摘" 要：隨著老年群體在人口結(jié)構(gòu)比例中不斷擴大，老年出行服務(wù)產(chǎn)品的開發(fā)研究具有可行性。而老年代步車的設(shè)計要素通過與AHP-FBS-FAST的創(chuàng)新設(shè)計方法結(jié)合，或可滿足老年群體日益增長的出行需求。首先，可引入層次分析法（AHP）對設(shè)計需求進(jìn)行層次化處理和權(quán)重分配；其次，再結(jié)合FBS-FAST的設(shè)計方法對老年代步車的功能、行為和結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入分析；最后，實現(xiàn)人群需求和產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。這一方法優(yōu)化設(shè)計流程，實現(xiàn)產(chǎn)品功能分解到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確映射，進(jìn)一步增強了設(shè)計方案的科學(xué)性和可實施性，為多維度產(chǎn)品設(shè)計提供了新的思路和方法，使老年人群出行更加智能化、便捷、安全。

關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計；產(chǎn)品設(shè)計；AHP；FAST；FBS；老年代步車

隨著電動代步車成為一種常見的交通工具，更多的不同老年人群用戶使用這一類產(chǎn)品，以維持社區(qū)聯(lián)系和便利出行[1]。近年來，一些研究關(guān)注老年代步車的設(shè)計和改進(jìn)。趙雪芳等以用戶需求為基礎(chǔ)展開研究，以此來提高產(chǎn)品使用的安全性、舒適性[2]。陳秋君等以“積極老齡視角下”來展開課題研究，研究老年代步工具設(shè)計的可行性[3]。然而，在老年代步車設(shè)計研究中，將用戶需求和產(chǎn)品設(shè)計方法相結(jié)合的研究較少；李翠玉等構(gòu)建了一種 FAST-FBS 集成創(chuàng)新設(shè)計方法，用于玻璃幕墻清潔機的設(shè)計案例中，為產(chǎn)品概念設(shè)計提供了科學(xué)精準(zhǔn)的流程[4]。本研究采用AHP-FAST-FBS集成設(shè)計方法，重點將展開這一理論為老年代步車設(shè)計，提供更為科學(xué)化的設(shè)計思路，來提高人機需求和產(chǎn)品使用貼合度，確保使用安全，舒適[5]。

一、AHP、FAST和FBS的概述

AHP是指層次分析法（Analytic Hierarchy Process），由著名運籌學(xué)教授ThomasL.Saaty于自20世紀(jì) 70 年代提出[6]，該方法被廣泛應(yīng)用于決策與工業(yè)分析等研究領(lǐng)域這種方法能夠?qū)?fù)雜的決策思維層次化，量化每個因素對結(jié)果的影響，以提高決策的準(zhǔn)確性[7]。FAST 法，即功能分析系統(tǒng)技術(shù)法（Function Analysis System Technique），是一種系統(tǒng)化的、由上及下的產(chǎn)品功能條件分析方法，該方法以目標(biāo)用戶需求作為出發(fā)點，通過對產(chǎn)品功能展開分析來建立產(chǎn)品功能樹，從而明確產(chǎn)品的主次功能，以開發(fā)出滿足用戶需求的產(chǎn)品[8]。FBS（Function-Behavior-Structure）提出的“功能—行為—結(jié)構(gòu)”關(guān)系模型，旨在研究其三者之間逐級映射的關(guān)系。其中，F(xiàn)（Function）是功能層，B（Behavior）是行為層，S（Structure）是結(jié)構(gòu)層[9]。

二、集成AHP-FAST-FBS方法的老年代步車設(shè)計流程

（一）AHP用戶需求層次求解

1.明確定義目標(biāo)

確定需要進(jìn)行決策的目標(biāo)，將其清晰地定義；通過問卷訪談等方法獲取需求、建立遞階層次結(jié)構(gòu)[10]。

2.建立層次結(jié)構(gòu)

