摘要：本研究旨在創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，設(shè)計(jì)一種能夠滿足用戶需求并提升用戶體驗(yàn)的社區(qū)無人智能運(yùn)輸車。首先，通過用戶調(diào)研了解社區(qū)內(nèi)目標(biāo)用戶的需求，并總結(jié)現(xiàn)有產(chǎn)品的特征。然后，使用Kano模型問卷分析用戶需求的層級，確定重要功能需求。接著，利用AI工具M(jìn)idjourney將重要需求轉(zhuǎn)化為具體設(shè)計(jì)，并分析其合理性。最后，應(yīng)用TRIZ理論解決設(shè)計(jì)中的矛盾，采用40個(gè)創(chuàng)新原理優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。綜合用戶需求分析和AI輔助設(shè)計(jì)，提出一個(gè)創(chuàng)新的社區(qū)無人智能運(yùn)輸車設(shè)計(jì)方案。結(jié)合Kano模型、TRIZ理論與AI工具，可以有效提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性和用戶體驗(yàn)，為相關(guān)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了參考。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)品設(shè)計(jì)；產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)；Kano模型；TRIZ；Midjourney；社區(qū)無人智能運(yùn)輸車

中圖分類號：T472 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-0069（2025）04-0094-05

Abstract：The purpose of this study is to innovate the design process and design a community unmanned intelligent transport vehicle that can meet the needs of users and improve the user experience. Firstly，through user research，we understand the needs of target users in the community and summarize the characteristics of existing products. Then，the Kano model questionnaire was used to analyze the hierarchy of user requirements and determine the important functional requirements. Then，using the AI tool Midjourney，we translate the important requirements into concrete designs and analyze their rationality. Finally，the TRIZ theory is applied to solve the contradictions in the design，and 40 innovative principles are used to optimize the design scheme.Based on user demand analysis and AI-aided design，an innovative design scheme for community unmanned intelligent transport vehicles is proposed. Combined with the Kano model，TRIZ theory and AI tools，it can effectively improve the innovation and user experience of product design，and provide reference for the innovative design of related products.

Keywords：Product design；Product innovation design；Kano model；TRIZ；Midjourney；Community unmanned intelligent transport vehicle

引言

隨著科技的迅猛發(fā)展，無人智能運(yùn)輸車在現(xiàn)代社區(qū)中的應(yīng)用前景日益廣闊。無人智能運(yùn)輸車不僅能夠提高物流運(yùn)輸?shù)男剩€能減少人力成本和環(huán)境污染，對智慧城市建設(shè)具有重要意義。當(dāng)前關(guān)于智能運(yùn)輸多應(yīng)用定量設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)過程、方案充滿科學(xué)性與理性，需要設(shè)計(jì)師進(jìn)行自我創(chuàng)造與創(chuàng)新。如劉建文等[1]人設(shè)計(jì)了基于ROS系統(tǒng)的智能醫(yī)療運(yùn)輸機(jī)器人，在醫(yī)院場景中實(shí)現(xiàn)高效、便捷、可靠、快速的醫(yī)療運(yùn)輸。胡昊琪等[2]人運(yùn)用Kano模型與AHP層次分析法設(shè)計(jì)了醫(yī)用無人送餐車，準(zhǔn)確地分析產(chǎn)品屬性與設(shè)計(jì)需求間的關(guān)系，提升用戶滿意度。周紅宇等[3]人以果園果農(nóng)運(yùn)輸需求結(jié)合層次分析法建立指標(biāo)體系層次模型，獲得需求權(quán)重，設(shè)計(jì)出滿足果園用戶需求的果園運(yùn)輸車。人工智能技術(shù)的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，加快了設(shè)計(jì)概念方案的迭代，也使得設(shè)計(jì)師更容易抓住消費(fèi)者眼球，設(shè)計(jì)更符合用戶的個(gè)性化需求。如周天辰等[4]人運(yùn)用Stable Diffusion人工智能繪畫模型探索了人工智能在椅類家具設(shè)計(jì)研究方面的功效。李雄等[5]人提出一種基于深度學(xué)習(xí)的概念草圖智能生成設(shè)計(jì)集成方法框架，幫助設(shè)計(jì)師在視覺認(rèn)知層面突破設(shè)計(jì)固化，提高設(shè)計(jì)效率。

