趙項，魏峰，繆遠(yuǎn)

(1. 福建工程學(xué)院設(shè)計學(xué)院，福州 350118； 2. 福建工程學(xué)院建筑與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，福州 350118)

家具產(chǎn)品不僅能夠提供給用戶多樣化的功能，還可裝飾與美化居住空間環(huán)境。近年來，家具產(chǎn)品設(shè)計成為學(xué)界研究熱點(diǎn)。楊懷靚[1]從家具設(shè)計的用戶功能需求展開探討，得出一條功能性視角下的多元化家具設(shè)計路徑；賀雪梅等[2]基于心流理論對家具產(chǎn)品的用戶需求及使用場景進(jìn)行分析，提出一種心流理論下的家具產(chǎn)品設(shè)計方法；陳朝杰等[3]以學(xué)齡前兒童需求為導(dǎo)向，應(yīng)用產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)和可持續(xù)設(shè)計系統(tǒng)方法論構(gòu)建出兒童家具的設(shè)計與服務(wù)策略；孟曉軍[4]從家具產(chǎn)品的功能、造型、材料和結(jié)構(gòu)出發(fā)，探討多功能家具產(chǎn)品的設(shè)計路徑，總結(jié)出多功能家具產(chǎn)品的設(shè)計理念及設(shè)計策略；王子軒等[5]通過梳理智能辦公家具產(chǎn)品的交互設(shè)計應(yīng)用，提出一種智能辦公家具產(chǎn)品的交互設(shè)計方法。

此外，還有學(xué)者基于不同理論方法對家具產(chǎn)品設(shè)計深入探討，這些研究視角新穎，基本遵循以人為本理念，并逐漸重視用戶需求，但對家具產(chǎn)品的用戶需求分析仍缺乏理論支撐，且設(shè)計開發(fā)流程尚未完善，在一定程度上研究欠缺科學(xué)性與先進(jìn)性。為了精準(zhǔn)劃分家具產(chǎn)品用戶需求、科學(xué)獲取需求權(quán)重、規(guī)范開發(fā)流程，將分析用戶需求的方法應(yīng)用于家具產(chǎn)品研究顯得十分必要。

1 用戶需求驅(qū)動下的設(shè)計方法概述

用戶需求驅(qū)動作為創(chuàng)新設(shè)計的一種驅(qū)動類型，在家具產(chǎn)品研發(fā)中，主要指對家具產(chǎn)品進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計時以用戶需求作為第一驅(qū)動力，是家具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的源泉[6]。家具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計不僅要重視產(chǎn)品功能，還應(yīng)以用戶為中心，全面考慮設(shè)計的合理性和實用性。當(dāng)今家具產(chǎn)品的開發(fā)中，用戶需求始終是設(shè)計師們首要考慮的問題，以用戶需求為導(dǎo)向的設(shè)計方法成為研發(fā)的重要機(jī)制[7]，因此用戶需求驅(qū)動下的家具產(chǎn)品設(shè)計方法對于提升家具產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計具有重要的指導(dǎo)作用。

近年來，在用戶需求驅(qū)動下的產(chǎn)品設(shè)計研究中，常見方法主要有Kano、AHP、QFD、AD等。Kano是一種通過Kano問卷及Kano結(jié)果評價表對用戶需求進(jìn)行屬性劃分的工具，主要將用戶對產(chǎn)品的需求分為5種類型，馮青等[8]、王新燕等[9]運(yùn)用Kano模型快速準(zhǔn)確識別用戶關(guān)鍵需求以及輔助設(shè)計師進(jìn)行產(chǎn)品規(guī)劃；AHP是將定性問題進(jìn)行量化分析的方法，通過構(gòu)建層次分析模型、建立判斷矩陣、引入算法等步驟，對設(shè)計指標(biāo)權(quán)重決策，趙項等[10]、唐琳等[11]為了準(zhǔn)確獲取用戶需求權(quán)重以及客觀評估設(shè)計方案，運(yùn)用AHP法進(jìn)行評價指標(biāo)權(quán)重計算；AD是一種將顧客需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計參數(shù)的理論，王建磊等[12]、程賢福等[13]基于AD理論建立顧客需求與設(shè)計實現(xiàn)之間的映射關(guān)系，以尋求最佳設(shè)計方案?？梢?，Kano、AHP和AD已被廣泛用于產(chǎn)品設(shè)計學(xué)術(shù)研究中，且運(yùn)用較為成熟，將其引入家具產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)具有可行性。