將目標(biāo)分解為若干層次，包括目標(biāo)、準(zhǔn)則和子準(zhǔn)則；確保層次結(jié)構(gòu)的邏輯性和完備性。

3.構(gòu)建判斷矩陣A

通過專家判斷或數(shù)據(jù)分析，填寫層次結(jié)構(gòu)中每個元素之間的兩兩比較矩陣；，，其中

式中：n—矩陣階數(shù)；—矩陣第i行第j列的元素；其中表示元素i相對于元素j的相對重要性。

4.采用列向量平均值法計算判斷矩陣各元素的權(quán)重

求得特征向量，在計算判斷矩陣的最大特征值

（式中—向量AW的第i個元素）

（二）搭建黑箱模型

黑箱模型首先以用戶的期望需求為出發(fā)點，通過“輸入-運行-輸出”模式分析用戶的期望需求。其中，“輸入”代表用戶對產(chǎn)品的期望需求，“運行”則是通過對用戶期望需求進(jìn)行分析，并將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的功能。最后，“輸出”則表明用戶期望需求如何影響產(chǎn)品本身的功能實現(xiàn)，進(jìn)而促使對產(chǎn)品功能技術(shù)的理解，將用戶的需求要素輸入得到對產(chǎn)品的功能技術(shù)的理解[11]。

（三）搭建AHP-FAST-FBS的集成設(shè)計方法

根據(jù)AHP（層次分析法），可確定用戶的主要與次要需求；然后，再搭建FAST功能樹，將產(chǎn)品的集成功能分為基礎(chǔ)功能，并將基礎(chǔ)功能分解為數(shù)個子功能；在建立基本功能和次級功能之間的相互聯(lián)系時，需要考慮到它們之間的相互關(guān)系。其中，產(chǎn)品功能中滿足“功能-行為-結(jié)構(gòu)”輸入FBS終端的橫向基本功能，而其他縱向子功能則用于對用戶需求的補充和后續(xù)產(chǎn)品形式設(shè)計。

AHP和FAST-FBS集成設(shè)計方法的整體步驟能夠幫助產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)者明確把握老年代步車用戶主要需求，并將其合理映射為產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)模塊。這一過程實現(xiàn)了“需求分析－功能獲?。Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換－概念輸出”的遞進(jìn)關(guān)系（如圖1），可為老年代步車設(shè)計開發(fā)者提供三者有效方法結(jié)合，從用戶需求到產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的設(shè)計方案。其科學(xué)創(chuàng)新性可通過以下老年代步車的創(chuàng)新設(shè)計研究進(jìn)行高效率的可行性驗證[12]。

三、基于AHP-FAST-FBS方法的老年代步車設(shè)計思路

（一）構(gòu)建老年代步車用戶需求層次模型

1.調(diào)研用戶出行需求

對產(chǎn)品目標(biāo)用戶人群采用非結(jié)構(gòu)式訪談?wù){(diào)研方式，進(jìn)行了調(diào)研人群用戶的出行方式、出行習(xí)慣、出行目的、生活習(xí)慣、出行困難程度、對電動代步工具的態(tài)度和需求，以及出行產(chǎn)品體驗等方面的用戶調(diào)查；將調(diào)研出的有效信息進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并整理如表1。

利用圖表進(jìn)行層次化展開分類用戶需求，將具有相同性較高的需求詞語歸為一類，篩選出老年群體需求較低的詞匯，最終搭建較為科學(xué)和全面的針對老年代步車用戶設(shè)計需求層次模型，分為目標(biāo)層，準(zhǔn)則層，指標(biāo)層[13]（如圖2）。

2.基于老年用戶人群AHP的需求權(quán)重計算

使用AHP層次分析法對兩類老年人群分別進(jìn)行權(quán)重計算，邀請了6名工業(yè)設(shè)計專業(yè)人群和4名目標(biāo)用戶人群，采取1-9標(biāo)度法對同一標(biāo)準(zhǔn)層的兩個因素進(jìn)行比較，經(jīng)過帶入AHP權(quán)重計算公式進(jìn)行權(quán)重求解，得到各個準(zhǔn)則層的判斷矩陣；分別計算出各個層次的權(quán)重值（如圖2）。

