王軍，劉曉彤，劉敬妍，金信，徐宇飛

基于QFD-FBS的兒童游泳輔助產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

王軍，劉曉彤*，劉敬妍，金信，徐宇飛

（湖北工業(yè)大學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，武漢 430068）

為消除兒童游泳時(shí)的恐水心理，助其更好地學(xué)習(xí)游泳，探索兒童游泳輔助產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)路徑。首先，采用實(shí)地問(wèn)卷調(diào)查法提取兒童初學(xué)游泳的需求并在層次分析法（AHP）中篩選出最大權(quán)重項(xiàng)；其次，運(yùn)用QFD建立“用戶需求-設(shè)計(jì)要求”關(guān)系矩陣，將關(guān)鍵設(shè)計(jì)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為主要功能；最后，在FBS模型中映射出功能對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)模塊。提出兒童游泳輔助產(chǎn)品以用戶行為需求為導(dǎo)向的四大功能模塊，即預(yù)警功能模塊、學(xué)習(xí)功能模塊、娛樂(lè)功能模塊、調(diào)節(jié)功能模塊，并以此為起點(diǎn)完成功能層-行為層-結(jié)構(gòu)層的映射，從而指導(dǎo)游泳輔助產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)表現(xiàn)。QFD-FBS相結(jié)合能夠填補(bǔ)空白點(diǎn)，在游泳輔助產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有較好的指導(dǎo)意義，提高了兒童學(xué)習(xí)游泳的滿意度，為游泳輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域引入新思路。

QFD；FBS；多功能模塊；游泳輔助浮板；兒童創(chuàng)新產(chǎn)品

每年全球約有36萬(wàn)人因溺水而喪生，其中大約有45%是兒童群體。游泳既可強(qiáng)身健體，在關(guān)鍵時(shí)刻還可自救[1]。隨著社會(huì)的進(jìn)與發(fā)展，越來(lái)越多的家長(zhǎng)意識(shí)到培養(yǎng)孩子掌握游泳技能的重要性，兒童游泳培訓(xùn)和游泳輔具應(yīng)運(yùn)而生。國(guó)內(nèi)外對(duì)游泳輔助產(chǎn)品的課題研究主要表現(xiàn)在以下兩方面。

1）針對(duì)溺水報(bào)警產(chǎn)品的研究，重點(diǎn)在于溺水事故后的救亡，缺少源頭的用戶行為引導(dǎo)。例如，方佳璐等[2]提出一種漂浮式自救泳衣，溺水時(shí)可充氣上浮進(jìn)行搶救。

2）針對(duì)游泳初學(xué)者的輔助產(chǎn)品研究，王慧麗等[3]提出一種三角式蛙泳輔助訓(xùn)練器材。三角式穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可以為初學(xué)者提供浮力支撐，減少游泳過(guò)程中的恐懼感。朱熊華等[4]提出一種針對(duì)游泳初學(xué)者的輔助背心，浮力氣囊提供的浮力可逐漸減小，從而逐步幫助兒童學(xué)會(huì)游泳。趙銘等[5]研究了一種具有推力的游泳裝置，其中加入微電機(jī)等構(gòu)件以增加游泳樂(lè)趣，同時(shí)可以減少游泳過(guò)程中的疲憊感，為游泳裝置增添娛樂(lè)性。

可見(jiàn)，現(xiàn)有游泳輔助產(chǎn)品偏向溺水救生和成人輔助，面向初學(xué)者的游泳輔助產(chǎn)品功能和體驗(yàn)欠缺，滿足不了大量?jī)和瘜?duì)游泳學(xué)習(xí)的需求?；诖耍疚囊隥FD-FBS融合方法進(jìn)行兒童游泳輔助產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，旨在設(shè)計(jì)一款能夠滿足兒童深層需求的游泳輔助產(chǎn)品。

