用户需求驱动下的陶瓷灯具设计方法研究

■张亚林，刘泽亚 Zhang Yalin & Liu Zeya

(景德镇陶瓷大学设计艺术学院，江西景德镇 333000）

陶瓷灯具是常用的照明产品之一，陶瓷生产中丰富的成型工艺、多样的装饰技法在陶瓷灯具中的应用使其既能满足用户基本的照明需求，又能满足用户装饰使用空间、提升审美的多样化需求。同时，陶瓷灯具设计也是学界近年研究的热点之一。张瑞霞[1]基于工业化生产及手工制作视角探讨了陶瓷灯具与时钟相结合的创新设计；齐皓等[2]从实用与审美角度对景德镇陶瓷路灯的外形、功能进行设计分析与评价；冯晶雅[3]以中国传统薄胎瓷灯具为对象，研究其在当代空间中的运用；周君等[4]提出从现代主题化、实验法、多功能化等若干方法进行釉下五彩灯具创新设计；刘宗明等[5]通过研究参数化技术在灯具设计中的运用，推动灯具设计的发展。

此外，还有学者基于独具特色的研究视角及丰富详实的理论方法对陶瓷灯具设计进行深入探讨，这些研究基本遵循以人为本设计理念，呈现从对陶瓷灯具本身设计为主逐渐转向对用户需求侧重的趋势，但对陶瓷灯具设计的研究仍集中在外形、功能及技术方面，缺少对用户需求的定量与定性分析，在陶瓷灯具用户需求的研究方面缺乏系统性、针对性与客观性。为精准获取陶瓷灯具用户需求，规范陶瓷灯具研发流程，优化陶瓷灯具设计，提升用户对陶瓷灯具满意度，在陶瓷灯具设计中构建以用户需求为导向的分析方法尤为重要。

1 陶瓷灯具设计研究模型

1.1 Kano模型

Kano模型通常被用于设计研究中对需求属性的划分，通过Kano问卷及Kano结果评价表将用户需求划分为必备、期望、魅力、无差异、反向5种类型。王剑等应用Kano模型快速定位用户需求设计户外茶具[6]；肖飞等运用Kano模型构建儿童书桌产品开发流程，快速精准地定位用户需求协助设计师进行智能儿童书桌研发[7]；王军锋等[8]将Kano模型引入家具电商平台设计，通过用户需求分析及Better-Worse系数计算，提升用户满意度。

设计的本质是人而不是产品，设计的目的是为人服务。因此，以用户需求为导向的设计是陶瓷灯具设计所要考虑的首要问题。用户对陶瓷灯具的需求具有多样性、差异性、情感化、人性化等，但目前陶瓷灯具设计在用户需求满足方面仍较为单一。为全面深入挖掘用户对陶瓷灯具的需求，通过访谈、调查、填写问卷等多种形式调研，以求获取具体、全面、深入的用户需求，在获得大致用户需求后，筛选出初始用户需求，基于Kano问卷与Kano问卷评价表对其进行属性划分。

1.2 AHP层次分析法

AHP即层次分析法，最早被用于运筹学，后被引入设计研究中，是将与设计决策有关的因素建立由目标、准则、子准则等层次组成的分析模型，根据分析模型构建判断矩阵后进行权重求解的定量与定性研究方法。侯建军等运用KJ和AHP建立智能婴儿手推车功能需求指标[9]；王璐瑶等运用层次分析法建立博物馆文创设计体系，探索博物馆文创产品创新路径[10]。

层次分析法通过定性与定量研究，计算陶瓷灯具设计中设计元素的权重值。在Kano问卷对用户需求属性分类的基础上，构建层次分析模型，将陶瓷灯具设计层次分为：目标层、准则层、子准则层，建立判断矩阵，邀请多位陶瓷设计专家按照Saaty所提出的19级标度[11]对准则层及子准则层中用户需求指标的重要度评价赋值，再引入几何平均算法[12]求解各层中设计要素权重，并对权重计算进行结果一致性检验，通过检验后依据权重结构排序，衡量不同需求在陶瓷灯具方案设计中的比重，优先满足重要需求，并根据排序等级进行陶瓷灯具方案设计。

