基于TOPSIS的智能猫砂盆用户需求挖掘与设计研究

■刘继坛，陈欣然，郁舒兰，周望 Liu Jitan & Chen Xinran & Yu Shulan & Zhou Wang

(南京林业大学家居与工业设计学院，南京 210037）

随着人均可支配收入逐年增加[1]、“拟人化”养宠趋势日益显著[2]，我国养宠家庭数目逐年稳步增加[3]，2019年市场规模突破2000亿并以接近20%的年复合增长率持续增长[4]。据统计，我国有近80%的宠物养主为80、90后，而智能猫砂盆作为宠物智能清洁产品，很好地解决了这一养主群体因为学习工作的压力没有充足时间照料宠物的难题，市场需求庞大。然而我国宠物用品市场与西方发达国家相比，市场格局相对松散。强调个性化，注重品牌、设计、营销的新企业与更了解制造、上游供应链的老企业竞争发展[5]，贝恩公司全球合伙人、大中华区消费品业务主席邓旻对此曾表示：该市场的消费者对不同品牌仍处于探索期[6]。各品牌款式形态差异较大，功能五花八门。因此挖掘该市场用户的真正需求，对市面上主要的产品进行评价与优化是有必要的。

各大电商、综合性问答社区的评论互动版块能直接反映用户对某件商品的评价，利用Python对该板块信息进行提炼，筛选得到的关键词能直观地反映出用户的需求，介于庞大的用户基数与平台的高知名度，提炼的信息兼具全面与说服力强的优点[7]。本文借助KJ法将采集的关键词转化为评价指标，运用AHP确立各指标权重，并借助KANO、李克特量表设计调查问卷，量化处理部分评价，最后，借助TOPSIS综合评价市面上几款产品，总结排名靠前者的设计共性，并应用于智能猫砂盆的设计方案中。

1 获取评价指标及评分标准

1.1 评价指标的提取

运用Python对互联网某知名问答社区的用户评论板块以“智能猫砂盆”为关键词进行需求数据采集。结合艾瑞指数与百度搜索来看，该问答社区大多数用户在20岁至35岁之间，与宠物养主年龄段多为80、90后相吻合；再者，根据艾瑞调研数据，80.1%的问答社区用户具有大学本科及以上的高学历，这一定程度上提升了用户评论的参考价值与可信度。

采集关键词的长度限定性在两字及以上，采集之前先屏蔽“推荐”“如果”“就是”等26个高频无关词汇，接着对1142条用户评价进行关键词提炼，最终得到2346个关键词。随后对提取的数据进行筛选，剔除无关词后将剩余的关键词进行语义转化后转变为二级评判指标。将二级指标作为小标签并运用KJ法[8]对其进行归纳总结，最终提取出中标签4个，分别是“价格属性”“功能属性”“外观属性”“交互属性”，这些总结出来的中标签即可作为猫砂盆评判的一级指标，关键词（频数）经过转化归类最终绘出的亲和图（图1）。

1.2 指标权重的计算

猫砂盆评测指标权重将通过AHP法获取，数据采集过程中邀请了6名猫咪养主组成焦点小组对指标的重要性关系进行统一评判，评判采用九标度法，最终得到一级指标与部分二级指标的关系矩阵[9]。将统计出的关系矩阵输入天津大学郭均鹏教授研制的AHP软件，分别得到最大特征值λmax、一级指标权重wi（i=1，2，3，4）、二级指标权重wij（j=1，2，3....，10）、综合权重Wj、一致性指数CI、随机一致性指数RI、一致性比率CR，其中综合权重Wj计算公式参照公式（1），并将其带入式（2）进行一致性检验。

经一致性检验，一级指标矩阵、功能属性（二级指标矩阵）、外观属性（二级指标矩阵）、交互属性（二级指标矩阵）的一致性比率均小于0.1[10]，表明各评价矩阵评分都较为合理，一致性检验通过。最终权重计算结果(表1)。

表1 权重计算结果

1.3 评分标准的确立

1.3.1 标准确立

确立了智能猫砂盆的各项指标后，需要根据指标寻找对应的客观数据。11项二级指标可转化为以下11个便于衡量的客观数据：价格（元）、猫砂容量（L）、垃圾储量（L）、智能功能得分（分）、舱体空间（L）、色彩评分均值（分）、造型评分均值（分）、交互渠道数（个）、清洗保洁设计点（个）、安装简易度（分）、保障猫咪安全的设计点（个）。

