魏峰　趙項(xiàng)

關(guān)鍵詞：用戶需求 Kano模型 層次分析法 陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì) 工業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP242.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2022）01-0128-04

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，寵物受到的關(guān)注不斷倍增?！?019中國(guó)寵物行業(yè)白皮書(shū)》中指出：2019年我國(guó)的寵物消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)，其中養(yǎng)貓人數(shù)較上一年增長(zhǎng)8.6%，數(shù)量突破6200萬(wàn)，占中國(guó)養(yǎng)寵用戶人數(shù)的30.7%，以80、90、00后三個(gè)年齡段的上班族成為養(yǎng)貓主力軍，預(yù)計(jì)2020年寵物貓喂養(yǎng)數(shù)量將繼續(xù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。養(yǎng)貓用戶的劇增，促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，其中針對(duì)寵物貓陪伴、喂食等問(wèn)題的產(chǎn)品和機(jī)器人設(shè)計(jì)成為當(dāng)今研發(fā)熱點(diǎn)之一，楊慶從情感化理論的本能、行為、反思三個(gè)層次需求出發(fā)，充分探討了寵物貓喂食產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方向與要點(diǎn)，王雅倫基于產(chǎn)品服務(wù)設(shè)計(jì)理論，深入挖掘用戶需求，通過(guò)定性與定量分析，產(chǎn)出一套高效合理的寵物陪伴產(chǎn)品和服務(wù)。目前市場(chǎng)已有的寵物貓陪伴機(jī)器人，可為寵物貓?zhí)峁┖?jiǎn)單陪伴、喂食等功能，在智能應(yīng)用、陪伴方式、貓糧潔凈處理等方面的功能尚存在較大設(shè)計(jì)缺憾。為了提高用戶對(duì)寵物貓陪伴機(jī)器人的使用滿意度，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)研究中常用的方法為基礎(chǔ)構(gòu)建出產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模型，并將其應(yīng)用在寵物貓陪伴機(jī)器人探究中，開(kāi)發(fā)出更符合用戶需求的陪伴機(jī)器人顯得十分重要。

一、基于Kano-AHP的模型構(gòu)建

近年來(lái)，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究中常采用的設(shè)計(jì)方法有Kano模型、質(zhì)量功能配置（QFD）、層次分析法（AHP）、發(fā)明問(wèn)題解決理論（TRIZ）等。其中，Kano是一種[4] 典型的劃分用戶需求屬性的方法，也可用于研究產(chǎn)品需求與用戶滿意度的相關(guān)性，例如：馮青[5] 等學(xué)者基于Kano模型準(zhǔn)確劃分出用戶對(duì)應(yīng)急通信車(chē)造型需求;侯科宇等人根據(jù)Kano模型將鞋類(lèi)產(chǎn)品的風(fēng)格需求進(jìn)行合理分類(lèi);王新燕等學(xué)者將Kano模型用于智能花盆產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究中，并依據(jù)Kano模型5個(gè)層面的屬性對(duì)用戶需求精準(zhǔn)劃分。AHP法則用于準(zhǔn)確獲取用戶需求權(quán)重，并對(duì)用戶需求的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排序，例如：薛翔等人應(yīng)用AHP法構(gòu)建出移動(dòng)音樂(lè)App用戶體驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并通過(guò)計(jì)算得出各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù);王媚雪等學(xué)者在對(duì)自閉癥兒童依戀產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)與評(píng)估時(shí)，采用AHP法計(jì)算自閉癥兒童在社會(huì)交往、認(rèn)知和感覺(jué)障礙層面的指標(biāo)權(quán)重;唐琳等學(xué)者基于AHP法將老年人健身器械造型設(shè)計(jì)需求分為不同層次，并計(jì)算得出各設(shè)計(jì)指標(biāo)的權(quán)重值。