2 家具產(chǎn)品研發(fā)中的設(shè)計方法集成應(yīng)用

2.1 集成Kano/AHP/AD的家具產(chǎn)品設(shè)計方法構(gòu)建

用戶需求驅(qū)動下的家具產(chǎn)品設(shè)計方法集成應(yīng)用中，Kano模型可直觀呈現(xiàn)各類用戶需求與家具產(chǎn)品滿意度的關(guān)系[14]，但各類用戶需求權(quán)重如何，Kano模型不能清晰呈現(xiàn)。然而，各需求權(quán)重是獲取產(chǎn)品設(shè)計重點(diǎn)和設(shè)計決策的重要依據(jù)，用戶需求權(quán)重的精確度可直接影響方案設(shè)計的側(cè)重點(diǎn)。Kano常見的應(yīng)用研究中，傳統(tǒng)權(quán)重計算方法主要有德爾菲法、熵值法、Better-Worse滿意度指數(shù)分析法等，但這些方法存在主觀性較強(qiáng)、定性分析不足、復(fù)雜煩瑣等缺陷。AHP主要用于評價指標(biāo)的權(quán)重決策，具有客觀科學(xué)、簡單實用的優(yōu)勢[15]，運(yùn)用AHP法確定Kano分析后的各類需求權(quán)重，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)權(quán)重計算存在的弊端，可進(jìn)一步提高用戶需求的權(quán)重精確度；將Kano模型的屬性類別用于AHP中的層次分析模型構(gòu)建，則可提高層次分析法定性的科學(xué)性與合理性。但重要用戶需求在家具產(chǎn)品中如何實現(xiàn)，Kano和AHP都沒有給出確切原則和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，AD理論在產(chǎn)品研發(fā)中可以快速高效地將顧客需求映射為相應(yīng)的設(shè)計參數(shù)[16]。

綜上所述，融合Kano、AHP與AD對家具產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計研發(fā)科學(xué)合理，且具有求解用戶需求權(quán)重精確、產(chǎn)品設(shè)計決策高效、研發(fā)方法流程完整等優(yōu)勢。筆者在用戶需求驅(qū)動的產(chǎn)品設(shè)計模式下，將集成Kano/AHP/AD的家具產(chǎn)品設(shè)計方法應(yīng)用于床頭柜設(shè)計實踐中，其集成方法應(yīng)用流程如圖1所示。流程大致為：運(yùn)用Kano對家具產(chǎn)品用戶需求進(jìn)行屬性劃分；基于AHP求解不同屬性的用戶需求權(quán)重，明確重點(diǎn)用戶需求；根據(jù)AD理論將重點(diǎn)用戶需求映射為設(shè)計參數(shù)。

圖1 集成Kano/AHP/AD的應(yīng)用流程 Fig. 1 Application flow chart of integrated Kano/AHP/AD

2.2 集成Kano/AHP/AD的家具產(chǎn)品設(shè)計方法流程

2.2.1 用戶需求屬性劃分

基于Kano對用戶在使用家具產(chǎn)品中的需求進(jìn)行屬性劃分。①通過調(diào)研獲取用戶需求，并根據(jù)Kano問卷識別不同類型用戶需求。其中，Kano問卷主要對用戶需求進(jìn)行正、反兩個維度提問。②運(yùn)用Kano結(jié)果評價表[17]對Kano問卷統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析，將最大數(shù)值作為用戶需求分類依據(jù)，把用戶需求劃分為必備屬性、期望屬性、魅力屬性、無差異屬性和反向?qū)傩?種類型，該家具產(chǎn)品設(shè)計中排除對無差異屬性和反向?qū)傩孕枨筇接憽?/p>

2.2.2 用戶需求權(quán)重求解

運(yùn)用AHP計算家具產(chǎn)品設(shè)計中的各用戶需求權(quán)重值。①通過定性與決策相關(guān)的因素，按照支配關(guān)系構(gòu)建遞階層級模型，將目標(biāo)層拓展至準(zhǔn)則層、子準(zhǔn)則層和方案層[18]，并基于Kano的用戶需求屬性劃分得到如圖2所示的層次分析模型。②建立合適的判斷矩陣，并引入幾何平均法計算各項需求權(quán)重值。③通過用戶需求權(quán)重排序，獲取家具產(chǎn)品設(shè)計要重點(diǎn)滿足的用戶需求，明確后續(xù)設(shè)計開發(fā)方向。

