基于KANO模型與TRIZ理論的兒童家具輕設(shè)計(jì)研究?

劉宗明 李倩文

（湖南工業(yè)大學(xué)包裝設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，株洲 412007）

隨著“二胎政策”的全面開放，兒童家具市場(chǎng)迎來了高速發(fā)展新機(jī)遇。同時(shí)，伴隨消費(fèi)升級(jí)，家長(zhǎng)對(duì)兒童家具消費(fèi)逐漸從追求功能堆砌、色彩鮮明、造型獨(dú)特等向追求輕色彩、輕材料、輕造型等轉(zhuǎn)變，輕設(shè)計(jì)已成為兒童家具領(lǐng)域一種設(shè)計(jì)趨勢(shì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的輕設(shè)計(jì)，類似于極少主義，目的是為了降低無用信息的影響，使各設(shè)計(jì)元素達(dá)到平衡，這與目前兒童家具設(shè)計(jì)需求不謀而合，實(shí)現(xiàn)兒童家具輕設(shè)計(jì)成為當(dāng)前兒童家具市場(chǎng)亟待解決的問題。兒童家具輕設(shè)計(jì)主要應(yīng)解決兩方面的問題：1）獲取兒童家具功能需求滿意度；2）準(zhǔn)確地將功能需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)。

KANO模型是由東京理工大學(xué)教授狩野紀(jì)昭提出的，用于反映服務(wù)質(zhì)量與滿意度之間關(guān)系的分析模型[1]，被廣泛應(yīng)用于用戶需求分析與獲取。TRIZ理論[2]即“發(fā)明問題解決理論”，是由前蘇聯(lián)發(fā)明家根里奇·阿奇舒勒帶領(lǐng)的TRIZ研究團(tuán)隊(duì)通過搜集、整理、研究大量專利、文獻(xiàn)，并進(jìn)行歸納、提煉建立的一套系統(tǒng)解決發(fā)明問題的理論體系，可為設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供有效的理論和方法工具。何月雯[3]應(yīng)用KANO模型對(duì)目標(biāo)用戶的需求度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,得到各功能的需求類型及需求度指標(biāo),構(gòu)建反映目標(biāo)用戶需求的產(chǎn)品功能塔,以此作為個(gè)性化需求定制或功能修改的理論依據(jù)，直觀地體現(xiàn)產(chǎn)品目標(biāo)用戶對(duì)各功能的需求,有利于優(yōu)化產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)流程,提高用戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度。楊靜[4]建立了 KANO-TRIZ 模型，并運(yùn)用其進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，基本實(shí)現(xiàn)從需求的獲取到需求轉(zhuǎn)化。本文綜合運(yùn)用KANO模型與 TRIZ理論，采用KANO模型發(fā)掘和洞察用戶需求，運(yùn)用TRIZ理論快速幫助設(shè)計(jì)師找到設(shè)計(jì)方法[5-6]，為快速有效地實(shí)現(xiàn)兒童家具輕設(shè)計(jì)提供解決思路。

1 輕設(shè)計(jì)概述

在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，“輕設(shè)計(jì)”中“輕”大多歸納為簡(jiǎn)單、明確、易用、可持續(xù)等。要實(shí)現(xiàn)兒童家具輕設(shè)計(jì)，首先應(yīng)對(duì)輕設(shè)計(jì)層次進(jìn)行梳理?；谔萍{德·A·諾曼情感化設(shè)計(jì)的三個(gè)設(shè)計(jì)水平[7]，即本能水平、行為水平和反思水平，本文將兒童家具輕設(shè)計(jì)層次劃分為物質(zhì)層、體驗(yàn)層和精神層三個(gè)層次。

1）物質(zhì)層

消費(fèi)者在選購(gòu)兒童家具時(shí)，感知到的首先是該家具的造型、色彩、材料質(zhì)感等方面的設(shè)計(jì)。因此，物質(zhì)層設(shè)計(jì)目的就是要為用戶提供舒適、輕松的主觀感受。