基于上述背景和現(xiàn)狀，本文旨在提出一種結(jié)合KANO模型、AI工具和TRIZ理論的創(chuàng)新設(shè)計(jì)流程，以發(fā)散設(shè)計(jì)思維創(chuàng)新出更符合用戶需求和提升用戶體驗(yàn)的社區(qū)無人智能運(yùn)輸車。具體研究內(nèi)容包括：通過社區(qū)用戶調(diào)研了解需求，使用KANO模型進(jìn)行需求層級分析，應(yīng)用Midjourney對用戶需求進(jìn)行創(chuàng)意探索，并結(jié)合TRIZ理論解決方案中的沖突問題，最終提出創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。

一、設(shè)計(jì)創(chuàng)新流程

設(shè)計(jì)方案的實(shí)施首先確定用戶需求及產(chǎn)品應(yīng)用場景。因此，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)并對其需求進(jìn)行功能總結(jié)轉(zhuǎn)化，將其制作成Kano問卷，計(jì)算出最終的功能要素重要度排序，根據(jù)排序?qū)⒐δ軐?dǎo)入Midjourney中產(chǎn)生意向圖并分析，最終引入TRIZ矛盾矩陣中并使用相應(yīng)的發(fā)明創(chuàng)新原理確定最終方案，設(shè)計(jì)流程見圖1。

二、 用戶與產(chǎn)品調(diào)研

（一）用戶調(diào)研

本研究將所調(diào)研社區(qū)中的主要用戶通過年齡及身份進(jìn)行分類，總結(jié)其基本生活消費(fèi)屬性。1. 0～25歲的少兒，學(xué)生青年人群對無人智能運(yùn)輸車的需求為：便捷性需求（即時(shí)配送、減少等待時(shí)間）、安全性需求（無接觸配送、避障與穩(wěn)定行駛）、智能化體驗(yàn)需求（智能導(dǎo)航與調(diào)度、人機(jī)交互）以及個(gè)性化服務(wù)需求（定制化配送、多樣化支付）；2. 26～59歲的已進(jìn)入工作，為父為母人群對無人智能運(yùn)輸車的需求為：安全性與穩(wěn)定性、便捷性與高效性（盡可能減少智能方面操作、提高配送效率）、適應(yīng)性與靈活性（適應(yīng)社區(qū)環(huán)境、應(yīng)對特殊需求）以及經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性（成本控制、多功能性）；60歲及以上退休，身體不便人群對無人智能運(yùn)輸車的需求為：安全性需求（自動(dòng)避障與預(yù)警、穩(wěn)定可靠的行駛性能）、便捷性需求（操作簡單、自動(dòng)導(dǎo)航與定位）、個(gè)性化服務(wù)需求（定制化配送服務(wù)、緊急響應(yīng)與特殊關(guān)照）以及靈活性與適應(yīng)性（多場景適應(yīng)能力、溫馨的人機(jī)交互）。

依據(jù)上述內(nèi)容將所調(diào)研人群總結(jié)為用戶畫像，見圖2。

（二）產(chǎn)品調(diào)研

采用抽樣調(diào)查方式，即抽取市場中使用較為普遍的區(qū)域性無人智能運(yùn)輸車為樣本，社區(qū)內(nèi)無人智能運(yùn)輸車涉及室內(nèi)與戶外兩種場景，因此樣本包括兩類場景的無人智能運(yùn)輸車，如：美團(tuán)運(yùn)輸機(jī)器人、京東運(yùn)輸機(jī)器人、順豐運(yùn)輸機(jī)器人以及多種醫(yī)療和酒店行業(yè)的運(yùn)輸機(jī)器人，見圖3。

對類型、使用場景以及產(chǎn)品特征進(jìn)行總結(jié)，見表1。

根據(jù)無人智能運(yùn)輸車調(diào)研以及用戶需求畫像，對現(xiàn)有產(chǎn)品做出問題總結(jié)，便于整理功能需求。

（三）問題功能總結(jié)

