以用户需求为导向的婴儿车体功能设计

吴晓莉，洪 壮

(1.南京理工大学设计艺术与传媒学院，江苏 南京 210094)(2.河海大学机电工程学院, 江苏 常州 213022)

随着社会和经济的发展，用户需求也在不断改变。在婴儿车体设计中，功能是车体最重要的本质。Ulrich等[1]在车体功能设计方面多采用功能建模的方法，Kano等[2]在用户需求方面提出了消费者需求模型。Garmer等[3]提出了用户参与的需求获取方法。Kumar等[4]以用户行为为切入点进行用户需求研究。Galvao等[5]通过建立设计功能-任务-设计矩阵，得出了感知层次方面的用户需求。Stone等[6]采用定量化的方式建模产品功能。Wang[7]提出了一种功能设计的分析方法，帮助设计人员根据预测功能行为做出设计决策。吴晓莉等[8-13]采用引入形态矩阵的方式对儿童自行车、轮椅等进行设计。胡鑫朋[14]将模糊层次分析法与FAST(function analysis system technology)法进行了整合。刘晓敏等[15]提出引入作用流的概念来进行产品结构特征建模。项媛媛[16]引入质量功能展开技术研究了顾客导向产品。秦雄等[17]将FAST法和TRIZ理论进行整合，对结构中存在的问题进行优化处理。何月雯等[18]将KJ法(又叫亲和图法)和Kano模型进行整合，构建产品功能的组合设计法。梁瑞等[19]结合功能进化改进定律从功能层面对产品进行系统设计。鉴于此，本文将用户需求的研究与车体功能设计相结合，提出整合Kano、QFD(quality function development)和FAST组合功能的设计方法。

1 基于Kano的婴儿车体用户需求分析

1.1 用户需求层次化分析

本文首先通过调查、访问用户，筛选过滤用户需求，整理得到三级需求卡片。随后将满足同一需求的三级需求进行归类形成二级需求。通过KJ法整理用户需求，得到8项二级需求：便携性、储物性、可组合性、可拆卸性、可折叠性、可推行性、可坐卧性、稳定性。最后将通过访谈得到的8个初始用户需求项，分别设置成正反两个方向的问题，形成Kano问卷。

1.2 建立Kano定量化模型

(1)

(2)

(3)

式中：i为用户编号，i≥1；I为用户总体数量；xij为第i个用户对不提供车体功能uj的满意度；yij为第i个用户对提供车体功能uj的满意度；wij为第i个用户对车体功能uj的重要度感知。

利用式(2)计算提供便携功能时用户平均满意度为

利用式(3)计算用户对于便携功能的平均重要度感知为

同理分别计算其他的车体功能属性，得到的结果见表1。

表1 Kano模型平均满意度评分表

1.3 确定用户需求属性类别

在Kano用户需求二维象限图(图1)中标出便携功能属性的正反平均满意度数值对(3.083，3.833)。将该数值命名为功能1，可以判断出便携功能属性为规范需求。以同样方式评估其他功能，将所得车体功能的平均满意度/不满意度结果填入表1中。

经计算可知，便携功能(功能1)、稳定性(功能7)、可坐卧性(功能8)为规范性需求；储物功能(功能2)、可组合性(功能3)、可拆卸性(功能4)为兴趣需求；可折叠性(功能5)、可推行性(功能6)为基本需求。

2 整合FAST法及QFD的功能系统分析

2.1 构建“需求-功能”QFD矩阵模型

本文采用FAST法分析用户需求，利用FAST法依照婴儿车结构自上而下进行分解，将婴儿车分解为乘坐、移动、保护、折叠四大功能系统。将各功能结构所对应的车体功能定义为三级功能，并通过归类形成二级基本功能。本文建立的“需求-功能”质量屋矩阵模型见表2。

图1 Kano用户需求模型二维象限图

从不同角度对质量屋模型进行检查，通过补充必要功能和删除多余功能，最终形成以用户需求为导向的功能系统，如图2所示。

表2 婴儿手推车“需求-功能”质量屋矩阵模型

图2 婴儿车体功能展开图

2.2 构建“功能-零部件”QFD模型

根据婴儿车体结构零部件与“功能-零部件”质量屋模型，建立目标功能与车体零部件之间的相关关系，见表3。

表3 婴儿手推车“功能-零部件”质量屋模型

检查质量屋模型，确保每项功能都有相应的零部件与之对应，且在相关关系中至少存在一项“强相关”符号。更新车体功能结构，形成新的婴儿车体零部件展开表(表4)。

表4 婴儿车体零部件展开表

3 婴儿车体功能设计

根据Kano、QFD及FAST分析得到的“需求-功能”质量屋及“功能-零部件”质量屋展开表，即可明确所要设计的婴儿车需求。设计优化过程如下：

1)婴儿车体便携、折叠功能设计分析。

细化设计方案如图3所示，有4种车体结构可供选择。通过筛选分析，选择方案三。

图3 婴儿手推车车架方案

2)婴儿车可坐卧功能设计分析。

坐立、躺卧、亲子互动需求可归类为婴儿车可坐卧功能设计，所对应的车体结构有椅背、座垫、脚踏板和座椅方向调节器。将儿童座椅调整为坐立模式、亲子模式、躺卧模式，如图4所示。

图4 婴儿手推车功能模式转换

3)婴儿车储物功能设计分析。

放置物品、方便购物等需求可以归类为储物功能设计，储物装置设计为轻便型置物篮更方便折叠，如图5所示。

图5 婴儿手推车置物篮

4)婴儿车安全舒适性设计分析。

适应不平路段、不颠簸、安全性高、舒适性高等需求可以归类为稳定性设计，车体的减震结构如图6所示。

图6 车体减震结构

4 结束语

本文利用定量化的Kano模型对用户需求数据进行定量化的分析，通过整合Kano模型和QFD理论确定用户需求和设计需求的权重，从而建立起用户需求与车体功能之间的匹配关系。文中提出的整合Kano、QFD和FAST的车体功能设计方法，通过婴儿手推车的设计实践对其有效性和合理性进行了验证，证明有将该方法扩展到其他车体功能设计领域的可能。