2）體驗(yàn)層

讓兒童在使用家具的過程中獲得積極的情感體驗(yàn),這種情感體驗(yàn)主要來源于家具的易用性，如適宜的尺寸、具有功能性的色彩或某些特定的目標(biāo)性功能等。

3）精神層

在兒童家具設(shè)計(jì)中增強(qiáng)家具與使用者之間的互動(dòng)性，引發(fā)兒童的情感共鳴，為其提供獨(dú)特的情感體驗(yàn)。

圖1 兒童家具輕設(shè)計(jì)層次模型Fig. 1 Light design hierarchy model for children's furniture

2 基于KANO模型的兒童家具需求分析

本文以兒童桌為例，闡述運(yùn)用基于KANO模型與TRIZ理論的兒童家具輕設(shè)計(jì)模型進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過程。通過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)功能單一、靈活程度不高以及生命周期不長(zhǎng)的問題在兒童桌中普遍存在，而這些問題都會(huì)影響用戶的滿意度。

2.1 KANO問卷設(shè)計(jì)

通過與對(duì)兒童家具品質(zhì)有一定要求的父母和從事兒童教育的幼教群體訪談、市場(chǎng)調(diào)研和設(shè)計(jì)調(diào)研,獲取用戶的原始需求信息。設(shè)計(jì)調(diào)查問卷時(shí)，從需求指標(biāo)能被滿足和不能被滿足兩個(gè)角度設(shè)置正反兩個(gè)方向的問題，受訪者分別在正反兩個(gè)問題選擇滿意、理應(yīng)如此、無所謂、可以接受、不滿意五個(gè)選項(xiàng)選擇一項(xiàng)，問卷設(shè)計(jì)如表1 所示。

表1 KANO問卷設(shè)計(jì)Tab. 1 KANO questionnaire design

2.2 需求分類

按照KANO模型需求分類表對(duì)用戶需求進(jìn)行整理分類匯總，如表2 所示。其中，每一個(gè)需求指標(biāo)中出現(xiàn)頻率最高的一項(xiàng)即為該需求指標(biāo)的需求類型。

表2 需求分類Tab.2 Demand classification

本次調(diào)查發(fā)放問卷共計(jì)130 份，有效問卷130 份，問卷有效率為100%。該問卷從兒童桌功能、材料、結(jié)構(gòu)、色彩四個(gè)方面設(shè)置了13 個(gè)需求指標(biāo)，受訪對(duì)象分別從滿意、理應(yīng)如此、無所謂、可接受、不滿意 5 個(gè)正反選項(xiàng)中勾選問題答案，問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3 所示。利用公式（1）和（2）分別計(jì)算各需求指標(biāo)滿意度系數(shù)Si和不滿意度系數(shù)Di[6]，得出各需求指標(biāo)KANO屬性。

其中XA表示魅力需求指標(biāo)出現(xiàn)的頻率，XM表示基本需求指標(biāo)出現(xiàn)的頻率，XO表示一維需求指標(biāo)出現(xiàn)的頻率，XI表示無關(guān)型需求指標(biāo)出現(xiàn)的頻率。

根據(jù)表3 可知，兒童桌設(shè)計(jì)的基本需求是結(jié)構(gòu)的靈活性、色彩協(xié)調(diào)性；一維需求是色彩的融合性；魅力需求為兒童桌的學(xué)習(xí)教育功能、娛樂交流、審美等功能，且材料具有可回收性、再生性、宜人性，結(jié)構(gòu)上具有可拆裝性、可替代性，色彩具備指示性。由于本文以輕設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)原則，因此選取對(duì)用戶滿意度影響最大的魅力需求為主要需求篩選對(duì)象，專家組決定最終保留需求為：功能上滿足學(xué)習(xí)教育功能、娛樂交流功能，材料上實(shí)現(xiàn)可回收性，結(jié)構(gòu)上滿足可拆裝性，色彩上具有指示性。

表3 問卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果表Tab. 3 Questionnaire statistical results table