1 QFD-FBS創(chuàng)新融合設(shè)計(jì)模型

1.1 QFD與FBS概述

質(zhì)量屋和需求轉(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量功能配置QFD（Quality Function Deployment）的核心。它提供了一種將用戶的需求轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品和技術(shù)特征的過(guò)程框架[6]。它是由日本的赤尾洋二和水野滋兩位學(xué)者于1972年提出的一種設(shè)計(jì)演繹分析法[7]，可以實(shí)現(xiàn)用戶訴求的成功轉(zhuǎn)化，避免了用戶需求與新產(chǎn)品形成過(guò)程的脫鉤[8]。

FBS模型（Function-Behavior-Structure）作為一種產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法于1990年由Gero首次提出，它是一種針對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中“功能-行為-結(jié)構(gòu)”以映射出新產(chǎn)品的模型[9]。功能（F）代表著設(shè)計(jì)要求目標(biāo)，即能夠滿足用戶需求的技術(shù)功能；行為（B）描述了實(shí)現(xiàn)這些功能的方式和過(guò)程；結(jié)構(gòu)（S）則涵蓋了實(shí)現(xiàn)這些功能所需的模塊組件和它們之間的位置關(guān)系[10]。三者之間逐級(jí)映射，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提高了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可行性和合理性。

1.2 QFD和FBS融合設(shè)計(jì)流程

產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程包括“用戶需求獲取—產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求—產(chǎn)品功能—產(chǎn)品結(jié)構(gòu)”等一系列邏輯導(dǎo)向的程序[10]。QFD優(yōu)于設(shè)計(jì)前端的用戶調(diào)研和設(shè)計(jì)要求獲取，劣于提供設(shè)計(jì)后期的解決辦法；FBS優(yōu)于設(shè)計(jì)后端具體的功能結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，劣于前期分析。為使產(chǎn)品設(shè)計(jì)邏輯更加流暢和科學(xué)，以設(shè)計(jì)要求目標(biāo)為節(jié)點(diǎn)將以上兩個(gè)方法銜接，建立起“用戶需求—設(shè)計(jì)要求—設(shè)計(jì)要求目標(biāo)（即功能）—行為—結(jié)構(gòu)”優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的融合設(shè)計(jì)流程，指導(dǎo)兒童游泳輔助產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖1。

圖1 QFD和FBS融合設(shè)計(jì)流程

2 游泳運(yùn)動(dòng)與兒童游泳輔助產(chǎn)品

2.1 游泳運(yùn)動(dòng)

游泳的一般定義為呼吸與四肢動(dòng)作配合使身體在水中前進(jìn)。對(duì)于初學(xué)者，在不熟悉水性的情況下需要借助游泳輔具使游泳者漂浮在水面，利用水的浮力和阻力來(lái)推動(dòng)身體向前游動(dòng)[11]。游泳的一般動(dòng)作示意見(jiàn)圖2。

圖2 游泳動(dòng)作示意

2.2 兒童恐水心理與游泳輔助產(chǎn)品

兒童由于身心發(fā)展的特點(diǎn)及身體素質(zhì)的限制，天生具有“恐水”心理[12]。加上水環(huán)境不同于陸地，因此游泳輔助產(chǎn)品是兒童在游泳學(xué)習(xí)初期必不可少的工具。市場(chǎng)現(xiàn)有游泳輔具主要分為三類(lèi)：技巧練習(xí)類(lèi)以游泳圈和浮板為主，游泳圈支撐重心高，不利于練習(xí)換氣，而浮板多為手持，不能進(jìn)行手部動(dòng)作練習(xí)；報(bào)警救生類(lèi)以發(fā)出警報(bào)和彈出氣囊為主，保障安全但不具備基本浮力支撐功能；興趣與娛樂(lè)類(lèi)以兒童玩具和成人電動(dòng)浮板為主，主要體現(xiàn)互動(dòng)性與可玩性，但實(shí)用性不強(qiáng)。