在以用戶需求為驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)研究中，Kano模型是挖掘用戶需求、合理劃分需求屬性的較好方法。Kano模型主要用于劃分用戶需求屬性，而用戶需求權(quán)重是Kano模型進(jìn)行屬性分類(lèi)后獲取設(shè)計(jì)重點(diǎn)和設(shè)計(jì)決策的重要依據(jù)，需求權(quán)重的準(zhǔn)確度直接影響方案設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)，在Kano的實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)的權(quán)重運(yùn)算方法如：Better-Worse滿意度指數(shù)分析法、德菲法等，但它們存在較強(qiáng)的主觀性、缺乏定性分析等弊端。此外，在后續(xù)方案設(shè)計(jì)中，對(duì)于不同層級(jí)中的用戶需求孰重孰輕問(wèn)題，Kano模型不能清晰呈現(xiàn)。AHP法這種將定性和定量相結(jié)合進(jìn)行分析的多目標(biāo)準(zhǔn)則決策方法，具有客觀、系統(tǒng)、簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用AHP確定Kano中的用戶需求權(quán)重，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)權(quán)重計(jì)算存在的弊端，提高用戶需求類(lèi)型區(qū)分度與權(quán)重準(zhǔn)確性;將Kano用于AHP中構(gòu)建層級(jí)分析模型，則可提升層級(jí)定性分析的科學(xué)性。由此可見(jiàn)，將Kano模型與AHP法相結(jié)合構(gòu)建產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型具有合理性與可行性，本研究中所構(gòu)建的產(chǎn)品設(shè)計(jì)新型模型流程如圖1所示。

該產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模型的具體流程為：（1）運(yùn)用Kano理論對(duì)調(diào)研所得用戶需求進(jìn)行Kano問(wèn)卷調(diào)查，以此進(jìn)行用戶需求屬性劃分;（2）根據(jù)Kano理論劃分的用戶需求構(gòu)建層次分析模型，通過(guò)構(gòu)建判斷矩陣對(duì)用戶需求指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

二、基于Kano-AHP模型的寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)流程

（一）基于Kano模型的寵物貓陪伴機(jī)器人用戶需求屬性劃分

基于Kano模型對(duì)寵物貓陪伴機(jī)器人調(diào)研得到的用戶需求進(jìn)行屬性分類(lèi)，主要流程如下：

（1）通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查確定用戶需求指標(biāo);（2）設(shè)計(jì)Kano問(wèn)卷邀請(qǐng)用戶填寫(xiě)，確定各用戶需求指標(biāo)所屬Kano類(lèi)別;（3）根據(jù)Kano結(jié)果分析表篩選出必備屬性、期望屬性和魅力屬性的用戶需求，剔除無(wú)差異屬性和反向?qū)傩缘挠脩粜枨蟆?/p>

（二）基于AHP法的用戶需求權(quán)重計(jì)算

根據(jù)AHP法進(jìn)行層級(jí)劃分，將寵物貓陪伴機(jī)器人最佳設(shè)計(jì)方案設(shè)置為目標(biāo)層，必備屬性、期望屬性和魅力屬性作為準(zhǔn)則層，各類(lèi)屬性的用戶需求指標(biāo)拓展至相應(yīng)的子準(zhǔn)則層，構(gòu)建出層次分析模型。

基于層次分析模型，構(gòu)建出科學(xué)合理的判斷矩陣，將同一層次的各用戶需求指標(biāo)之間相互的重要程度進(jìn)行比較，并運(yùn)用幾何平均法計(jì)算出準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層需求指標(biāo)的權(quán)重，大致運(yùn)算程序如下：

1）計(jì)算每行標(biāo)度乘積：

式中：n表示判斷矩陣評(píng)價(jià)標(biāo)度對(duì)應(yīng)的階數(shù);RI代表平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，各階數(shù)均有相對(duì)應(yīng)的數(shù)值，如表1所示;CR表示一致性比值，當(dāng)CR≤0.1，表明一致性檢驗(yàn)通過(guò);若CR>0.1，則說(shuō)明一致性檢驗(yàn)未通過(guò)，需對(duì)判斷矩陣進(jìn)行檢查并更正調(diào)整后再次計(jì)算分析。

（三）獲取寵物貓陪伴機(jī)器人需求指標(biāo)

根據(jù)寵物貓陪伴機(jī)器人用戶需求權(quán)重值從高至低排序，通過(guò)綜合分析，明確寵物貓陪伴機(jī)器人的用戶需求的重要指標(biāo)，并依此進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

三、Kano-AHP模型在寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）基于Kano模型的用戶需求屬性劃分