3 基于TRIZ理論的兒童家具功能分析

功能分析是TRIZ理論分析問題的工具[8]，主要從完成功能的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，共分為組件分析、相互作用分析和功能模型三部分。通過分析，從系統(tǒng)中抽象出功能模型圖，幫助設(shè)計(jì)師將復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化，從而有條理地進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3.1 兒童桌系統(tǒng)組件分析與功能建模

1）組件分析

組件指組成系統(tǒng)或超系統(tǒng)的某一部分物體。分析兒童家具組件時(shí)，需要區(qū)分其是系統(tǒng)組件還是超系統(tǒng)組件。這里系統(tǒng)組件是指組成家具的一部分物體；而超系統(tǒng)組件就是指不是組成兒童家具結(jié)構(gòu)，但是與兒童家具組件相互作用影響的部分，如家具的使用者、家具的承載物等。

2）相互作用分析

相互作用分析內(nèi)容包括兒童家具系統(tǒng)各功能組件執(zhí)行和或完成其功能的情況，即兩個(gè)組件之間是否相互接觸。有接觸即為相互作用，用“+”標(biāo)記；無相互接觸，則用“-”標(biāo)記。在此基礎(chǔ)上繪制相互作用矩陣表。

3）功能模型

根據(jù)組件分析、相互作用分析建立功能模型，分析功能組件在整個(gè)系統(tǒng)中的作用好壞,將之劃分為有用功能和有害功能。其中，有用功能又可分為標(biāo)準(zhǔn)功能、過剩功能和不足功能[9]。對(duì)于某些成本高但是有用功能價(jià)值不太高的組件，可以去掉該組件，并利用其他組件來替代其所執(zhí)行的有用功能，這叫裁剪法,是TRIZ理論中一種解決問題的重要工具。通常遵循以下裁剪規(guī)則[10]：（1）如果有用功能被去掉，那么功能載體可以被裁剪掉；（2）如果有用功能的對(duì)象自身可以實(shí)現(xiàn)其有用功能，那么功能載體可以被裁剪掉；（3）如果能從系統(tǒng)或超系統(tǒng)中重新找出新的組件來實(shí)現(xiàn)有用功能，那么功能的載體可以被裁剪。本文主要通過對(duì)目標(biāo)產(chǎn)品——兒童家具，進(jìn)行功能分析，刪除有害功能組件及不足功能組件，以減少或消除系統(tǒng)的缺點(diǎn)，改善整個(gè)功能模型，提高兒童家具系統(tǒng)的理想度，實(shí)現(xiàn)輕設(shè)計(jì)目的。

按照功能模型相關(guān)內(nèi)容，兒童桌系統(tǒng)組件中，工程系統(tǒng)組件為桌面板、桌腿、置物架、抽屜，超系統(tǒng)組件為椅面板、坐墊、椅腿、擱板、人。各個(gè)功能組件以及組件間的相互作用類型，如表4 所示，對(duì)應(yīng)功能模型如圖2所示。

表4 兒童桌組件相互作用矩陣表Tab.4 Interaction analysis matrix of children's table component

圖2 兒童桌系統(tǒng)功能模型Fig.2 Functional model of the children's table system

3.2 兒童桌系統(tǒng)存在問題與裁剪

分析可知，桌腿、椅腿在使用過程中與人無直接接觸，但很有可能成為兒童的障礙物，使用過程中存在有害風(fēng)險(xiǎn)。此外，兒童桌作為學(xué)習(xí)功能類家具，其置物架及擱板儲(chǔ)物的作用存在不足。目前，大多通過在桌面增加擱板數(shù)量增加儲(chǔ)物數(shù)量，但是這同時(shí)增加了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，影響了整體美觀性，降低了整個(gè)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的理想度。

上述分析表明，“桌腿”、“椅腿”、“置物架”、“擱板”為有用功能價(jià)值不高的問題組件，可以被裁剪掉?！俺閷稀苯M件在儲(chǔ)物的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)支撐超系統(tǒng)組件的作用，因此可以將抽屜組件功能代替其他作用組件功能，圖3 為改進(jìn)后的功能模型。