兒童游泳輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)將游泳的動(dòng)作需求和心理需求結(jié)合起來(lái)，幫助兒童逐步消除對(duì)水的恐懼并借助輔具進(jìn)行有效練習(xí)。而最終能夠成功擺脫對(duì)輔助產(chǎn)品的依賴(lài)，是一個(gè)游泳輔助產(chǎn)品的價(jià)值所在。

3 設(shè)計(jì)分析

3.1 確定用戶需求與權(quán)重

3.1.1 用戶需求獲取

對(duì)分布在武漢及鄭州兩個(gè)地區(qū)的游泳館進(jìn)行實(shí)地走訪調(diào)研，結(jié)合訪談法和實(shí)地考察法進(jìn)行問(wèn)卷擬定，隨機(jī)抽取游泳學(xué)習(xí)困難的64名兒童及家長(zhǎng)作答。由于兒童認(rèn)知水平有限，由游泳教練和家長(zhǎng)輔助。經(jīng)統(tǒng)計(jì)和歸納，初步得到兒童用戶群體的游泳學(xué)習(xí)需求合集。接下來(lái)使用能夠從復(fù)雜現(xiàn)象中整理思路的KJ法對(duì)需求合集進(jìn)行分類(lèi)、篩選、歸納，最終形成如圖3所示的用戶需求層次模型。

圖3 兒童游泳輔助產(chǎn)品的需求層次模型

3.1.2 確定用戶需求權(quán)重

前期匯總的用戶需求存在主觀性且重點(diǎn)不夠突出，為精確QFD中的設(shè)計(jì)要求要素，引入AHP定量分析法進(jìn)行用戶需求的客觀取舍。本文使用方根法計(jì)算，將目標(biāo)層用表示，得到判斷矩陣見(jiàn)式（1）。

求判斷矩陣中的每一行因素與其他因素對(duì)比結(jié)果的乘積M，見(jiàn)式（2）。

對(duì)判斷矩陣的各行因素的幾何平均值（α）進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)式（3）。

將計(jì)算結(jié)果進(jìn)行歸一化處理，求相對(duì)權(quán)重，見(jiàn)式（4）。

判斷矩陣一致性檢驗(yàn)：首先計(jì)算最大特征根max，見(jiàn)式（5）。

隨后，依據(jù)判斷矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo)來(lái)確定不同矩陣的階數(shù)所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)一致性指標(biāo)I，1～9階判斷矩陣的I見(jiàn)表1?計(jì)算各指標(biāo)的一致性比率R，當(dāng)R<0.1時(shí)，判斷矩陣通過(guò)一致性檢驗(yàn)，反之重新計(jì)算判斷矩陣，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，具體計(jì)算見(jiàn)式（6）～（7）。

表1 1～9階判斷矩陣的隨機(jī)一致性指標(biāo)

Tab.1 Stochastic consistency index of 1st to 9th order judgment matrix

用戶需求及權(quán)重如表2所示。依據(jù)重要度K值對(duì)用戶需求進(jìn)行篩選，得出兒童游泳輔助產(chǎn)品的重點(diǎn)需求，縮小需求范圍有助于后期的QFD研究的準(zhǔn)確性。

表2 用戶需求及權(quán)重

Tab.2 User needs and weight

3.2 確定設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)要求目標(biāo)（功能）

為了保證技術(shù)知識(shí)使用的準(zhǔn)確性與專(zhuān)業(yè)性，通過(guò)文獻(xiàn)查閱和對(duì)從事游泳專(zhuān)業(yè)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行訪談，收集游泳輔助產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)特性資料，將用戶需求轉(zhuǎn)化為相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)要求。為方便與FBS模型順利銜接，此處將設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)為設(shè)計(jì)要求目標(biāo)，即產(chǎn)品功能特性，具體兒童游泳輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)要求目標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 設(shè)計(jì)要求目標(biāo)的確定