圖2 層次分析模型Fig. 2 Hierarchical analysis model

2.3 設(shè)計參數(shù)映射

通過AD理論對家具產(chǎn)品功能域與設(shè)計域進(jìn)行“Z”字形映射[19]，如圖3所示。本研究主要應(yīng)用AD理論結(jié)合用戶需求及家具產(chǎn)品特性進(jìn)行綜合分析，將家具產(chǎn)品各項重要用戶需求(CAs)轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的功能需求(FRs)；其次，通過AD理論的獨(dú)立性公理原則將功能域中的FRs映射為設(shè)計域中的設(shè)計參數(shù)(DPs)。

圖3 公理設(shè)計映射關(guān)系Fig. 3 AD mapping relationship

3 用戶需求驅(qū)動下的家具產(chǎn)品設(shè)計實踐

隨著人類生活品質(zhì)的提升，床頭柜設(shè)計受到用戶廣泛關(guān)注。當(dāng)今市場上的床頭柜樣式豐富，設(shè)計大都與室內(nèi)裝飾風(fēng)格一致，但對用戶需求考慮甚少，這導(dǎo)致了床頭柜設(shè)計不符合用戶使用行為，功能單一且欠缺合理的規(guī)劃布局。同時，在將需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)參數(shù)過程中缺乏科學(xué)的理論支撐，以致未能很好掌握生產(chǎn)過程中材料、結(jié)構(gòu)等的技術(shù)關(guān)鍵要素，進(jìn)而造成資源浪費(fèi)。因此，筆者將應(yīng)用集成Kano/AHP/AD家具產(chǎn)品設(shè)計方法對床頭柜進(jìn)行深入研究。

3.1 床頭柜用戶需求獲取及分類

通過訪談、觀察、問卷不同方式的用戶調(diào)研，得知如今市場上的床頭柜主要以置物、裝飾為主，強(qiáng)調(diào)可用性和耐用性，功能相對單一，外觀造型較為呆滯，遠(yuǎn)不能滿足用戶的使用需求。床頭柜存在此類問題很大程度上是設(shè)計師在研發(fā)中缺乏對用戶需求與產(chǎn)品滿意度之間關(guān)系的認(rèn)知所致，然而，引入Kano對床頭柜進(jìn)行調(diào)研分析可明確用戶需求屬性，縮小床頭柜設(shè)計與用戶需求之間的差距。通過對用戶調(diào)研整理與分析，得出16項用戶需求，并根據(jù)Kano模型對用戶需求進(jìn)行屬性劃分，具體為：①制作Kano問卷，共發(fā)放218份，回收有效問卷209份；②應(yīng)用Kano結(jié)果分析表進(jìn)行用戶需求類型劃分，如表1所示。

表1 Kano結(jié)果分析表Table 1 Kano result analysis table

從表1可知，移動性與時間提醒為無差異需求，該類為用戶不關(guān)注的產(chǎn)品需求，無論產(chǎn)品或服務(wù)是否具備這種屬性，用戶滿意度均不會受到影響，故對這類需求不做考慮；易于清潔、符合人體尺寸、放置物品、材料安全可靠為必備需求，是床頭柜必須滿足用戶的需求，若缺失這些需求，用戶滿意度將大幅度下降，但對該類需求進(jìn)行優(yōu)化用戶滿意度也不會變化，因此對床頭柜進(jìn)行設(shè)計必須滿足此類需求，但不考慮對其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；簡單易用、智能夜燈、收納空間合理、造型美觀為期望需求，此類需求在床頭柜設(shè)計中出現(xiàn)得越多用戶滿意度越高，相反則不然，因此對床頭柜進(jìn)行設(shè)計時要多滿足該類屬性的需求，以提高用戶滿意度；魅力需求一旦具備將會大幅度提升用戶滿意度，是用戶意想不到的產(chǎn)品屬性，若不能滿足此類需求，用戶滿意度不會降低，但若能滿足，將大幅度提升用戶滿意度，因此在床頭柜設(shè)計開發(fā)時若滿足播放音樂、保護(hù)隱私、便捷充電、方便維修和語音操控這些用戶需求，則可極大提高用戶滿意度，增強(qiáng)床頭柜對用戶的吸引，從而提升市場競爭力。

3.2 床頭柜用戶需求權(quán)重求解

在對床頭柜的用戶需求分類后，各需求的重要度排序如何Kano并沒有清晰呈現(xiàn)，為了在后續(xù)設(shè)計過程中明確各需求的重要性，將Kano與AHP融合對各用戶需求進(jìn)行權(quán)重計算，以準(zhǔn)確獲取設(shè)計過程中要考慮的床頭柜的重要用戶需求。首先，根據(jù)Kano對床頭柜用戶需求的屬性分析結(jié)果，基于AHP基本概念構(gòu)建出層次分析模型，如圖4所示。