3.方案層判斷矩陣匯總結(jié)果

選取兩個目標(biāo)群體用戶分別為正常老年群體和障礙老年群體來分別計算權(quán)重得出其一致性小于0.1。

公式中CI表示為判斷矩陣一致性指標(biāo)；RI表示為平均隨機一致性指標(biāo)，當(dāng)1小于0.1時則判斷矩陣符合一致性要求且合理，否則要重新調(diào)整[4]。

（二）構(gòu)建老年代步車的FAST-FBS的集成設(shè)計方法

1.產(chǎn)品功能要素篩選

根據(jù)以上通過AHP權(quán)重計算和各指標(biāo)層的分析，得出代步車駕駛安全性與性能穩(wěn)定性、座椅貼合度、操作簡易、多功能和多場景使用、智能化等關(guān)鍵參考指標(biāo)。把這些關(guān)鍵需求指標(biāo)輸入到老年代步車黑箱模型中，通過“輸入-運行-輸出”的模式帶入黑箱模型中求解出產(chǎn)品的基本方案（如圖3），再帶入集成方法流程圖中進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計轉(zhuǎn)化。

在老年代步車的黑箱模型中，通過“輸入-運行-輸出”的黑箱模型流程對老年代步產(chǎn)品其功能符合化求解，求解得出安全防護，桌椅舒適性，性能穩(wěn)定，應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計中放在首要設(shè)計點考慮。

2.FAST-FBS集成設(shè)計方法分析

（1）從基本功能到子功能進(jìn)行功能分解，基本功能分為安全性、服務(wù)性、使用性。首先，將這些基本分解成九個子功能，然后再執(zhí)行FBS的映射，對產(chǎn)品實現(xiàn)“功能-行為-結(jié)構(gòu)”的轉(zhuǎn)化。通過14個子功能通過FB映射到相應(yīng)的16個行為，再通過BS映射到16個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

（2）功能分解以安全性為基本功能。通過安全性的基本功能可分解為車況路況監(jiān)控、報警救援和健康監(jiān)護三個次級功能。再把三個次級功能細(xì)化對應(yīng)五個子功能，分別為交通警示提醒、危險檢測、危險報警、警報救援、健康檢測。在這一分解步驟中，將老年代步車這一產(chǎn)品的功能要素映射到行為，并把具有安全功能的行為模式映射為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模塊化組件。通過攝像頭這一模塊組件進(jìn)行實時場景拍攝和系統(tǒng)算法處理，檢測路況危險狀況做到產(chǎn)品安全防護。同時，通過配置傳感器來觸發(fā)危險發(fā)生的報警救援功能。

（3）功能分解以服務(wù)性為基本功能。通過服務(wù)性的基本功能可分解為出行規(guī)劃、備忘提醒和社區(qū)社交三個次級功能。再把三個次級功能細(xì)化對應(yīng)三個子功能，分別為導(dǎo)航功能、遺忘提醒和共享交流。在這一分解步驟中，將提取到的功能要素映射到行為，并把具有服務(wù)功能的行為模式映射為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組件。采用北斗定位技術(shù)來實現(xiàn)出行路程精準(zhǔn)導(dǎo)航，防止老人出行方位中迷失。在產(chǎn)品儲物箱處安裝重力感應(yīng)裝置，在下車后可以檢測儲物處是否還有遺留物品以此來提醒老人。代步車與手機智能互聯(lián)，實現(xiàn)使用產(chǎn)品用戶群體社交交流。

（4）功能分解以使用性為基本功能。通過使用性的基本功能可分解出使用便捷、智能車輛控制和人機貼合三個次級功能。再把三個次級功能細(xì)化對應(yīng)六個子功能，分別為界面簡化、儲存充足、輔助駕駛、推行助力、人機尺度舒適、駕駛姿勢調(diào)節(jié)。在這一步驟中將提取到的功能要素映射到行為，并把具有使用功能的行為模式映射為產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和組件。代步車系統(tǒng)操作簡潔和儲物空間充足，增加老年群體在使用代步工具的便捷性；采用系統(tǒng)計算和加裝探測器實現(xiàn)智能控速和智能避障，使得代步車具有輔助駕駛功能。安裝助力系統(tǒng)使得代步車在怠速和人力推動時有動能助力，提高使用便捷性。在代步車上安裝符合人體曲線的座椅和可調(diào)節(jié)座椅高度的配置，幫助老年人用戶更加便捷的使用。另外，安裝可調(diào)節(jié)座椅，調(diào)整更好的座椅姿勢和遠(yuǎn)近關(guān)系，來方便老年人群用戶駕駛姿勢。