圖3 兒童桌設(shè)計(jì)功能模型Fig. 3 Functional model of the children's table design

4 基于KANO模型與TRIZ理論的兒童家具輕設(shè)計(jì)流程構(gòu)建

對(duì)兒童家具進(jìn)行輕設(shè)計(jì)創(chuàng)新，實(shí)際是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程。為了解兒童對(duì)家具產(chǎn)品的真正需求，研究現(xiàn)有家具產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)問題，挖掘用戶需求[11-13]，是提高用戶對(duì)兒童家具滿意度的關(guān)鍵。而分析問題則著眼于針對(duì)用戶需求重要性確定過程中的主觀性和模糊性，定位用戶需求偏好程度對(duì)用戶需求重要性影響。因此，在兒童家具輕設(shè)計(jì)創(chuàng)新前期，首先利用KANO模型獲取用戶需求并進(jìn)行分類、篩選。在明確需求，獲得提升用戶滿意度的關(guān)鍵需求后，結(jié)合改進(jìn)后的兒童家具功能模型進(jìn)行綜合分析，得到初始設(shè)計(jì)方案。然后，運(yùn)用TRIZ功能分析及創(chuàng)新工具解決問題[14-15]，充分利用TRIZ 理論中39 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)構(gòu)建的阿奇舒勒矛盾矩陣表，將40 條發(fā)明原理直接、反復(fù)地應(yīng)用于發(fā)明創(chuàng)新當(dāng)中，運(yùn)用不同的TRIZ創(chuàng)新工具，找到發(fā)明問題的解決方法，最終實(shí)現(xiàn)兒童家具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

綜上，建立基于KANO模型與TRIZ理論的兒童家具輕設(shè)計(jì)流程，如圖4 所示。

圖4 基于KANO模型與TRIZ理論的兒童家具輕設(shè)計(jì)流程Fig. 4 Light design process for children's furniture based on KANO model and TRIZ theory

5 兒童桌設(shè)計(jì)實(shí)例

5.1 初步方案

結(jié)合KANO問卷篩選的需求功能，并使用前述改進(jìn)的組合兒童桌功能模型，提出兒童桌初步設(shè)計(jì)方案，如圖5 所示。

圖5 兒童桌初步設(shè)計(jì)方案Fig. 5 Sketch design

5.2 創(chuàng)新設(shè)計(jì)沖突分析與解決方法

在初步設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上，綜合分析需求，結(jié)合功能組件存在的問題與矛盾，利用TRIZ 理論提供的39 系數(shù)阿奇舒勒矛盾矩陣表和40 條發(fā)明原理，進(jìn)行對(duì)比、推敲，以獲得最佳設(shè)計(jì)方案。

矛盾1 : 家具作為陪伴兒童成長(zhǎng)的重要工具，對(duì)兒童身心發(fā)展起著很重要的引導(dǎo)作用[16-17]。因此，消費(fèi)者對(duì)兒童桌的學(xué)習(xí)教育功能、娛樂交流功能有強(qiáng)烈的需求，這意味著兒童桌需要增加方便兒童與父母交流的使用面積。而桌面的增大，使整體變大的同時(shí)，也使結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。兒童桌功能技術(shù)沖突由“設(shè)備復(fù)雜性”與“形狀”這組參數(shù)組成，查詢 Altshuller沖突矩陣表，得M36-12=[29，13，28，15]?？梢赃\(yùn)用15 號(hào)動(dòng)態(tài)化原理，利用切分、移送解決增加陪伴空間問題。具體解決方案為，將桌面進(jìn)行分割，使原本靜止的桌面分割為可移動(dòng)的上下兩層，通過抽取或者旋轉(zhuǎn)的方式解決上述矛盾，詳細(xì)解決流程如圖6 所示。