圖4 床頭柜設(shè)計層次分析模型Fig. 4 The analytic hierarchy model of bedside cabinet design

其次，構(gòu)建判斷矩陣并邀請專家填寫，為保證權(quán)重計算結(jié)果的可用性，共邀請20位與家具設(shè)計相關(guān)人員填寫，分別是4位家具設(shè)計研究方向教授、6位家具產(chǎn)品設(shè)計師、5位家具設(shè)計方向研究生、5位家具產(chǎn)品研究學(xué)者。邀請他們根據(jù)1～9級標(biāo)度對各層級需求進(jìn)行兩兩比較并評分，取其平均數(shù)作為權(quán)重計算基礎(chǔ)，得出各層級判斷矩陣，然后引入幾何平均算法[20]，求解床頭柜各用戶需求權(quán)重值，其運(yùn)算過程如下，結(jié)果如表2～5所示。

表2 準(zhǔn)則層權(quán)重Table 2 Criterion level weight

表3 必備需求權(quán)重Table 3 Mandatory demand weight

表4 期望需求權(quán)重Table 4 Expected demand weight

表5 魅力需求權(quán)重Table 5 Attractive demand weight

1)計算各層標(biāo)度的乘積(Mi)：

(1)

式中：bij為第i行第j列中的需求指標(biāo)；n為需求指標(biāo)量。

2)判斷各層標(biāo)度乘積的幾何平均值(ai)：

(2)

3)計算相對權(quán)重(Wi)：

(3)

4)計算最大特征根(λmax)：

(4)

式中：BWi為向量BW第i個分量；n為階數(shù)。

5)結(jié)果一致性檢驗(ICI)：

ICI=(λmax-n)/(n-1)

(5)

ICR=ICI/IRI

(6)

式中：n為判斷矩陣評價標(biāo)度所對應(yīng)的階數(shù)；IRI為

平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；ICR為一致性比值。

最后，為確保測試人員判斷矩陣填寫時思維一致性，對計算結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗。其中，當(dāng)ICR≤0.1時通過一致性檢驗；若ICR>0.1則未通過。經(jīng)計算ICR值均小于0.1，如表6所示。

表6 一致性檢驗結(jié)果Table 6 Consistency check result

根據(jù)Kano模型相關(guān)概念以及對床頭柜用戶需求權(quán)重計算結(jié)果得知，設(shè)計師在開發(fā)過程中除了需要滿足必備屬性需求，魅力需求和期望需求中的重要度排序靠前的需求應(yīng)引起高度重視，一旦滿足這些重要的需求即可極大提高用戶對床頭柜的滿意度，即在床頭柜設(shè)計開發(fā)時要充分考慮滿足收納空間合理、造型美觀、音樂播放、保護(hù)隱私和便捷充電等重要的用戶需求。

3.3 床頭柜設(shè)計參數(shù)映射

公理化設(shè)計過程即用戶需求驅(qū)動下的域間映射過程，主要借助判斷矩陣進(jìn)行設(shè)計表達(dá)，并采取獨(dú)立性公理和信息公理判斷設(shè)計合理性和最優(yōu)解，逐步尋求用戶需求的最優(yōu)設(shè)計參數(shù)[21]。在床頭柜研發(fā)過程中需要將用戶需求與CMF、人體工程等技術(shù)相匹配，并具有合理的結(jié)構(gòu)與布局，AD理論可很好地解決這一問題，并可為床頭柜加工生產(chǎn)提供工程技術(shù)參數(shù)，助力企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品量化?；谏鲜鏊弥攸c(diǎn)用戶需求，根據(jù)AD理論原則與家具產(chǎn)品設(shè)計特性，將CA轉(zhuǎn)化為FR，并對床頭柜功能需求進(jìn)行合理描述，如表7所示。

表7 床頭柜重要用戶需求與功能需求對照Table 7 Comparison of important user needs and functional needs of bedside tables

結(jié)合家具生產(chǎn)中對材料、結(jié)構(gòu)、美學(xué)、人機(jī)工程等特性要求，以及床頭柜生產(chǎn)工藝流程，應(yīng)用信息性公理等對床頭柜功能需求進(jìn)行深入分析，提出對應(yīng)滿足功能需求的設(shè)計參數(shù)，如表8所示。

表8 床頭柜功能需求與設(shè)計參數(shù)對照Table 8 Comparison table of functional requirements and design parameters of bedside cabinets