1.3.2 标准数据获取

（1）智能功能评分获取

其中关于二级指标：智能功能，由于好的产品不能仅仅是功能的堆砌，过多无用的功能只会增加消费者的消费支出从而造成设计的浪费[11]，因此不能仅仅用功能的数量来作为客观数据，这里根据数据采集Python搜集来的关键词提炼出市面上智能猫砂盆的主要功能，分别是净味功能、自动换砂、宠物监控、健康检测、消毒杀菌、遵循猫咪习性的设计、玩具逗猫、静音清扫、照明，之后借助kano模型对这些功能需求进行判别，根据不同的需求类型进行打分，其评分标准为：必备功能，有此功能+0分，无此功能-1分；期望功能，有此功能+1分，无此功能-1分；魅力功能，有此功能+1分，无此功能-0分；无差异功能，有此功能+0分，无此功能-0分；反向功能，有此功能-1分，无此功能+0分。

确立好评分标准后，通过设置调查问卷分发给参与指标关系评测的10名的宠物养主，问卷对应某一具体功能将分别询问用户对产品具备此功能与不具备此功能时的观点态度，并在“我很喜欢”“理应如此”“无所谓”“能够忍受”“我很讨厌”五个选项中进行选择，最终判定结果是：净味功能、自动换砂、健康检测、消毒杀菌为魅力型功能；宠物监控、遵循猫咪习性的设计、玩具逗猫、照明为无差异功能；静音清扫为期望功能[12]。

（2）色彩评分数据获取

为了排除智能猫砂盆造型外观对颜色评分的影响，将提取出各产品的色块，让宠物养主依据自己的主观感受进行打分，评分表将采用五点里克特量表对感受进行量化处理[13]，问卷色块一列中，色块大小反映色彩比重，“|”反映其他配色方案。问卷将发放给10位各年龄段的宠物养主，养主将在“很不合适”“较不合适”“一般”“较合适”“很合适”5个选项中进行勾选，选项依次对应1、2、3、4、5分，最终评分取10位养主的评分均值。

（3）造型评分数据获取

为了排除智能猫砂盆色彩对造型评分的影响，将对产品图片进行去色处理，并将去色图置于“产品去色图”一列，让宠物养主依据自己的主观感受进行打分，评分表将采用五点里克特量表对感受进行量化处理，问卷将发放给10位各年龄段的宠物养主，养主将在“很不合适”“较不合适”“一般”“较合适”“很合适”5个选项中进行勾选，选项依次对应1、2、3、4、5分，最终评分取10位养主的评分均值。

（4）安装简易度评分获取

安装简易度采用五点里克特量表进行评判，评判标准表将安装复杂度定义为5个等级，分别是“十分困难”“较困难”“一般”“较容易”“容易”，其分值分别对应1、2、3、4、5分，其中“十分困难”对应的描述是“需要施工”“较困难”“一般”“较容易”对应的描述是“需要充电线或更换电池等(可依据更换频率进行打分:1～30天为2分，30～180天为3分，180天以上为4分)”，“容易”对应的描述是“无需安装”。

2 基于TOPSIS的智能猫砂盆综合评价

2.1 构建样本信息库

为了确保数据的真实性与新鲜度，选取国内某知名网购平台作为数据来源。样本选自网购平台上5款热销宠物用品品牌，对应客观数据部分摘自各大品牌电商提供的产品描述，部分来自于问卷调研与客服咨询。将样本信息库整理得到原始数据矩阵(表2)。

表2 各电商平台关于铁艺家具的市场占额

2.2 指标数据处理

2.2.1 指标正向化

原始数据库中的智能猫砂盆的评判指标可大致分为极大型指标和极小型指标两种类型[14]，极大性指标数据越大越好，相反极小型数据越小越好。根据定义可确定：猫砂容量、垃圾储量、智能功能得分、舱体空间、色彩造型平均分、交互渠道数、清洗保洁设计点、安装简易度、保障猫咪安全的设计点为极大型数据；价格为极小型数据。

为了方便对数据进行综合评价，需要将所有指标进行正向化处理，即根据公式（3）将所有极小型指标转化为极大型指标。

其中i为产品代号下标值(1≤i≤5，i∈Z)，j为第j个指标(1≤j≤11，j∈Z)，Xij为转化前的极小型指标，x，ij为转化后的极大型指标，为第j个指标的最大值。

将价格指标正向化后得到正向化数据矩阵。

2.2.2 数据标准化

数据标准化的目的是消除各指标数据的量纲，以便后续的综合评价。标准化之前矩阵的每个元素为，标准化之后矩阵内的每个元素为zij，则标准化公式为公式4：

其中n为参选品牌的个数。

统计软件SPSSl7.0处理数据,百分比方式表示计数数据,x2检验,采用Logistic进行多因素分析,组间差异显著则P

数据经过标准化计算后得到标准化矩阵Z。

2.2.3 数据加权计算

■图1 关键词(频数)转化归类亲和图

■图2 智能猫砂盆“小蜗”渲染图

得到标准化矩阵后对数据进行加权计算，根据公式5计算得到加权标准化矩阵A，式中，aij为加权标准化矩阵中的元素，Zij为标准化矩阵中的元素，wj为第j个指标的综合权重。加权标准化矩阵（见表2-2）。