1.寵物貓陪伴機(jī)器人用戶需求獲?。和ㄟ^(guò)桌面調(diào)研以及對(duì)17位用戶進(jìn)行深度訪談，可得大部分養(yǎng)寵物貓用戶作為上班族，需早出晚歸，陪伴寵物貓玩耍的時(shí)間較少，導(dǎo)致寵物貓孤獨(dú)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重;另一方面，寵物貓的糧食不能規(guī)律投喂，對(duì)寵物貓的健康造成威脅。在對(duì)市面上寵物貓陪伴機(jī)器人進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn)，已有產(chǎn)品具有簡(jiǎn)單的陪伴、視頻等功能，主要以Ebo Catpal、尼斯等品牌為主，智能化程度差異大，逗貓方式單一，造型尚不能更好地滿足用戶審美訴求。

經(jīng)整理得出25項(xiàng)寵物貓陪伴機(jī)器人的原始需求項(xiàng)，為了初步剔除不重要的用戶需求，采用李克特5級(jí)量表將原始需求邀請(qǐng)用戶進(jìn)行問(wèn)卷評(píng)分，通過(guò)對(duì)60位用戶初步問(wèn)卷調(diào)研，篩選出19項(xiàng)初始用戶需求，如表2所示。

2.Kano問(wèn)卷設(shè)計(jì)與調(diào)查：首先根據(jù)初始用戶需求設(shè)計(jì)Kano問(wèn)卷，主要針對(duì)用戶需求項(xiàng)進(jìn)行正反兩項(xiàng)問(wèn)題設(shè)置，以期識(shí)別出用戶需求項(xiàng)的屬性類(lèi)別，如表3所示。調(diào)研中以喂養(yǎng)寵物貓的群體為對(duì)象，共發(fā)放160份Kano問(wèn)卷，回收有效問(wèn)卷154份。

3.Kano結(jié)果評(píng)價(jià)分析表：為更好地識(shí)別用戶需求，Kurt Matzler提出了一種Kano結(jié)果評(píng)價(jià)表，可根據(jù)其對(duì)用戶需求項(xiàng)進(jìn)行屬性分類(lèi)，如表4所示。其中，M代表必備屬性，O代表期望屬性，A代表魅力屬性，I代表無(wú)差異屬性，R代表反向?qū)傩裕琎表示可疑屬性。在本研究中，對(duì)必備屬性、期望屬性和魅力屬性的需求項(xiàng)進(jìn)行充分探討，排除其他屬性的需求。

4.用戶需求屬性劃分：基于Kano結(jié)果評(píng)價(jià)表對(duì)19個(gè)初始需求調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出不同用戶需求所屬屬性類(lèi)型，經(jīng)匯總整理后得到表5所示結(jié)果，后續(xù)研究中3項(xiàng)無(wú)差異屬性需求不予考慮。

必備屬性作為產(chǎn)品基礎(chǔ)性屬性，是用戶認(rèn)為產(chǎn)品必須具備的需求，若缺失此需求品質(zhì)，用戶滿意度將大幅度下降，因此，在寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)中，自動(dòng)返回充電、操作簡(jiǎn)單、材料安全可靠等必備屬性必須體現(xiàn)在產(chǎn)品上，目前已有的寵物貓陪伴機(jī)器人大部分滿足用戶該類(lèi)需求項(xiàng)。由于對(duì)該類(lèi)屬性的需求項(xiàng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化幾乎不會(huì)影響用戶滿意度，因此在本次寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)中，需滿足必備屬性的需求，但不考慮對(duì)該屬性全部需求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

期望屬性與用戶滿意度正相關(guān)，因此要多滿足該類(lèi)屬性的需求，從表5中可得知期望屬性的用戶需求，其中，維修方便、互動(dòng)表情、遠(yuǎn)程操控、自主陪玩在現(xiàn)有寵物貓陪伴機(jī)器人中已基本具備，但陪伴寵物貓玩耍的方式需進(jìn)一步構(gòu)思;造型美觀在設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)考慮，設(shè)計(jì)出更符合用戶審美需求的寵物貓陪伴機(jī)器人。

魅力屬性的需求一旦滿足將會(huì)大幅度提升用戶滿意度，設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)該屬性需求重點(diǎn)考慮。由表可得，此寵物貓陪伴機(jī)器人的魅力屬性主要集中在貓糧與陪伴方面，目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品具有部分該類(lèi)屬性的質(zhì)量，例如：貓糧投喂、定時(shí)逗貓，但對(duì)貓糧殺菌與干燥、定時(shí)定量投喂的功能并沒(méi)有很好地詮釋?zhuān)胰狈ε惆榕c投喂結(jié)合的寵物貓陪伴機(jī)器人。如上所述的魅力需求優(yōu)化后呈現(xiàn)在產(chǎn)品上，將會(huì)極大提升用戶滿意度。