基于產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)于用戶的使用體驗，對于用戶行為進(jìn)行科學(xué)的量化分析[13]。在進(jìn)行功能的分解和結(jié)構(gòu)的映射，最終完成產(chǎn)品的設(shè)計化分析。

四、老年代步車設(shè)計方案呈現(xiàn)

通過基于AHP、FAST和FBS方法所集成的AHP-FAST-FBS設(shè)計方法，確定了老年代步車相應(yīng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模塊。首先，篩選出產(chǎn)品外觀造型的結(jié)構(gòu)模塊，包括把手控制、轉(zhuǎn)向軸、照明大燈和警示燈、車架底盤、驅(qū)動輪、座椅和折疊靠背及護欄、升降和旋轉(zhuǎn)的支撐結(jié)構(gòu)、儲物空間格。其中，轉(zhuǎn)向軸部件和車架底盤以及座椅部位組成了整體的基本機械框架結(jié)構(gòu)；把手控制處控制整體車輛系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)向軸和底盤交界處安裝制動系統(tǒng)以此方便使用，座椅和支撐結(jié)構(gòu)和靠背結(jié)構(gòu)安裝在與前把手距離符合位置，座椅下方設(shè)置儲物格；將代步車驅(qū)動電機、底盤傳動裝置、剎車制動系統(tǒng)、把手轉(zhuǎn)向裝置、代步車輪等部件有機地連接起來，使得代步車各部分構(gòu)成一個整體[14]，外包裹硬質(zhì)輕便的復(fù)合材料形成車身。根據(jù)目標(biāo)老年用戶對產(chǎn)品的需求，通過FAST功能樹中得到的造型、色彩搭配、材質(zhì)質(zhì)感三項子功能要素，最終將功能模塊轉(zhuǎn)化為設(shè)計方案，造型效果圖如圖4所示。

基于集成設(shè)計方法，在老年代步車的設(shè)計中包括以下幾點：

（一）減輕老年代步車車身中量，選擇硬質(zhì)輕便的復(fù)合材料，以保證行駛的安全性。

（二）其智能化操作系統(tǒng)可包含危險報警、語音提醒、健康監(jiān)測、導(dǎo)航出行、及時制動等多種功能，以此幫助老人出行應(yīng)對各種突發(fā)情況。

（三）將座椅設(shè)計成90°旋轉(zhuǎn)和升降，方便老年人上下車。

五、結(jié)語

利用AHP、FAST和FBS集成的FAST-FBS的設(shè)計方法來對老年代步車進(jìn)行設(shè)計分析，基于產(chǎn)品設(shè)計服務(wù)于用戶的使用體驗，對用戶行為進(jìn)行科學(xué)的量化分析具有重要意義。通過系統(tǒng)的研究和分析，可以深入探討用戶的需求和行為模式，為設(shè)計師提供可靠的數(shù)據(jù)支持，從而實現(xiàn)更加精準(zhǔn)和有效的產(chǎn)品設(shè)計。再利用FAST-FBS設(shè)計方法概念求解，最終得到產(chǎn)品設(shè)計方案。這對老年代步車設(shè)計領(lǐng)域的理論研究進(jìn)行了一定的優(yōu)化和補充，同時也為其他產(chǎn)品的概念設(shè)計提供了新思路。但在理論和產(chǎn)品的研究中仍存在一定的局限性，應(yīng)在下一步研究中進(jìn)行深入探討研究。

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作者簡介：楊恒威，西安工程大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院碩士研究生。研究方向：用戶界面與交互設(shè)計。

通訊作者：孫薇，西安工程大學(xué)服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院副教授。研究方向：人機交互設(shè)計。