通過分析圖2與表2中的案例以及用戶給出的多種反饋，對其功能問題進(jìn)行以下總結(jié)：

（1）目前，市場上運(yùn)行的大部分無人智能運(yùn)輸車仍需要人工進(jìn)行裝存；（2）戶外運(yùn)輸車主要是運(yùn)送快遞、外賣等產(chǎn)品，僅能到達(dá)用戶樓下；室內(nèi)運(yùn)輸車僅限在樓內(nèi)送到用戶面前，兩類運(yùn)輸車皆缺乏上樓梯功能；（3）所有運(yùn)輸車的儲(chǔ)物倉高度固定，沒有充分考慮用戶身高情況以及應(yīng)對特殊地形情況；（4）當(dāng)遇到配送需要保持平穩(wěn)的物體時(shí)，以上兩類運(yùn)輸車都沒有保障功能；（5）現(xiàn)有的智能運(yùn)輸車由于其固定車型，無法根據(jù)路面調(diào)節(jié)其行駛狀態(tài)，如路面寬窄、路面濕滑等情況；（6）現(xiàn)運(yùn)行的無人智能運(yùn)輸車的警示功能多為語音提示，提示形式單一。

基于以上調(diào)研及現(xiàn)有功能，做出16個(gè)功能總結(jié)，并將其編號為a～p：a.自主抓取貨物功能；b.屏幕設(shè)置功能；c.定位功能；d.增加警示行人程度功能；e.較大存儲(chǔ)空間功能；f.較為舒適柔和外觀；g.具備上樓功能；h.自動(dòng)調(diào)節(jié)儲(chǔ)物倉高度功能；i.保持儲(chǔ)物倉平衡功能；j.車體防滑功能；k.車身調(diào)節(jié)高度；l.車體照明功能；m.車體結(jié)構(gòu)增加更多靈活性；n.車體整體配色簡約；o.遠(yuǎn)程支付功能；p.觀察儲(chǔ)物倉內(nèi)物品狀態(tài)。

三、KANO模型

Kano 模型由東京理工大學(xué)教授 Noriaki Kano 提出，是能夠準(zhǔn)確反映產(chǎn)品性能與用戶滿意度之間關(guān)系的分析模型，廣泛應(yīng)用于用戶需求獲取與分析[6]。其主要針對用戶需求進(jìn)行篩選并做出優(yōu)先級排列，在市場研究中應(yīng)用廣泛，是一種分析產(chǎn)品功能要素與用戶滿意度之間非線性關(guān)系的方法[7]。

主要將用戶需求分為5種屬性的特征情況：魅力屬性（A）：功能/服務(wù)存在，超出預(yù)期，越完善，會(huì)提高用戶滿意度，功能/服務(wù)不存在，用戶滿意度無明顯變化；期望屬性（O）：功能/服務(wù)的擁有情況與用戶滿意度成正比；必備屬性（M）：功能/服務(wù)擁有情況下不會(huì)提升用戶滿意度，反之卻會(huì)下降；無差異屬性（I）：功能/服務(wù)擁有情況不會(huì)影響用戶滿意度以及反向?qū)傩裕≧）：功能/服務(wù)不存在可提高用戶滿意度。

通過Kano模型進(jìn)行分析后，可更好地理解產(chǎn)品功能要素與用戶之間的關(guān)系，并以此改良設(shè)計(jì)方案，提供更加個(gè)性化、合理化的指導(dǎo)。社區(qū)無人智能運(yùn)輸車的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)大量的調(diào)查及實(shí)踐，以用戶需求為導(dǎo)向進(jìn)行設(shè)計(jì)[8]。

（一）KANO問卷設(shè)置

為客觀了解不同社區(qū)內(nèi)用戶對上述功能的態(tài)度，發(fā)放問卷不固定在某一社區(qū)。問卷的調(diào)研形式為網(wǎng)絡(luò)問卷，共計(jì)回收166份，其中無效問卷17份，有效問卷149份，有效率達(dá)89.76%，可用于進(jìn)一步分析。

