guò)TRIZ 理論，將設(shè)計(jì)問(wèn)題抽象為通用問(wèn)題，并通過(guò)定義沖突、識(shí)別類(lèi)型、選擇工具和分析解決，探尋了有效解決方案。該模型能夠有效識(shí)別用戶核心需求，其分析流程可廣泛應(yīng)用于其他產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為適老化產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供了重要參考。盡管本研究取得了顯著成果，但仍存在改進(jìn)空間：在老年人居家助行器功能需求的識(shí)別與表達(dá)上，需進(jìn)一步深化研究，以更全面地覆蓋用戶需求。定量研究中，個(gè)體認(rèn)知差異對(duì)結(jié)果的影響需進(jìn)一步關(guān)注，以提高研究的可靠性和普適性。未來(lái)研究將致力于解決這些問(wèn)題，通過(guò)深入探討與改進(jìn)，進(jìn)一步優(yōu)化FAHP-QFD-TRIZ 框架，為適老化產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供更精準(zhǔn)、更有效的支持。