1.3 TOPSIS逼近理想解排序

逼近理想解排序法简称TOPSIS，是管理学引入设计研究决策的理论之一，近年被大量学者引入设计研究中进行方案评估，李宇鹏等[13]将TOPSIS运用于大型机床床身开发，优选最佳设计方案；陈国东等[14]引入TOPSIS指导竹制产品设计认知决策；陈哲等[15]基于TOPSISI-PSI集成模型建立评价体系对办公座椅设计方案进行优选评价。

逼近理想解排序法根据层次分析法子准则层中陶瓷灯具用户需求设置评价指标，邀请陶瓷设计领域专家、用户依据评价指标运用李克特5级量表根据产品对需求相对指标的满意程度进行打分，求得平均值后归一化数据规范化矩阵，获取评价方案与正理想解及负理想解距离，从而对陶瓷灯具设计方案进行评价。

2 用户需求驱动下陶瓷灯具设计模型构建

用户需求驱动即是以用户的需求为设计第一驱动力应用于创新设计及改良设计中，这一设计理念与“以人为本”设计原则相呼应。在陶瓷灯具设计中，主要指对陶瓷灯具进行创新设计及改良设计时以用户需求作为第一参考与驱动力，设计出切实符合用户需求的产品。设计的本质是人而不是物，在进行陶瓷灯具创新设计中，设计师要精准了解目标用户诉求，全面考虑设计的合理性和人性化，以用户需求为导向的设计策略成为设计研发的重要机制[16]，也为陶瓷灯具创新设计提供新视角具有重要的参考价值。

近年，用户需求驱动下的设计中常用方法有卡诺模型，简称Kano；层次分析法，简称AHP；逼近理想解排序法，简称TOPSIS；公理设计，简称AD；质量功能展开，简称QFD；等等。上述研究方法除了被单独运用于用户需求产品研发中，也有基于用户需求，将这些方法融合构建互补集成模型应用于不同设计领域。邴媛等将Kano模型与AHP相结合，以小面积耕地农业人员的需求为导向，进行调研和权重计算，设计出适合其使用的农机造型[17]；吕欣等[18]运用AHP与TOPSIS组合模型对儿童安全座椅的设计方案进行综合评价及优选，确定最优方案；韩旭等[19]将模糊Kano模型与TOPSIS相结合，对游戏产品用户需求进行调研分类，筛选设计要素，确定各设计要素重要度排序；赵项等[20]将Kano、AHP、AD集成应用于家具产品设计研发中，提高了用户对床头柜设计的满意度；温丹妮等[21]将Kano与TRIZ理论综合运用于家具设计，开发适宜独居青年的家具；此外，还有其他学者将这些互补集成模型应用于不同领域的设计研发中。

综上述文献可知，用户需求为导向的研究中，Kano是能较好划分用户需求的方法，多用于在设计之前的用户需求获取与分析阶段[22]。对用户需求划分后，则需通过计算权重明确各需求重要度。但应用Kano模型的设计研究中，主要通过Better-Worse分析法、熵权法、德菲法等计算权重，这些方法虽然可以进行权重部分的计算，但存在定性分析不够、计算流程繁琐、结果缺乏客观性等缺点[23]。为避免上述问题，在进行需求分类后需要引入AHP来运算各属性下需求项的权重。AHP法将定性与定量研究相结合，可将Kano划分的若干需求进行系统客观的权重求解，运算简单便捷，弥补了Kano中权重计算的缺陷。Kano与AHP结合使用的模型对用户需求层次划分更为清晰合理。在进行需求分类和权重计算后需要对设计是否满足用户需求进行检验，而Kano模型和AHP法在众多设计方案中无法准确提出决策准则，优选最佳设计方案，故引入TOPSIS进行方案优选决策。TOPSIS是常见多准则决策方法，主要用于多目标的设计方案综合评价，但TOPSIS无法进行用户需求的分类及评价指标权重赋值。由此可知，在陶瓷灯具设计中三种方法的侧重不同，为了准确定位用户需求、优选最佳设计方案，需要将Kano、AHP、TOPSIS三种方法集成应用于陶瓷灯具设计研发中，构建集成Kano、AHP、TOPSIS陶瓷灯具设计模型框架（图1）。