基于以上內(nèi)容，參考李克特量表（Likert scale）制作出針對設(shè)計(jì)研究的正反向問卷題。并在KANO模型評價(jià)結(jié)果分類對照表中進(jìn)行屬性分類。

（二）需求度計(jì)算

通過對問卷中數(shù)據(jù)整理后的計(jì)算可以確定具體某項(xiàng)功能在整體用戶對無人智能運(yùn)輸車的功能需求度中的權(quán)重。其具體計(jì)算公式為：

將表6整理后可知，在此次設(shè)計(jì)實(shí)踐中必備屬性（M）為a，d，i，即自主抓取貨物、增加警示行人程度和保持儲(chǔ)物倉平衡的功能；魅力屬性（A）為f，g，m，n，即車體配色簡約、具備上樓、外觀舒適柔和與車體結(jié)構(gòu)增加更多靈活性的功能；期望屬性（O）為h，o，即具備儲(chǔ)貨倉自動(dòng)調(diào)節(jié)高度與遠(yuǎn)程支付功能。其余的功能為無差異屬性。

在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)著重考慮必備屬性，其次是魅力屬性與期望屬性。

四、AI分析與生成

Midjourney可以在用戶的文字描述基礎(chǔ)上，短時(shí)間內(nèi)通過人工智能產(chǎn)生相對應(yīng)的參考圖片，不同命令語句的組成對其最終產(chǎn)生的圖像有直接影響。根據(jù)Kano模型分析出的結(jié)果，以必備屬性為主、魅力屬性與期望屬性為輔設(shè)置為導(dǎo)入Midjourney的命令詞語，分次輸入到總結(jié)的Midjourney兩種公式中，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，得出屬性功能公式轉(zhuǎn)化的參考意向方案。

（一）屬性功能公式轉(zhuǎn)化

AI工作時(shí)不可避免會(huì)出現(xiàn)與用戶或設(shè)計(jì)師主觀意愿不同的地方，因此在對于AI生成功能方案前，要對功能主題特征進(jìn)行公式化總結(jié)、轉(zhuǎn)化，做到精簡，使AI對用戶要求識別更準(zhǔn)確。本文用到作者總結(jié)的兩種公式：1.目的+架構(gòu)與其功能+各項(xiàng)參數(shù)（如比例、文本影響權(quán)重、算法版本等）；2.行業(yè)+方向+產(chǎn)品+概念與功能+圖像渲染風(fēng)格+意向概括性詞語+各項(xiàng)參數(shù)。將上述總結(jié)的必備屬性功能分別在兩種公式中進(jìn)行結(jié)構(gòu)式轉(zhuǎn)化，分別轉(zhuǎn)化為：1. Create an image of a community unmanned intelligent transport vehicle with the following features：cargo hold，triangular tires that can climb stairs，mechanical arm that can keep the storage compartment level. and a minimalist overall color scheme --v 6.0；2.Industrial design，future industrial design，community unmanned transport vehicles，technological sense，white background，black，imagination robotic arm，climbing stairs，triangular planet tires，machinery，surrealism，ultra details，c4D，3D，V-Ray renderers - ar 34-g 2-v 5.1-style raw - s 750--v 6.0。

（二）調(diào)整意向迭代

1.公式轉(zhuǎn)化

將必備屬性中的功能為主導(dǎo)詞，魅力屬性和期望屬性中的功能要求為輔助詞以第一種命令公式轉(zhuǎn)換到“/imagine（prompt）”中得到部分意向參考內(nèi)容，在公式中調(diào)整部分描述詞語以及各項(xiàng)參數(shù)，將出現(xiàn)的意向圖進(jìn)行多次調(diào)整，提供更多想法。出現(xiàn)符合自己意向的方案后，選擇Midjourney中提供的“U1/2/3/4”與“V1/2/3/4”進(jìn)行單獨(dú)方案的迭代更新。