Tab.3 Determination of design requirements and goals

3.3 QFD關(guān)系矩陣構(gòu)建

3.3.1 構(gòu)建質(zhì)量屋

引入用戶需求和設(shè)計(jì)要求兩要素，構(gòu)建HOQ關(guān)系矩陣。將用戶需求排列在左側(cè)構(gòu)成質(zhì)量屋的左墻；將關(guān)于技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)要求排在上側(cè)構(gòu)成質(zhì)量屋的屋頂；用戶需求與設(shè)計(jì)要求的關(guān)聯(lián)度構(gòu)成質(zhì)量屋的內(nèi)容。

3.2.2 評(píng)價(jià)打分

找到游泳專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行相關(guān)度打分，用“●”、“○”、“△”和空白分別代表用戶需求與設(shè)計(jì)要求之間的關(guān)聯(lián)程度并賦值5、3、1、0，分別代表“強(qiáng)關(guān)聯(lián)度”“中等關(guān)聯(lián)度”“弱關(guān)聯(lián)度”“無(wú)相關(guān)”，關(guān)系矩陣質(zhì)量屋見(jiàn)表4。

表4 用戶需求與設(shè)計(jì)要求質(zhì)量屋

Tab.4 User needs and house of quality for design requirements

3.2.3 計(jì)算最終得分

根據(jù)以上質(zhì)量屋的打分結(jié)果和用戶需求重要度，通過(guò)式（8）計(jì)算設(shè)計(jì)要求權(quán)重。

式中：N代表用戶需求重要程度；代表用戶需求與設(shè)計(jì)要求之間的關(guān)聯(lián)度。接下來(lái)將計(jì)算所得的設(shè)計(jì)要求重要度進(jìn)行規(guī)范化，得到設(shè)計(jì)要求權(quán)重系數(shù)，即第項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算見(jiàn)式（9）。

由式（9）計(jì)算可知，排名前4的設(shè)計(jì)要求從高到低依次是：娛樂(lè)方式設(shè)計(jì)（C10）、學(xué)習(xí)模塊設(shè)計(jì)（C8）、預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)（C2）、浮力單元設(shè)計(jì)（C4）。該4項(xiàng)設(shè)計(jì)要求的權(quán)重占比共計(jì)80.78%，在總體設(shè)計(jì)需求中占比較大，其他的設(shè)計(jì)要求可融入這幾個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求中。此外娛樂(lè)方式設(shè)計(jì)（C10）的單獨(dú)占比達(dá)22.6%，是重點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)。

3.4 FBS功能-行為-結(jié)構(gòu)映射轉(zhuǎn)化

經(jīng)以上質(zhì)量屋矩陣運(yùn)算，得到重點(diǎn)設(shè)計(jì)要求分別為：娛樂(lè)方式設(shè)計(jì)（C10）、學(xué)習(xí)模塊設(shè)計(jì)（C8）、預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)（C2）、浮力單元設(shè)計(jì)（C4），分別歸納為：娛樂(lè)功能、學(xué)習(xí)功能、調(diào)節(jié)功能、預(yù)警功能，作為FBS模型中的功能要素進(jìn)行層級(jí)映射，見(jiàn)圖4。

圖4 兒童游泳輔助產(chǎn)品FBS層級(jí)映射

功能-行為轉(zhuǎn)化（F-B）：將HOQ中得出的4項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求，作為此次兒童游泳輔助產(chǎn)品的關(guān)鍵設(shè)計(jì)目標(biāo)在“功能-行為”轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行映射轉(zhuǎn)化，所謂“行為”主要是指預(yù)期行為，這些行為可以同時(shí)或依次進(jìn)行，且可以通過(guò)繪制用戶旅程圖看出行為之間的關(guān)系?