（二）基于AHP法的用戶需求權(quán)重計(jì)算分析

1.寵物貓陪伴機(jī)器人層次分析模型構(gòu)建：基于Kano模型對(duì)寵物貓陪伴機(jī)器人用戶需求屬性分析，結(jié)合AHP法構(gòu)建出層次分析模型，其中，寵物貓陪伴機(jī)器人最佳設(shè)計(jì)方案為目標(biāo)層，將必備屬性、期望屬性、魅力屬性設(shè)置為準(zhǔn)則層，并將各類(lèi)屬性下的用戶需求拓展至子準(zhǔn)則層，目標(biāo)層用X表示，準(zhǔn)則層中的必備屬性用M表示，其拓展出的子準(zhǔn)則層中M1表示自動(dòng)返回充電，M2表示價(jià)格便宜，M3表示操作簡(jiǎn)單，M4表示材料安全可靠，M5表示體積適中，M6表示安全可靠，以此類(lèi)推，如圖2所示。

2.基于AHP法的判斷矩陣構(gòu)建：在層次分析法權(quán)重計(jì)算中，構(gòu)建科學(xué)合理的判斷矩陣尤為關(guān)鍵，判斷矩陣可將同一層次各要素之間相互的重要程度進(jìn)行兩兩比較，判斷矩陣構(gòu)建如表6所示，其中，X表示進(jìn)行比較的各準(zhǔn)則層X(jué)，X，…X與目標(biāo)X相比具有的重要性評(píng)價(jià)，反之則表示1/X，在此判斷矩陣中比較元素Xij選用Saaty所提的1-9標(biāo)度。

為確保權(quán)重的多元性與嚴(yán)謹(jǐn)性，本AHP問(wèn)卷共對(duì)35名與寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究相關(guān)人員展開(kāi)測(cè)試，其中包括陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)師12名、寵物貓陪伴產(chǎn)品設(shè)計(jì)師9名、陪伴機(jī)器人研究學(xué)者5名、機(jī)器人設(shè)計(jì)方向教授5名和機(jī)器人設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)碩士研究生4名，并邀請(qǐng)他們根據(jù)權(quán)重打分標(biāo)準(zhǔn)與原則對(duì)各層級(jí)需求進(jìn)行兩兩比較并根據(jù)標(biāo)度評(píng)分。

3.寵物貓陪伴機(jī)器人需求權(quán)重計(jì)算：根據(jù)幾何平均法運(yùn)算步驟，計(jì)算得到各層級(jí)判斷矩陣及權(quán)重值，如表7-10所示，為保證測(cè)試者評(píng)價(jià)思維的一致性以及判斷矩陣相容性，對(duì)判斷矩陣結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)分析，結(jié)果CR值均小于0.1，表明通過(guò)一致性檢驗(yàn)，如表11所示。

為了清晰呈現(xiàn)期望屬性與興奮屬性中的需求對(duì)用戶滿意度產(chǎn)生影響的重要程度，以進(jìn)一步明確重要的用戶需求，通過(guò)計(jì)算子準(zhǔn)則層需求指標(biāo)與其對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則層需求指標(biāo)的乘積，得出寵物貓陪伴機(jī)器人10個(gè)需求指標(biāo)的綜合權(quán)重，并對(duì)其進(jìn)行排序，如表12所示。

從表中用戶需求項(xiàng)權(quán)重計(jì)算以及綜合權(quán)重結(jié)果得知，除了滿足用戶必備屬性需求，還應(yīng)高度重視魅力屬性和期望屬性的需求，即設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮定時(shí)定量投喂貓糧、貓糧除菌干燥、自主陪玩、造型美觀這些重要的用戶需求。

四、寵物貓陪伴機(jī)器人方案設(shè)計(jì)

（一）方案設(shè)計(jì)