使用第二種公式將必備屬性、魅力屬性與期望屬性轉(zhuǎn)換到“/imagine（prompt）”中輸出意向參考內(nèi)容后，繼續(xù)讓程序進(jìn)行方案迭代，操作步驟與上述相同。

此過程中AI提供的圖片產(chǎn)生許多不盡如人意之處，如不適合在社區(qū)工作、儲(chǔ)物空間不明顯等。在轉(zhuǎn)化必備屬性功能使意向圖迭代調(diào)整時(shí)對魅力屬性與期望屬性選擇性整合轉(zhuǎn)化到命令公式中最后選擇較滿意的U/V圖進(jìn)行下一步迭代。

2.完善意向圖

將得到的意向圖作為初始墊圖，放入Midjourney中再次進(jìn)行調(diào)整，加以需求命令對不合適的地方進(jìn)一步更改，即語言命令修改部分區(qū)域以及所選墊圖本身需要修改的地方，做出局部調(diào)整，最終重新生成新的設(shè)計(jì)意向圖。

多次重復(fù)以上步驟，對逐步接近要求的意向圖進(jìn)行細(xì)節(jié)處的調(diào)整，得到更加具象且符合功能需求的意向圖，見圖4。

由最終意向圖可發(fā)現(xiàn)：AI給出的方案意向圖中社區(qū)無人智能運(yùn)輸車的整體配色應(yīng)結(jié)合黑、白、灰3色，可點(diǎn)綴其他顏色，造型為圓潤簡單型。儲(chǔ)物倉需明顯且有一定的空間。

（三）參考度評價(jià)分析

在AI根據(jù)修改、調(diào)整命令給出的社區(qū)無人智能運(yùn)輸車意向圖后，讓4位設(shè)計(jì)師結(jié)合必備屬性、魅力屬性以及期望屬性功能對最終設(shè)計(jì)意向圖進(jìn)行打分評價(jià)，打分項(xiàng)目分別設(shè)為結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能以及邏輯四項(xiàng)，分值為1～5分，取每項(xiàng)平均分判定意向圖的參考價(jià)值。評判標(biāo)準(zhǔn)為：平均分為1-3為差，設(shè)計(jì)意向圖不具備參考價(jià)值；平均分為3-4（不包括3）為一般，設(shè)計(jì)意向圖可以參考；平均分為4-5（不包括4）為優(yōu)，具有較高的參考價(jià)值。最終結(jié)果見表3。

經(jīng)過設(shè)計(jì)師打分后，在形態(tài)方面分?jǐn)?shù)為4.25分，因此形態(tài)方面最具參考價(jià)值。將Kano模型得到的用戶需求功能權(quán)重排行與AI設(shè)計(jì)意向圖可參考的形態(tài)部分結(jié)合導(dǎo)入TRIZ工具，理性研究社區(qū)無人智能運(yùn)輸車創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)。

五、TRIZ矛盾沖突分析

TRIZ幫助設(shè)計(jì)者確定創(chuàng)新設(shè)計(jì)中真正需要解決的問題，找到適合此類情況的有效解決方案模型，縮小搜索概念實(shí)施的范圍，在增強(qiáng)產(chǎn)品本身可預(yù)見性的同時(shí)也縮短達(dá)到最優(yōu)解想法的路徑[9]。當(dāng)將遇到的實(shí)際問題與39條技術(shù)參數(shù)相對照，可準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化為TRIZ問題。本文核心是將Kano得到的必備屬性功能、魅力屬性功能以及期望屬性功能結(jié)合AI所轉(zhuǎn)化的參考意向圖轉(zhuǎn)化為技術(shù)、物理矛盾，并對功能沖突進(jìn)行分析，最后通過TRIZ中的40個(gè)發(fā)明原理進(jìn)行矛盾化解，從矛盾矩陣表中得到產(chǎn)品改良創(chuàng)新最優(yōu)解[10]。