圖6 矛盾1 的解決流程Fig. 6 Resolution process for contradiction 1

矛盾2 : 伴隨二孩時(shí)代的到來，居住空間變得狹小，有限空間要達(dá)到最大利用率，收納功能逐漸占據(jù)重要地位[18]。兒童桌的可拆裝性顯得格外重要，分析功能模型中“抽屜”功能組件可知，使用者需要的是抽屜盛放物體這一功能，而不是抽屜本身?？梢酝ㄟ^一物多用設(shè)計(jì)，提高兒童桌收納效率。矛盾2 的技術(shù)沖突由“運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量”與“適應(yīng)性及多用性”這組參數(shù)組成，查詢Altshuller沖突矩陣表，得M1-35=[1，6，8，15]?？梢跃C合運(yùn)用1 號(hào)分割原理與6 號(hào)多用性原理，利用座椅、桌面實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)物功能，具體的解決流程如圖7所示。

圖7 矛盾2 的解決流程Fig. 7 Resolution process for contradiction 2

矛盾3 : 兒童日常生活中的行為方式不同于成人，比如成人習(xí)慣于“坐”和“臥”，而兒童則會(huì)不停地變換姿勢(shì)[19-20]。因此兒童家具設(shè)計(jì)中需要考慮兒童“躺”、“臥”、“趴”等姿勢(shì)，針對(duì)性地改變座椅形狀。外形設(shè)計(jì)時(shí)還要綜合考慮其形狀面積對(duì)其他組件的影響，因此矛盾3 的技術(shù)沖突由“形狀”與“運(yùn)動(dòng)物體面積”這組參數(shù)組成，查詢Altshuller沖突矩陣表，得M5-12=[5，34，29，4]?？梢跃C合應(yīng)用4 號(hào)增加不對(duì)稱性原理和5號(hào)組合原理，在不改變整體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加座椅靠背。由初步方案中兩個(gè)座椅對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形狀可知，無法在保證對(duì)稱性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)舒適的帶靠背的座椅，根據(jù)需要適當(dāng)增加其不對(duì)稱性，具體解決流程如圖8 所示。

圖8 矛盾3 的解決流程Fig. 8 Resolution process for contradiction 3

5.3 方案優(yōu)化

綜合考慮材料回收性、色彩指示性進(jìn)行草圖設(shè)計(jì)。兒童的色彩認(rèn)知與成年人不同，他們通過色彩區(qū)別物體不同功能，色彩比例的不當(dāng)使用會(huì)向兒童提供錯(cuò)誤的操作指示。而顏色過多易使兒童視覺和思維混亂，很多兒童家具產(chǎn)品只是注重產(chǎn)品顏色鮮艷，以此來吸引兒童的眼球，在設(shè)計(jì)和用材上與成人家具區(qū)別不大，對(duì)兒童的記憶和識(shí)別具有消極作用[21-22]。一個(gè)好的設(shè)計(jì)，可以在無形中改變兒童的行為方式，促進(jìn)兒童身心健康發(fā)展[23]。設(shè)計(jì)不僅僅是為了解決某一產(chǎn)品的某個(gè)問題，還應(yīng)立足全局，將生態(tài)、人文、社會(huì)等因素納入考慮范疇[24-25]。本文運(yùn)用固有材質(zhì)進(jìn)行不同功能的區(qū)分，將兒童桌分成了兩種顏色，起到功能指示作用，最終設(shè)計(jì)方案以及效果分別如圖9 和圖10 所示。

圖9 設(shè)計(jì)方案Fig. 9 Design scheme

圖10 方案效果圖Fig. 10 Example of the design scheme

6 結(jié)論

以兒童桌為例，研究?jī)和揖咻p設(shè)計(jì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法。首先采用KANO模型獲得用戶需求，并進(jìn)行分析篩選，以魅力需求為提高用戶滿意度實(shí)現(xiàn)兒童桌輕設(shè)計(jì)的關(guān)鍵需求。再運(yùn)用TRIZ理論進(jìn)行組件分析，建立功能模型，以矛盾矩陣指導(dǎo)裁剪，解決功能組件與需求之間的沖突，最終優(yōu)化技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了輕設(shè)計(jì)降低無用功能的核心目的，同時(shí)解決了魅力需求問題。本文集合KANO模型與TRIZ理論的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了兒童桌輕設(shè)計(jì)的全過程，該設(shè)計(jì)方法為兒童家具輕設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)思路，對(duì)于改變兒童家具“成人家具的縮小版”現(xiàn)象具有積極意義。