基于AD理論的獨(dú)立性公理原則，將床頭柜功能需求與設(shè)計參數(shù)進(jìn)行域間映射，映射關(guān)系表示為：

{FRs}=B{DPs}

(7)

式中：B為床頭柜設(shè)計矩陣；FRs為設(shè)計功能要求集；DPs為設(shè)計參數(shù)集。

其中， {FRs}={FR1,FR2,FR3,…,FRm}，{DPs}={DP1,DP2,DP3,…,DPn}，具體可描述為：

(8)

式中：bij為對應(yīng)床頭柜設(shè)計元素之間的關(guān)聯(lián)程度。

將上述床頭柜功能需求與設(shè)計參數(shù)代入公式(8)進(jìn)行運(yùn)算，得到如下矩陣：

矩陣中“X”表示具有強(qiáng)相關(guān)性，“O”代表弱相關(guān)或無關(guān)。當(dāng)設(shè)計矩陣為對角矩陣與三角矩陣，表示該設(shè)計可以接受；若為一般矩陣，則設(shè)計參數(shù)存在矛盾，不滿足獨(dú)立性公理，需要對矩陣進(jìn)行設(shè)計解耦[22]。經(jīng)對照設(shè)計矩陣類型，可知該床頭柜設(shè)計矩陣為對角矩陣，屬于非耦合設(shè)計，其滿足AD理論的獨(dú)立性公理，由此表明設(shè)計參數(shù)具有可用性，即用戶對床頭柜的需求與生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)不矛盾，適用于企業(yè)生產(chǎn)加工。

3.4 床頭柜概念設(shè)計

綜上所述，滿足用戶需求的床頭柜應(yīng)該具備藍(lán)牙音箱、指紋解鎖、無線充電等功能。根據(jù)AD理論對設(shè)計參數(shù)的分析以及設(shè)計構(gòu)思，對床頭柜進(jìn)行概念設(shè)計，如圖5a所示，該概念設(shè)計方案可為用戶提供智能音箱、分層儲物、抽屜指紋解鎖、桌面無線充電等功能；造型上采用柔美的曲線設(shè)計，形體比例協(xié)調(diào)，色彩主要以乳白為主，整體外觀極致簡約，具有現(xiàn)代時尚產(chǎn)品設(shè)計的美學(xué)風(fēng)格；材質(zhì)選取ABS塑料，并在表面貼膜以防水侵蝕。

為了評估該概念設(shè)計方案是否滿足用戶需求，選取市場上已有床頭柜和該方案同時對用戶需求滿意度進(jìn)行調(diào)查，選取床頭柜樣本如圖5b所示。以七點(diǎn)量表進(jìn)行問卷調(diào)查，共發(fā)放155份，回收有效問卷150份，統(tǒng)計結(jié)果顯示樣本得分為4.35，該床頭柜概念設(shè)計方案用戶需求滿意度值為5.05分，可見在該研究方法指導(dǎo)下的床頭柜概念設(shè)計在一定程度上可滿足用戶需求，提高用戶滿意度。

圖5 床頭柜設(shè)計及樣本Fig. 5 Sample of the design of the bedside table

4 結(jié) 語

隨著生活水平的日益提升，人類消費(fèi)觀念在逐漸轉(zhuǎn)變，用戶已越來越趨向個性化與人性化的家具產(chǎn)品，對家具產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)出多元化和差異化等特征。然而，當(dāng)今家具制造研發(fā)主要集中在功能與造型層面，對用戶需求的掌握模糊不清，家具產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴(yán)重，缺乏人性化與個性化。因此，筆者建立用戶需求驅(qū)動下的家具產(chǎn)品設(shè)計方法，通過對家具產(chǎn)品的用戶需求屬性劃分、權(quán)重求解，以及設(shè)計參數(shù)映射，完善家具產(chǎn)品設(shè)計流程，增強(qiáng)家具產(chǎn)品開發(fā)效率，提升用戶對家具產(chǎn)品的滿意度。將集成Kano/AHP/AD的家具產(chǎn)品設(shè)計方法應(yīng)用在設(shè)計中，在一定程度上彌補(bǔ)了單一方法研究的缺陷，具有系統(tǒng)完整與科學(xué)合理的優(yōu)勢，可指導(dǎo)設(shè)計師在家具產(chǎn)品設(shè)計中準(zhǔn)確高效進(jìn)行設(shè)計要素決策，提升后續(xù)家具產(chǎn)品開發(fā)流程的可靠性與先進(jìn)性，增強(qiáng)家具產(chǎn)品研發(fā)效率與質(zhì)量，并為家具產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)提供理論支持。