（一）矛盾沖突描述

由以上分析可知，社區(qū)無人智能運(yùn)輸車設(shè)計(jì)的主要功能應(yīng)當(dāng)包括自主抓取貨物、警示行人、保持儲(chǔ)物倉平衡、車體結(jié)構(gòu)增加更多靈活性、可上樓、車體配色為簡約風(fēng)格、較為舒適柔和的外觀以及遠(yuǎn)程支付的功能。以上功能需求在AI設(shè)計(jì)意向圖中形態(tài)可做參考，在結(jié)構(gòu)方面需要進(jìn)一步對社區(qū)無人智能運(yùn)輸車需要具備的功能進(jìn)行矛盾分析。

如要滿足“車體可以爬樓”“保持儲(chǔ)物倉平衡”兩個(gè)必備屬性。對照調(diào)研中的無人智能運(yùn)輸機(jī)器人，首先，無論是在快遞、醫(yī)療或是酒店行業(yè)主要采用的是在平坦地形行駛的運(yùn)輸機(jī)器人，并不具備上樓功能；其次，有的老舊社區(qū)沒有配備電梯設(shè)備，車體在爬樓作業(yè)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生重心傾斜，無法保證儲(chǔ)物倉平衡。可表述為：如果（期望）車體可以爬樓，那么（目標(biāo)）更加方便用戶使用，但是（惡化）會(huì)使儲(chǔ)物倉無法保持平衡。

要滿足“可以自主抓取貨物”與“車體結(jié)構(gòu)增加更多靈活性”功能，若增加機(jī)械臂，那么與車體整體結(jié)構(gòu)搭配會(huì)不協(xié)調(diào)，看著會(huì)更加笨重不靈活。可表述為：如果（期望）車體可以自主抓取貨物，那么（目標(biāo)）用戶取貨物更加方便，但是（惡化）車體的整體靈活性會(huì)降低。

（二）矛盾沖突分析

在以上分析中，第一對矛盾想改善的參數(shù)是NO.35（適應(yīng)性、多用型），會(huì)惡化的參數(shù)是NO.30（作用于物體的有害因素）；第二對矛盾想改善的參數(shù)是NO.33（易操作性），會(huì)惡化的參數(shù)是NO.35（適應(yīng)性、多用型）。

通過對矛盾的具體闡述，根據(jù)阿奇舒勒矩陣[11]分析，將矛盾問題轉(zhuǎn)化為TRIZ 40個(gè)發(fā)明原理，可得到準(zhǔn)確的解決問題辦法。“矛盾NO.35-NO.30”所對應(yīng)的解決問題發(fā)明原理為{NO.11事先防范原理，NO.35參數(shù)變化原理，NO.32改變顏色原理，NO31多孔材料原理}；“矛盾NO.33-NO.35”所對應(yīng)的解決問題發(fā)明原理為{NO.1分割原理，NO.34拋棄或修復(fù)原理，NO.15動(dòng)態(tài)化原理，NO.16不足或超額行動(dòng)原理}，見表4。

參考Kano模型給出的用戶要求權(quán)重排行結(jié)合AI給出的方案意向，在第一對矛盾中選用NO.11事先防范原理與NO.35參數(shù)變化原理——在車體貨艙與底座部分事先準(zhǔn)備好連接，將車身整體硬性轉(zhuǎn)化為連接部分的柔性，預(yù)防出現(xiàn)惡化的部分；在第二對矛盾中選用NO.1分割原理與NO.15動(dòng)態(tài)化原理——將抓取貨物功能獨(dú)立出來，并使其可以進(jìn)行一定伸縮。

六、設(shè)計(jì)實(shí)踐

根據(jù)表4中得到的TRIZ解決方案以及設(shè)計(jì)師對AI方案評價(jià)，最終采用與傳統(tǒng)快遞、酒店和醫(yī)院形式不同的社區(qū)無人智能運(yùn)輸車造型，改變了傳統(tǒng)的一味偏方形、整體化、只可在平坦地形使用的設(shè)計(jì)語言，對車體的形態(tài)、上下連接部分以及抓取貨物的機(jī)械臂的形式分別提出設(shè)計(jì)策略。