基于產(chǎn)品設(shè)計(jì)程序和原則，通過(guò)初步構(gòu)想，提出三個(gè)設(shè)計(jì)草案，如圖3所示。其中，方案一重點(diǎn)考慮自主陪伴功能，將陪伴智能化，通過(guò)激光逗貓與視頻互動(dòng)的方式盡可能豐富陪伴手段;方案二將用戶對(duì)貓糧的需求做了細(xì)致設(shè)計(jì)，具有貓糧潔凈處理與投喂的功能，但鑒于方體造型與安全因素制約，在陪伴功能上只能以傳統(tǒng)的發(fā)聲方式解決;方案三中在以滿足貓糧潔凈與定時(shí)投喂的基礎(chǔ)上，融入逗貓球與激光逗貓的陪伴方式，并以大曲面的造型設(shè)計(jì)增加外觀的美感。

（二）方案優(yōu)化

綜合考慮造型美學(xué)、加工難度、生產(chǎn)成本等因素，專(zhuān)家以用戶需求為指標(biāo)通過(guò)李克特量表對(duì)各方案進(jìn)行打分評(píng)估，最后選取方案三作為最佳方案進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行二維效果圖表達(dá)，如圖4所示，應(yīng)用3D打印技術(shù)打印1：1的模型殼體，并通過(guò)烤漆等手段表達(dá)產(chǎn)品色彩，最后安裝電機(jī)、單片機(jī)、攝像頭等零部件實(shí)現(xiàn)基本功能，完成寵物貓陪伴機(jī)器人方案設(shè)計(jì)，如圖5所示。

此寵物貓陪伴機(jī)器人與市場(chǎng)上已有寵物貓陪伴機(jī)器人相比，在造型上，采用大曲面與圓角設(shè)計(jì)，帶給用戶更柔美的意象;選用輕便安全的ABS工程塑料，并以白色為主涂裝，再適量點(diǎn)綴上綠色，整體簡(jiǎn)潔美觀;為保證體積小型化，整體尺寸控制在長(zhǎng)約315mm、寬約258mm、高約268mm，約束尺寸的同時(shí)強(qiáng)化造型特征，保證其更符合工藝要求，從而降低生產(chǎn)加工成本。在安全上，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、貓糧儲(chǔ)艙等較重的零件安裝在寵物貓陪伴機(jī)器人的中心底部，保證了在陪伴寵物貓玩耍時(shí)不易側(cè)翻;將避障傳感器分別置于產(chǎn)品四周，減少寵物貓陪伴機(jī)器人與周?chē)矬w碰撞的可能，提升產(chǎn)品使用安全性與穩(wěn)定性。

滿足用戶期望屬性與魅力屬性的重要需求主要體現(xiàn)在：功能方面，通過(guò)逗貓球和紅外激光兩種方式陪伴寵物貓玩耍，相比傳統(tǒng)的產(chǎn)品發(fā)聲、滾動(dòng)等互動(dòng)模式更具人性化;設(shè)計(jì)定時(shí)投喂系統(tǒng)并安裝紫外線消毒裝置，定時(shí)定量投喂的同時(shí)，還具有貓糧干燥和殺菌功能，在一定程度上極大保證了寵物貓的飲食健康;與市場(chǎng)現(xiàn)有產(chǎn)品相比，將陪伴和喂食功能于一體進(jìn)行整合創(chuàng)新，再加上遠(yuǎn)程視頻互動(dòng)等智能應(yīng)用，可進(jìn)一步提升該寵物貓陪伴機(jī)器人的用戶體驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)與展望

為合理劃分用戶需求屬性類(lèi)別及準(zhǔn)確獲取用戶需求重要度，盡可能提升用戶滿意度，本研究融合Kano模型和AHP理論構(gòu)建出一種新型模型，并應(yīng)用于寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)中，解決了產(chǎn)品設(shè)計(jì)中用戶需求屬性劃分不明確的問(wèn)題，縮小了用戶與專(zhuān)家之間設(shè)計(jì)思想的差異，促使該寵物貓陪伴機(jī)器人設(shè)計(jì)更加科學(xué)化、合理化，同時(shí)也為此類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和研發(fā)提供了新思路。在研究過(guò)程中，問(wèn)卷發(fā)放數(shù)量不夠豐富，以及方案評(píng)價(jià)過(guò)程中存在決策者的主觀性等不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募?xì)節(jié)，后續(xù)研究中將會(huì)進(jìn)一步構(gòu)思，并采取合理的手段進(jìn)行改善。

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