图1 陶瓷灯具设计模型图

图2 陶瓷灯具设计层次分析模型

3 基于Kano／AHP／TOPSIS模型的陶瓷灯具设计实证研究

随着人们生活水平的提高对灯具的需求也有提升，单一照明功能已不能满足人们多样化与人性化的需求，陶瓷灯具作为灯具的主要品类之一，用户需求也呈现这一发展趋势。现今市场上的陶瓷灯具款式多样，设计风格主要有：北欧简约风、新古典欧式风、新中式风等几种，虽然陶瓷灯具样式丰富，但设计仍处于“形式追随功能”阶段，对用户需求考虑不多；同时，陶瓷灯具在设计研发中，更多还是关注其造型、装饰等外观，使陶瓷灯具的功能仍处于单一照明阶段，导致陶瓷灯具设计依然处于设计为物，而未能切实满足用户需求。因此，笔者以用户需求为导向将集成Kano/AHP/TOPSIS的设计方法应用于陶瓷灯具设计中，以求精准掌握用户需求，完善产品与设计流程。

3.1 基于Kano模型的陶瓷灯具用户需求划分

3.1.1 Kano问卷设计

通过问卷调查、市场考察、访谈用户等方式对陶瓷灯具用户进行调研，获取陶瓷灯具基本现状:目前市场上的陶瓷灯具以装饰为主，照明功能相对单一，且多数仅能连接电源使用，不具备蓄电功能，不能满足灵活多样的用户需求。基于上述现象，通过梳理得到25项关于陶瓷灯具的原始用户需求，排除重复及相似项最终获得16项陶瓷灯具初始用户需求（表1）。

表1 陶瓷灯具初始用户需求

Kano模型将用户需求分为5个层次，分别为：必备型需求M，在产品中该属性功能完善程度高用户满意度上升不明显，如果没有该功能，用户满意度则明显下降；期望型需求O，在产品中此属性功能完善程度高，用户满意度会上升，若缺失，则用户满意度下降；魅力型需求A，在产品中该属性功能完善程度高，用户满意度会明显上升，若缺少，用户满意度下降不明显；无差异型需求I，属于该属性的功能与用户满意度无明显关系；反向型需求R，该属性中的功能出现则用户满意度下降。在Kano问卷设计中，将16个初始用户需求从正反两方面设置问题，对用户满意度进行调查（表2）。

表2 各电商平台关于铁艺家具的市场占额

3.1.2 Kano结果分析

基于Kano问卷设计原则，根据李克特7级量表获得的16项用户关于陶瓷灯具的初始需求，根据需求设置正、反两级问题的调查问卷，共发放220份，回收207份有效问卷。将有效问卷结果与Kano模型评价表结合，进行用户需求属性划分（表3）。