行為-結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化（B-S）：基于以上功能行為的轉(zhuǎn)化表達(dá)，進(jìn)一步將精細(xì)的用戶行為轉(zhuǎn)化為實(shí)現(xiàn)這些功能的結(jié)構(gòu)模塊或組件。在此過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)某一功能的結(jié)構(gòu)可能存在交叉對(duì)應(yīng)的情況，可將多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)組合成一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊，這樣可以使產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。應(yīng)考慮功能的共性，合理分布各結(jié)構(gòu)模塊，區(qū)分行為與功能之間的相似與差異性，力求使結(jié)構(gòu)多功能化，減小設(shè)計(jì)體量。

4 設(shè)計(jì)實(shí)踐—以“Whale”鯨魚(yú)仿生游泳浮板為例

4.1 用戶定位

根據(jù)《教育大辭典》對(duì)兒童群體進(jìn)行劃分的標(biāo)準(zhǔn)：嬰幼兒期（0～2歲）、幼兒期（3～4歲）、學(xué)前期（5～7歲）和兒童期（8～12歲）[13]。本文將人群定位為學(xué)前期（3～7歲，沒(méi)有游泳經(jīng)驗(yàn)且對(duì)水有一定恐懼心理的游泳初學(xué)兒童），這個(gè)時(shí)期的兒童好奇心強(qiáng)且具備一定的學(xué)習(xí)能力，但受限于身心發(fā)展，往往對(duì)未知的事物既恐懼又富有探索欲[14]。

4.2 設(shè)計(jì)表現(xiàn)

經(jīng)以上分析展開(kāi)兒童游泳輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)實(shí)踐，根據(jù)4個(gè)主要功能模塊展開(kāi)設(shè)計(jì)，以“Whale”鯨魚(yú)仿生游泳浮板為例，為3～7歲的兒童設(shè)計(jì)了一款用戶需求導(dǎo)向的兒童游泳輔助產(chǎn)品，設(shè)計(jì)說(shuō)明見(jiàn)圖5。

4.2.1 預(yù)警功能模塊設(shè)計(jì)——保障安全

預(yù)警功能是4個(gè)功能中最重要的部分，包含防止漏電（F1）、氣囊救生（F2）、溺水保護(hù)（F3）等功能子集，分別對(duì)應(yīng)密封結(jié)構(gòu)（S1）、微型壓力傳感器（S2）、壓縮氣囊結(jié)構(gòu)（S3）等。防止漏電功能在兒童入水后被啟動(dòng)，作為在水中使用的產(chǎn)品，必須確保兒童在使用過(guò)程中的用電安全；氣囊救生功能用于檢測(cè)兒童是否有溺水危險(xiǎn)，水中環(huán)境復(fù)雜多變，在側(cè)翻或浮力失效情況下，檢測(cè)器可以對(duì)意外情況進(jìn)行檢測(cè)并發(fā)出警報(bào)，隨之彈出安全氣囊保護(hù)使用者的安全。

圖5 “Whale”鯨魚(yú)仿生浮板設(shè)計(jì)說(shuō)明

4.2.2 學(xué)習(xí)功能模塊設(shè)計(jì)——提升效率

學(xué)習(xí)功能屬于兒童游泳輔具的基本功能，包括教練監(jiān)控（F4）、動(dòng)作呈現(xiàn)（F5）、反饋指導(dǎo)（F6）等，對(duì)應(yīng)姿態(tài)/慣性傳感器（S4）結(jié)構(gòu)。內(nèi)腔中通過(guò)加入姿態(tài)/慣性傳感器等智能檢測(cè)裝置，將水中的游泳動(dòng)作與陸地上的智能終端連在一起，家長(zhǎng)和教練可以在手機(jī)上實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和指導(dǎo)兒童的游泳情況。

游泳浮板整體支撐在使用者的胸部下方由綁帶固定，不干預(yù)四肢活動(dòng)。浮力支撐點(diǎn)位于身體前方，將游泳者的頭部托起，不易造成游泳者在不熟悉水性的情況下將頭埋入水中而產(chǎn)生恐懼心理的情況。