（一）車體材質(zhì)分析

AI得出的圓潤造型方案，既符合魅力屬性中外觀舒適柔和功能，也可提升產(chǎn)品美感和增加產(chǎn)品本身辨識度。在社區(qū)內(nèi)的無人智能運(yùn)輸車車身主要采用高強(qiáng)度鋁合金、復(fù)合材料以及其他金屬材料如不銹鋼、鈦合金等。相較而言，復(fù)合材料有著高強(qiáng)度和輕質(zhì)的特性，可提高了車體的續(xù)航能力并減少能源消耗。本設(shè)計(jì)采用復(fù)材料，雖其成本較高，但是因其可保證結(jié)車體剛性、輕質(zhì)及耐沖擊性的特質(zhì)，也可降低后期維修成本。其高續(xù)航以及減少能源消耗的優(yōu)點(diǎn)也更符合現(xiàn)代的綠色設(shè)計(jì)理念。

（二）車體配色分析

在工業(yè)設(shè)計(jì)中，色彩的使用可以對人們的生理以及心理產(chǎn)生一定影響，黑白灰三原色的色彩搭配可以有效減輕人的視覺疲勞[12]。不同的顏色在不同的場景下所帶來的效果也各不相同。根據(jù)Kano模型分析出的魅力屬性中的車體配色簡約功能，結(jié)合AI迭代出的方案意向圖，本設(shè)計(jì)在車體外觀上采用黑白灰三原色，并在部分點(diǎn)綴讓人醒目的紅色燈光，可在滿足車體配色簡約的同時(shí)滿足增加警示行人程度的功能。

（三）行星輪材質(zhì)及可靠性分析

車體行駛考慮不同社區(qū)情況不同，采用行星輪[13]式設(shè)計(jì)方案，輪式爬樓結(jié)構(gòu)適用于大多數(shù)樓梯及復(fù)雜地形，緊湊輕便。行星輪的支架常用材質(zhì)為鑄鐵、碳鋼、合金鋼以及不銹鋼等，每種材料優(yōu)缺點(diǎn)各不相同。此設(shè)計(jì)應(yīng)用場景為社區(qū)，同時(shí)兼?zhèn)渑罉枪δ?，因此設(shè)計(jì)材料選取為微合金鋼材料。微合金鋼在國際上被公認(rèn)為21世紀(jì)鋼種，與傳統(tǒng)的碳鋼或合金鋼相比，具有高強(qiáng)度以及韌性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)在相等重量下具有更高的承載能力，有助于提升整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的效率、使用壽命以及穩(wěn)定性，并被廣泛應(yīng)用于汽車及其他車輛的承力鍛造部件[14]。因此，微合金鋼的應(yīng)用可提高車體整體性能的同時(shí)降低維護(hù)成本。

本設(shè)計(jì)方案運(yùn)用4個(gè)行星輪，在車體爬樓時(shí)，使其接觸地面輪胎數(shù)量最大可以達(dá)到8個(gè)，輪胎采用橡膠材質(zhì)，并在表面加大紋理，增加受力面積和摩擦力方向以防止車體在上樓時(shí)打滑，同時(shí)橡膠材質(zhì)的抗震性和耐磨性也可更好地保證車體安全。因各個(gè)行星輪由3個(gè)輪胎圍繞一個(gè)中心點(diǎn)平均120°分散組成，保證車體的穩(wěn)定性。在工作狀態(tài)時(shí)可保證每個(gè)行星輪的重心都在轉(zhuǎn)軸上，使車體在爬樓時(shí)呈現(xiàn)更好的效果。見圖5（紅色箭頭為摩擦力方向，藍(lán)線為前后輪的重心連線）。

