基于QFD 的家用消毒產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

任嘉煒， 姚 君

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 建筑與設(shè)計(jì)學(xué)院， 江蘇 徐州 221116）

0 引言

根據(jù)流行病學(xué)特點(diǎn)，針對(duì)傳染源、傳播途徑、易感人群制訂方案[1]。本文主要針對(duì)傳播途徑的預(yù)防進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。傳播途徑分為飛沫傳播和密切接觸傳播，對(duì)家庭中的空氣及時(shí)循環(huán)消毒。 對(duì)外出密切接觸物品和家庭成員交叉使用物品消毒為有效預(yù)防方法。

QFD 方法可以抓住主要矛盾，開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足顧客需要的產(chǎn)品， 但確定用戶(hù)需求權(quán)重時(shí)存在主觀性強(qiáng)等問(wèn)題[2]，對(duì)于設(shè)計(jì)方案是否合理沒(méi)有確定的判斷標(biāo)準(zhǔn)[3]，通過(guò)同層次分析法（Analytic hierarchy process，AHP）及公理化設(shè)計(jì)方法（Axiomatic Design，AD）對(duì)QFD 補(bǔ)充，針對(duì)產(chǎn)品的功能性、審美性、人機(jī)性，設(shè)計(jì)出一款滿(mǎn)足用戶(hù)需求和家庭預(yù)防使用要求的，集產(chǎn)品、服務(wù)、體驗(yàn)于一體的產(chǎn)品系統(tǒng)[4]，達(dá)到在居住環(huán)境一定程度預(yù)防新冠肺炎的目的。

1 家用消毒產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求構(gòu)建

1.1 基于AHP 對(duì)用戶(hù)需求權(quán)重進(jìn)行分析

對(duì)用戶(hù)需求進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查、收集，并建立遞階層次結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。

圖1 客戶(hù)需求層次結(jié)構(gòu)圖

運(yùn)用AHP 對(duì)用戶(hù)需求權(quán)重分析。 構(gòu)建A=（aij）矩陣，aij表示因素i 和因素j 相比的重要程度， 該程度由數(shù)字1、3、5、7、9 及其倒數(shù)表示，如表1。

表1 第二層用戶(hù)需求矩陣

為避免出現(xiàn)極端情況， 每層計(jì)算權(quán)重之前通過(guò)CR進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，即：

λmax借助Matelab 由矩陣A 求得，RI 取值見(jiàn)表2。 求得CR= 0.043＜0.10，一致性可以接受的。

表2 平均一致性指標(biāo)

運(yùn)用特征向量法，可得一個(gè)方程：

求得第二層各需求的權(quán)重，如表3。 以第二層各類(lèi)用戶(hù)需求為準(zhǔn)則，重復(fù)上述方法即可求得第三層需求權(quán)重，如表4。 以上計(jì)算過(guò)程均通過(guò)了一致性檢驗(yàn)CR＜0.10。

表3 第二層需求權(quán)重

表4 第三層需求權(quán)重

1.2 基于QFD 對(duì)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分析

根據(jù)用戶(hù)需求分析設(shè)計(jì)需求，見(jiàn)表5。

通過(guò)用戶(hù)需求和設(shè)計(jì)需求構(gòu)建質(zhì)量屋模型， ◎表示“強(qiáng)”相關(guān)，取值為5，○表示“中”相關(guān)，取值為3，△表示“弱”相關(guān)，取值為1，空表示“不相關(guān)”，取值為0。 并計(jì)算權(quán)重值，如表6。

權(quán)重值計(jì)算式為：

式中：CIRi—第i 個(gè)用戶(hù)需求的重要程度；TIRj—第j 個(gè)設(shè)計(jì)需求的重要程度；Rij—第i 個(gè)用戶(hù)需求和第j 個(gè)設(shè)計(jì)需求間的關(guān)系賦值。

表5 設(shè)計(jì)需求

表6 用戶(hù)需求與設(shè)計(jì)需求的關(guān)系矩陣

2 家用消毒產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)確定

2.1 設(shè)計(jì)需求向功能需求的轉(zhuǎn)化及設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