4.2.3 娛樂(lè)功能模塊設(shè)計(jì)——消除恐懼

由前文質(zhì)量功能展開(kāi)分析可知，娛樂(lè)功能是兒童游泳輔具的重點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)。娛樂(lè)功能包括互動(dòng)戲水（F7）和助力功能（F8），分別對(duì)應(yīng)微電機(jī)（S6）和渦輪結(jié)構(gòu)（S5）。娛樂(lè)化設(shè)計(jì)是兒童產(chǎn)品區(qū)別于普通產(chǎn)品最關(guān)鍵的一點(diǎn)，不僅可以吸引兒童的興趣，還可以消除兒童的恐水心理。通過(guò)加入微電機(jī)和渦輪為浮板增加動(dòng)力系統(tǒng)，不僅可以減輕游泳時(shí)的疲勞，還可以助兒童建立興趣和自信。此功能供兒童在游泳之余玩樂(lè)，觸發(fā)按鈕使微電機(jī)帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，水通過(guò)渦輪的阻力形成向前的推力，使游泳者能夠不費(fèi)力氣而在水面滑行。

4.2.4 調(diào)節(jié)功能模塊設(shè)計(jì)——建立自信

調(diào)節(jié)功能包括綁帶可調(diào)（F10）和浮力可控（F11），分別對(duì)應(yīng)穿戴結(jié)構(gòu)（S9）和浮力模塊結(jié)構(gòu)（S6）。穿戴結(jié)構(gòu)由卡扣和綁帶組成，將浮板與人體胸腔穩(wěn)定連接在一起，以免在使用過(guò)程中人板分離，卡扣帶可根據(jù)兒童胸圍尺寸大小調(diào)節(jié)；浮力模塊由3個(gè)浮力、體積、大小等規(guī)格均相同的浮塊組成，浮塊的材料因自帶浮力而無(wú)需充氣。游泳者可以根據(jù)自身游泳水平加減浮塊，循序漸進(jìn)地適應(yīng)游泳進(jìn)度，慢慢克服對(duì)脫離浮板的恐懼感和不安感。

4.2.5 外觀設(shè)計(jì)

外觀設(shè)計(jì)屬于視覺(jué)層面，所以不參與FBS的映射流程。根據(jù)前期用戶調(diào)研得到的外觀需求進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)實(shí)踐：整體外形為鯨魚(yú)仿生造型以更具親和感，形態(tài)可愛(ài)、圓潤(rùn)以吸引兒童的注意力；與皮膚貼合的板面采用人體工學(xué)設(shè)計(jì)，ETP發(fā)泡材料與身體接觸時(shí)更舒適溫和，趴伏臺(tái)面設(shè)計(jì)為凹凸紋理以起到防滑的作用；浮板前側(cè)的紅外檢測(cè)視窗仿生鯨魚(yú)的嘴巴，可以借助內(nèi)部的姿態(tài)傳感器結(jié)構(gòu)檢測(cè)游泳者的動(dòng)作姿態(tài)是否正確；浮板側(cè)方的氣囊彈出裝置形態(tài)上為仿生鯨魚(yú)鰭造型，功能上模仿鯨魚(yú)靠魚(yú)鰭向前游行并保護(hù)自己；浮板后方兩個(gè)渦輪的位置向外闊開(kāi)，為仿生魚(yú)尾造型，起到在水中增大平衡力的目的。最終設(shè)計(jì)效果圖見(jiàn)圖6。

圖6 “Whale”鯨魚(yú)仿生游泳浮板設(shè)計(jì)效果圖

4.3 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

為驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的有效性，再次邀請(qǐng)前期參與調(diào)研的64位家長(zhǎng)及兒童參與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。從前期調(diào)研得出的用戶需求中提取“安全性”“美觀性”“高效性”“實(shí)用性”“娛樂(lè)性”“創(chuàng)新性”在內(nèi)的6項(xiàng)產(chǎn)品特性進(jìn)行滿意度打分。采用5級(jí)Likert心理反應(yīng)量表（“5”代表非常同意、“4”代表同意、“3”代表中性、“2”代表不同意、“1”代表非常不同意），平均值大于3表示滿意度好，具體評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖7。由圖7可知，用戶的滿意度得分均大于3，說(shuō)明此游泳浮板用戶滿意度較高，表示以上設(shè)計(jì)方法具有可行性?