表3 Kano结果分析表

从表3可知，结构模块化、传统文化元素、综合材料为无差异需求，根据Kano模型需求属性，无论陶瓷灯具是否具备该需求，用户对产品的满意度均不受影响，因此在陶瓷灯具设计中不考虑该属性功能；使用便捷、安全性、维修保养方便、实用审美结合为必备需求，在陶瓷灯具中这类需求必须被满足，若缺失会导致用户满意度大幅度下降，但这类需求优化对用户满意度提升不显著，故需对这类需求满足即可，不需要优化设计；亮度光源色可调节、造型新颖、色彩简洁、风格简约时尚、可蓄电属于期望需求，期望需求是用户期望在陶瓷灯具设计中能出现此类需求，且这类需求出现得越多，用户满意度越高，如果期望需求缺失则用户对产品的满意度明显下降，因此在陶瓷灯具设计中为提升用户对产品的满意度尽量满足这类需求；使用方式多样、节能环保、与空间协调交互、情感化人性化为魅力需求，此类需求为用户意想不到的产品属性，此类需求的满足，可大幅度提升用户对陶瓷灯具的满意度，若缺失也不会使用户的满意度明显下降，故在陶瓷灯具设计中可增加此类属性需求，提升用户满意度，增强产品竞争力。

3.2 基于AHP的陶瓷灯具用户需求权重求解

3.2.1 陶瓷灯具设计层次分析模型构建

在引入Kano模型对陶瓷灯具用户需求划分后，各需求重要度并未清晰呈现，为了后续设计中可精准把握各需求重要性，故在Kano需求分类基础上运用AHP法对用户各需求进行权重求解。根据Kano模型中的16个需求，构建陶瓷灯具设计层次分析模型，其中陶瓷灯具最佳方案为目标层以X表示、准则层分别为必备属性M、期望属性O、魅力属性A、子准则层分别对应各准则层以M1、M2、M3...O1、O2、O3...A1、A2、A3...表示。

3.2.2 陶瓷灯具判断矩阵构建及运算

根据层次分析模型构建判断矩阵，为确保权重计算的准确性邀请包括20位陶瓷设计领域专家填写，并根据Saaty1～9标度对陶瓷灯具各层级需求两两比较赋值（以X1与X2为例，若X1与X2相比标度为1，则两因素同等重要；若X1与X2相比标度为3，则X1比X2稍微重要；若X1与X2相比标度为5，则X1比X2明显重要；若X1与X2相比标度为7，则X1比X2强烈重要；若X1与X2相比标度为9，则X1比X2极端重要；若X1与X2相比标度为2、4、6、8则重要度为两相邻因素的中间值；若X1与X2相比标度为倒数，则X2与X1比较的判断X12=1/X12）构建各层级判断矩阵（表4），然后引入几何平均算法[24]，求解陶瓷灯具各用户需求权重值（表5-表8），并进行一致性检验（表9）。

表4 判断矩阵构建方式

表5 准则层权重

表6 必备需求权重

表7 期望需求权重

表8 魅力需求权重

表9 一致性检验

几何平均算法共包含5个步骤：步骤1：计算乘积：

步骤2：判断几何平均值：

步骤3：计算相对权重：

步骤4：计算最大特征根：

步骤5：结果一致性检验：

当CR≤0.1时一致性检验通过。

为确保权重计算的精确度，对参与测试人员所填写数据计算后的结果进行一致性检验，可知其CR≤0.1，一致性检验通过，如表9所示。

依据Kano模型对用户需求的划分及层次分析法对各需求重要度权重计算得出各需求重要度的排序，陶瓷设计师在陶瓷灯具设计研发中除了要满足必备属性需求外，还应关注期望属性及魅力属性中排序靠前的需求，满足这些需求可提升用户对陶瓷灯具的满意度，包括亮度光源色可调节、蓄电功能、风格简约、节能环保、与空间协调交互、具有情感化和人性化等用户需求。

3.3 重点需求获取及方案设计

根据用户需求权重计算结果可知，在陶瓷灯具设计中除了要满足用户在照明、安全、维修保养方便、使用便捷等必备需求，还应考虑光源、亮度、蓄电、充电、节能环保与使用空间及使用者情感化等用户需求。依据陶瓷产品设计流程及上述用户关注度高的需求，设计2种陶瓷灯具（图3-图6）。