2.2.4 计算正负理想解

定义A+为最理想的方案，A-为最不理想的方案。A+与A-的选择依据公式6与公式7[15]，最终得到正负理想解(见表2-3)。

其中i为产品代号下标值(1≤i≤5，i∈Z)，j为第j个指标(1≤j≤11，j∈Z)。

2.2.5 距离最值计算

定义第i(1≤i≤5，i∈Z)个产品与最大值的距离Di+，与最小值的距离为Di-，Di+与Di-的计算公式如式8和式9所示，距离最值计算结果(表3)。

表3 距离最值及紧密系数计算表

2.2.6 紧密系数计算

定义Si为第i个产品的紧密系数，其计算公式如公式10所示，与负理想解的距离越大，与正理想解的距离越小，紧密系数值越大，产品的评分越高，最终5个品牌智能猫砂盆的紧密系数与综合排名(见表3)。

2.2.7 结果分析

依据紧密系数值得到最终排名为P3>P1>P4>P2>P5，分析这一结果可以看出：排名前三的产品均是在权重最大的功能属性表现排名前三的产品，智能猫砂盆的智能化程度是吸引消费购买的主要因素，价格因素虽亦有较大的影响，但其作用往往是促进性的而不是决定性的了；外观属性方面，各品牌产品相差不大；交互属性由于其较小的权重值，对最终产品决策影响较小。

3 智能猫砂盆设计方案“小蜗”

吸取排名前三的智能猫砂盆P1、P3、P4的设计，可以提炼得到以下共性特点：价格属性：3款中两款产品价格在1000元至2000元区间，一款在4000元至4500元区间，属于中高消费产品，侧面体现了现代宠物用户养宠”拟人化”的趋势，人们将宠物当作家庭成员，为宠物消费的意愿增强；功能属性方面：3款产品智能功能均较丰富，反映出功能属性在用户选择偏好中的主导作用；猫砂容量在6至15L区间，垃圾容量在7至14L区间，不同款产品差异较大，反映出用户对此属性的容忍度较高；外观属性：色彩方面，3款产品均采用无色系配色，纯白色或白色搭配小比例暖色的配色方案应用较多，一方面反映白色的百搭性，另一方面白色也更符合人们对于“智能”“洁净”的印象；造型方面，3款产品均体现“圆润”“稳定”的形态语义，这些语义一定程度上由猫砂盆运转方式决定，但非工作区域采用这些语义，折射出宠物养主对于安全性的考量；交互属性：交互渠道方面，3款产品均有手动、感应自动、App三种渠道；清洁保养设计点上，三款产品均分仅0.66，可以看出这个点是值得改进与升级的地方。

3.1 详细设计

综合先前的用户调研与综合评价中排名前三产品设计共性，设计智能猫砂盆“小蜗”的渲染图（图2）。

该设计产品的特征如下：

（1）功能属性：“小蜗”集结了自动换砂、净味除臭、消毒杀菌、健康检测4项期望型智能功能，可以满足智能猫砂盆消费者对功能属性的要求。

（2）外观属性：造型上：采用蜗牛型外观兼顾了换砂功能“旋转滤砂”的工作方式与“圆润”“稳定”的形态语义；色彩上：主体采用纯白色彩适应大多数家庭环境更给人以“洁净”“智能”的印象。

（3）交互属性：“小蜗”提供手动、感应自动、App三种交互渠道，其可通过WIFI与移动端App绑定，实现体重、如厕时间等健康数据、猫砂余量、垃圾储量的监测功能；此外，吸取上述产品特点清洁设计点较少的特点，“小蜗”猫砂盆顶盖与主体间的结合方式采用磁吸式，避免卡槽产生死角堆积猫砂等污垢[16]。

3.2 设计反馈

邀请之前参与问卷调研的10名宠物养主对“小蜗”进行评分，将“小蜗”的评分与指标数据导入样本信息库，再次利用TOPSIS法对P1、P3、P4、小蜗进行综合评价，评价结果（表4）。

表4 设计反馈结果

可知，“小蜗”紧密系数0.7346，综合排名第1，可见“小蜗”设计方案基本得到猫咪养主的认可，然而猫砂容量与垃圾储量方面，是“小蜗”仍需要改进的地方。

4 结语

基于TOPSIS的智能猫砂盆品牌综合评价法有助于挖掘用户痛点与需求。本文首先利用Python对综合性问答社区的用户评论板块以“智能猫砂盆”为关键词进行需求关键词采集，并将筛选后的关键词利用KJ法进行归纳进而得到评价指标，接着利用AHP法确定各评价指标的权重，随后运用KANO法于二级指标—智能功能的评价中，根据功能类型计分，运用里克特量表设计色彩、造型评分问卷与安装简易度评分标准，最后根据TOPSIS综合评价对市面上五个品牌的智能猫砂盆进行排名，结合前期的需求调研设计出自己的产品方案，最后再次利用TOPSIS对该方案进行反馈。