圖7 設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)兒童在游泳學(xué)習(xí)過(guò)程中存在恐水心理，但兒童游泳輔助領(lǐng)域創(chuàng)新設(shè)計(jì)較少的問(wèn)題，本文提出一種QFD-FBS融合的創(chuàng)新設(shè)計(jì)演繹方法。縱觀研究過(guò)程，從設(shè)計(jì)前期的用戶需求篩選，到功能層的一一映射，再到逐步實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)層次模塊組件的清晰化，最后設(shè)計(jì)實(shí)踐既保障了兒童學(xué)習(xí)游泳過(guò)程中的安全，又提升了學(xué)習(xí)游泳的效率，還有效地消除了兒童的恐水心理，最終的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果表示滿意度較高，驗(yàn)證了QFD-FBS方法的結(jié)合在游泳輔助產(chǎn)品領(lǐng)域的可行性。本研究是一種設(shè)計(jì)創(chuàng)新上的嘗試，適應(yīng)當(dāng)下設(shè)計(jì)快速產(chǎn)出的需求，未來(lái)應(yīng)結(jié)合用戶的負(fù)向反饋不斷提升兒童游泳輔助產(chǎn)品的用戶滿意度。

[1] 李蕾, 張志泉, 鄭成中. 兒童溺水的防治方案專(zhuān)家共識(shí)[J]. 中國(guó)當(dāng)代兒科雜志, 2021, 23(1): 12-17. LI L, ZHANG Z Q, ZHENG C Z. Expert Consensus on the Prevention and Treatment of Child Drowning[J]. Chinese Journal of Contemporary Pediatrics, 2021, 23(1): 12-17.

[2] 方佳璐, 陳明艷, 黃紫荊. 漂浮自救泳衣設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[J]. 紡織學(xué)報(bào), 2020, 41(12): 118-123. FANG J L, CHEN M Y, HUANG Z J. Design and Development of Floating Self-rescue swimsuit[J]. Journal of Textile Science, 2020, 41(12): 118-123.

[3] 王慧麗, 許立新, 趙靜, 等. 利用三角式氣墊蛙泳輔助訓(xùn)練器進(jìn)行游泳教學(xué)的研究[J]. 武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2002(1): 111-112. WANG H L, XU L X, ZHAO J, et al. Research on Swimming Teaching Using Triangular Air Cushion Breaststroke Auxiliary Trainer[J]. Journal of Wuhan Institute of Physical Education, 2002(1): 111-112.

[4] 朱熊華, 吳翔, 蔣宏. 一種游泳輔助學(xué)習(xí)背心: 中國(guó), CN201922078190. X[P]. 2021-01-08. ZHU X H, WU X, JIANG H. An Aided Swimming Lear-ning Vest: China, CN201922078190.X[P]. 2021-01- 08.

[5] 中國(guó)人民解放軍海軍潛艇學(xué)院. 一種浮推式游泳輔助裝置: 中國(guó), CN202021706467. X[P]. 2021-07-02. Naval Submarine Academy of the Chinese People's Liberation Army. A Floating-Push Swimming Auxiliary Device: China, CN202021706467. X[P]. 2021-07-02.

[6] 王震, 呂健, 潘偉杰, 等. 基于AHP和QFD的分揀設(shè)備質(zhì)量評(píng)估方法研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì), 2019(10): 39-45. WANG Z, LYU J, PAN W J , et al. Research on Quality Evaluation Method of Sorting Equipment Based on AHP and QFD[J]. Machinery Design, 2019(10): 39-45.