將設(shè)計(jì)需求轉(zhuǎn)化為功能需求，如：將操作界面操作簡(jiǎn)單、app 功能區(qū)劃分合理合并為操作簡(jiǎn)單功能需求， 并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)，如表7。

表7 功能需求和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)照表

2.2 基于AD 的參數(shù)分析

將功能需求和設(shè)計(jì)參數(shù)組成物理域， 檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足獨(dú)立性公理，見(jiàn)表8。

此矩陣為對(duì)角矩陣， 屬于非耦合設(shè)計(jì)，滿(mǎn)足獨(dú)立性公理，可以將功能模型向產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

表8 設(shè)計(jì)矩陣

3 家用消毒產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐

主要設(shè)計(jì)目標(biāo)為對(duì)空氣/物品消毒，次要設(shè)計(jì)目標(biāo)包括設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔的交互APP 界面、設(shè)計(jì)智能語(yǔ)音交互模式，據(jù)此進(jìn)行了技術(shù)調(diào)研，系統(tǒng)架構(gòu)搭建[5]，產(chǎn)品交互設(shè)計(jì)[6]等工作，完成了家用產(chǎn)品系統(tǒng)的主體硬件設(shè)計(jì)及軟件服務(wù)設(shè)計(jì)。

3.1 家用消毒產(chǎn)品技術(shù)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考量2019-nCoV 病毒所有滅活途徑， 將功能區(qū)劃分三層。 最底部一層為主要消毒區(qū)域， 第二層為物品消毒區(qū)/空氣二次消毒區(qū)，最上層對(duì)空氣成分進(jìn)行檢測(cè)。 內(nèi)部零件設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

圖2 內(nèi)部零件設(shè)計(jì)

3.2 “dyson”消 毒應(yīng)用APP 交互設(shè)計(jì)

GPS 定位系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)時(shí)追蹤家庭成員位置，分析所處場(chǎng)所的危險(xiǎn)等級(jí)，并且與公開(kāi)化的疫情信息進(jìn)行比對(duì)后做出判斷，具體結(jié)果在首頁(yè)進(jìn)行顯示，若單日分?jǐn)?shù)低于60 分則需要注意自己的健康情況，并且在回家后及時(shí)對(duì)隨身物品進(jìn)行消毒處理，若分?jǐn)?shù)低于30 分則處于高危狀態(tài)，該APP 會(huì)自動(dòng)提醒使用者進(jìn)行相應(yīng)檢查，若分?jǐn)?shù)低于10 分則會(huì)自動(dòng)與附近醫(yī)院取得聯(lián)系，保證使用者能夠得到及時(shí)的檢測(cè)和治療。 界面一還會(huì)顯示每日分?jǐn)?shù)判斷依據(jù)和一周分?jǐn)?shù)情況，見(jiàn)圖4（c）。

圖3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過(guò)智能檢測(cè)設(shè)備分別對(duì)家庭及公司的空氣質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)分析，分析結(jié)果顯示于界面二中，最終結(jié)果則匯總于界面一中方便查看，如圖4（d）。界面三則可以對(duì)該品牌的一系列產(chǎn)品進(jìn)行操作，提升使用體驗(yàn)，如圖4（e）。

圖4 交互界面

3.3 消毒系統(tǒng)優(yōu)化方案分析

該產(chǎn)品針對(duì)造型、功能、使用界面等方面與現(xiàn)有產(chǎn)品形成對(duì)比，并做出了一定程度優(yōu)化。 優(yōu)化部分見(jiàn)表9。

表9 優(yōu)化方案

4 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用AHP/QFD/AD 方法補(bǔ)充了QFD 方法的不足，精準(zhǔn)確定設(shè)計(jì)需求，設(shè)計(jì)出一款家庭消毒產(chǎn)品系統(tǒng)。該系統(tǒng)提高了家庭的安全程度，增強(qiáng)了用戶(hù)的使用體驗(yàn)，優(yōu)化了軟硬件之間的關(guān)聯(lián)性。 在易用性、實(shí)用性、審美性等方面均有一定程度的優(yōu)化。