（四）需求矛盾沖突解決

在車體上下部采用弧形滑軌連接。1.車體行駛在狀況不良的路段時(shí)，除了下部減震，給上部儲(chǔ)貨倉增加一定“運(yùn)動(dòng)空間”，雙重保險(xiǎn)保證儲(chǔ)物倉更加平穩(wěn)；2.如圖4中第一張與第二張的兩種狀態(tài)下儲(chǔ)物倉對比線（綠線為水平線，黃線為儲(chǔ)物倉基于水平線的位置對比線）可知，車體在無電梯社區(qū)進(jìn)行爬樓作業(yè)時(shí)，車體會(huì)產(chǎn)生一定的傾斜角度，通過對上下部分連接的滑軌控制，可使儲(chǔ)物倉保持平衡，保證內(nèi)部貨物如雞蛋、蛋糕、飲品等的安全。部分運(yùn)輸車為了增強(qiáng)此項(xiàng)功能會(huì)在內(nèi)部設(shè)置“專物專格”，大大降低了儲(chǔ)物倉內(nèi)部空間的使用率。圓潤造型的儲(chǔ)貨倉也更方便弧形滑軌對于儲(chǔ)物倉的平衡控制。

在機(jī)械臂的設(shè)計(jì)上采用盤旋式結(jié)構(gòu)并讓機(jī)械臂可以單獨(dú)工作。一是在機(jī)械臂的前端賦予3個(gè)“手指”抓取結(jié)構(gòu)，保證在有電梯的社區(qū)中為用戶送貨時(shí)可用機(jī)械臂去觸按電梯的按鈕鍵，也可增加機(jī)械臂抓取貨物的精準(zhǔn)度；二是在機(jī)械臂上增加多個(gè)可旋轉(zhuǎn)的柔性結(jié)構(gòu)[15-16]，當(dāng)機(jī)械臂在工作時(shí)可以保證最大自由度，工作結(jié)束后自主盤旋到儲(chǔ)物倉的側(cè)面，與車身融為一體。另外，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到機(jī)械臂位置于儲(chǔ)物倉取貨口的對面，因此在機(jī)械臂放置物品進(jìn)儲(chǔ)物倉時(shí)，倉體前部分會(huì)向后滑動(dòng)打開，方便放置貨物。見圖6。

除了以上矛盾沖突的解決，為加強(qiáng)車體對不同地形的適應(yīng)性，在三角行星輪內(nèi)部同時(shí)設(shè)計(jì)了可伸縮的支架，用于抬高車身的底盤，以及在儲(chǔ)物倉下方的滑軌上，加以升降功能，以此來調(diào)節(jié)儲(chǔ)物倉的高度，兼顧身高、年齡各不相同的人群。在必備屬性中增加警示行人程度功能，保留無人智能運(yùn)輸車的語音警示功能的基礎(chǔ)，并在三角支架中間與儲(chǔ)物倉后部加上紅色警示燈。具體細(xì)節(jié)見圖7。

結(jié)論

本文以用戶需求為導(dǎo)向，提出了一種將Kano、AI工具與TRIZ創(chuàng)新性地結(jié)合應(yīng)用于社區(qū)無人智能運(yùn)輸車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，對社區(qū)無人智能運(yùn)輸車進(jìn)行需求研究與功能矛盾分析。最終研究結(jié)果表明：Kano、AI與TRIZ集成的設(shè)計(jì)流程方法，可打破設(shè)計(jì)師本身的固有思維模式，加入AI工具重構(gòu)設(shè)計(jì)流程，對用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)意向圖發(fā)散，拓展更多實(shí)現(xiàn)用戶需求的產(chǎn)品形態(tài)方式。值得注意的是，當(dāng)前AI工具在對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多不合理性，需要更理性、科學(xué)的設(shè)計(jì)方法推敲配合，才可得到更加符合用戶需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。在現(xiàn)代無人智能運(yùn)輸車趨于同質(zhì)化的情形下，以定量與定性的兩種方式結(jié)合AI工具的探索性對實(shí)現(xiàn)用戶需求的產(chǎn)品形態(tài)方式進(jìn)行發(fā)散的設(shè)計(jì)流程，可幫助設(shè)計(jì)師更快速找到設(shè)計(jì)形式去滿足用戶需求，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)滿足用戶個(gè)性化需求提供更多可能性，也為后續(xù)相關(guān)產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供可行的解決思路。未來在對用戶需求功能實(shí)現(xiàn)方面，還可增加更多分析設(shè)計(jì)方案的方法，以探索更多不同的可能性。

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