图3 方案1

图4 方案1结构图

图5 方案2

图6 方案2结构图

图7 现有产品

方案1灯具采用仿生设计的形式整体为折纸兔子造型，以青白瓷为材质，底座部分为木材质，着重满足用户在造型上的情感化需求，通过底座部分按钮可调节光源色灯光亮度及充电，重点满足用户在亮度、光源色、可蓄电方面的需求。方案2整体以沙漏的造型呈现，外形灯体部分为白瓷材质，上下为木材质；顶部装配太阳能板及转化器可在晴天接收太阳能转化为电能，上部镶嵌驱动电源及灯管，由触摸开关控制，可满足用户节能环保的需求，中部为上下一致的弧形沙漏灯罩，灯罩外部装饰有渐变镂空圆形，形成如水中气泡般的视觉效果，当将亮度调节至最强可在环境中形成气泡效果，满足用户空间交互需求，下部为可充电灯座，安装有可触摸开关调节亮度光源色及连接充电，亮度需求高时上下两个灯光可同时开启调节至最强，也可仅开启一个灯光作为气氛灯使用，除了满足用户对光源色、亮度、蓄电需求外，还重点满足节能环保、空间交互、多种使用方式的用户需求

3.4 基于TOPSIS的陶瓷灯具设计方案优选

TOPSIS是通过归一化后的矩阵，求解决策对象与正、负理想解的距离，通过距离判断最优方案。若判断对象离正理想解最近、离负理想解最远，则此方案为最佳方案[25]。为确保陶瓷灯具设计方案优选的客观性，以上述AHP子准则层中获取的13项用户需求作为TOPSIS中方案决策指标。由16位陶瓷设计专家用李克特5级量表对上述2个设计方案及1个市场上现有产品根据Kano及层次分析法所得的13项评价指标进行评分，在对评分结果均值处理后，得到初始评价矩阵后再经过5个步骤进行方案优选（表10）：

表10 初始评价矩阵

步骤1：将问卷结果均值化处理，得到初始评价矩阵如表10所示：

步骤2：将初始评价矩阵规范化,可得标准化矩阵Rij：

步骤3：依据各评价指标的目标权重，计算加权标准化矩阵uij：

步骤6：计算各方案到理想解的相对贴进度Ci：

通过Ci值大小对方案优劣排序，值越大说明方案越优。

通过TOPSIS法6个步骤运算得出2个设计方案及现有产品正、负理想解的相对贴进度（表11）。其中，方案2排序为1，其Ci值最大，故方案2为最优设计方案，同时方案1的相对贴进度也高于原有产品，说明以用户需求为导向集成Kano/AHP/TOPSIS设计模型的运用可显著提升用户对陶瓷灯具的满意度。

表11 TOPSIS评价计算结果

4 结语

为提升用户对陶瓷灯具的满意度，提高陶瓷灯具产品的市场竞争力，本研究通过梳理Kano模型、层次分析法、逼近理想解排序法的特点，将三种模型集成应用于陶瓷灯具的设计研发中。首先运用Kano模型将用户对陶瓷灯具初始需求进行分类，得到基本设计因素；其次在对用户需求分类基础上为获得各设计因素重要度引入AHP层次分析法进一步完善对陶瓷灯具用户需求重要度的分析求解，并将用户关注度高的设计因素应用于陶瓷灯具的设计中，基于必备因素及需求度较高的因素设计两款陶瓷灯具方案，每个方案侧重点不同；最后运用TOPSIS逼近理想解排序法对两款设计方案及现有产品评价，求解方案2为最优设计方案，方案1的相对贴进度也大于原有方案，可知基于三种模型所得设计方案在用户满意度上优于原有产品。本文的研究思路不仅有助于优化陶瓷灯具设计，也可应用于用户需求为驱动的其他产品设计及其他设计领域，为精准定位用户需求，完善设计开发流程，提升用户满意度提供借鉴。