[7] 韋艷麗, 冀源, 王超凡, 等. 基于QFD&TRIZ的帕金森患者助行器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2023, 44(2): 158-166. WEI Y L, JI Y, WANG C F, et al. Research on Optimal Design of Walking Aids for Parkinson's Patients Based on QFD&TRIZ[J]. Packaging Engineering, 2023, 44(2): 158-166.

[8] WU X, NIE L, XU M. Robust Fuzzy Quality Function Deployment Based on the Mean-end-chain Concept: Service Station Evaluation Problem for Rail Catering Services[J]. European Journal of Operational Research, 2017, 263(3): 974-995.

[9] 張丙辰, 胥巧巧, 楊俞玲, 等. 基于FBS模型擴(kuò)展的兒童玩教具創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2021, 42(12): 121-127. ZHANG B C, XU Q Q, YANG Y L, et al. Research on Innovative Design of Children's Playing Aids Based on FBS Model Extension[J]. Packaging Engineering, 2021, 42(12): 121-127.

[10] 許艷秋, 宋端樹(shù), 辜俊麗, 等. 基于QFD與FBS模型的坐便器多適性設(shè)計(jì)研究[J]. 包裝工程, 2018, 39(24): 283-287. XU Y Q, SONG D S, GU J L, et al. Research on Multi- adaptive Design of Toilet Based on QFD and FBS Model[J]. Packaging Engineering, 2018, 39(24): 283-287.

[11] 汪莎莉, 張軍. 自由泳分解練習(xí)在少兒完整技術(shù)中的作用[J]. 上海體育學(xué)院學(xué)報(bào), 2002, 66(S1): 117-123. WANG S L, ZHANG J. The Role of Freestyle Decomposition Exercises in Children's Complete Technique[J]. Journal of Shanghai Institute of Physical Education, 2002, 66(S1): 117-123.

[12] 謝弗 H R. 兒童心理學(xué)[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2016. SCHAEFFER H R. Child Psychology[M]. Beijing: Electronic Industry Press, 2016.

[13] 張幼坤. 教育大辭典[M]. 北京: 高等教育出版社, 1990. ZHANG Y K. The Dictionary of Education[M]. Beijing: Higher Education Press, 1990.

[14] 徐虹. 恐懼及發(fā)展: 兒童精神成長(zhǎng)的構(gòu)成要素[J]. 上海教育科研, 2018(5): 39-42. XU H. Fear and Development: Components of Children's Spiritual Growth[J]. Shanghai Educational Research, 2018(5): 39-42.

Innovative Design of Children's Swimming Auxiliary Products Based on QFD-FBS

WANG Jun, LIU Xiaotong*, LIU Jingyan, JIN Xin, XU Yufei

(School of Industrial Design, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

The work aims to eliminate children's fear of water during swimming to help them learn to swim better, and explore the innovative design path of children's swimming auxiliary products. Firstly, the field questionnaire survey method was used to extract the needs of children beginners to learn swimming, and the maximum weight item was selected in the Analytic Hierarchy Process (AHP). Secondly, QFD was used to establish the "user needs-design requirements" relationship matrix, and the key design goals were transformed into main functions. Finally, the structural modules corresponding to the functions were mapped out in the FBS model. Four functional modules of children's swimming auxiliary products oriented by user behavior needs were proposed: early warning function module, learning function module, entertainment function module, adjustment function module, and the modules were used as a starting point to complete the mapping of function layer-behavior layer-structure layer and guide the innovative design expression of swimming auxiliary products. The QFD-FBS fusion model can complement the shortcomings of each other and has good guiding significance in the field of innovation and development of swimming auxiliary products, which improves the satisfaction of children in learning to swim and introduces new ideas for the design of swimming auxiliary products.

QFD; FBS; multifunctional module; swimming auxiliary kickboard; innovative products for children

TB472

A

1001-3563(2024)04-0200-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.04.021

2023-09-24

湖北省文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)研究中心開(kāi)放基金項(xiàng)目（HBCY1906）