基于QFD與TRIZ理論的兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)

麥嘉雯 李誠 李沿睿

關(guān)鍵詞：家具設(shè)計(jì);QFD;TRIZ;兒童床;創(chuàng)新設(shè)計(jì)

中圖分類號：TS664 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2022）02-0029-03

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，兒童約占我國人口總數(shù)的四分之一，我國兒童家具市場規(guī)模已超1313.6億元，人口數(shù)量之龐大使我國擁有廣闊的兒童家具消費(fèi)市場。兒童時(shí)期是塑造人類身心健康成長的敏感期，也是智力和個(gè)性發(fā)展的關(guān)鍵階段，在這期間他們的生理、心理和智力都會隨著年齡的增長而不斷發(fā)生變化。兒童床在長期的使用中會對兒童的身心健康發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。然而市面上的兒童床大多只是成人家具的“微型化”，這種類型的兒童床往往功能單一，除了具備基本的睡眠功能以外，并不具備其它支持兒童成長發(fā)展的育兒功能（如：趣味性、創(chuàng)造力、價(jià)值觀等）。由于兒童家具所承載的功能在很大程度上具有很強(qiáng)的特殊性和復(fù)雜性，因此，此類“微型化”兒童家具并不能滿足不同年齡段兒童的身心成長需求。對于一個(gè)家庭而言，兒童家具的使用時(shí)效性短，被廢棄的兒童家具不僅會造成家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還會對環(huán)境造成嚴(yán)峻的生態(tài)負(fù)擔(dān)。在此情況下，設(shè)計(jì)師必須始終準(zhǔn)確把握與產(chǎn)品功能相關(guān)的用戶需求，尋求更科學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方式，在產(chǎn)品開發(fā)階段改進(jìn)功能和創(chuàng)造新功能以提升用戶滿意度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最大化利用。因此，文章針對市面上兒童床的現(xiàn)存問題，通過將QFD與TRIZ理論的融合應(yīng)用，開發(fā)一款能夠延長使用時(shí)限的兒童床，以更好地滿足用戶的多元化需求。

1 QFD與TRIZ理論解析

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，質(zhì)量功能展開（QFD，Quality Function Deployment）是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)劃過程中確定產(chǎn)品概念的有效工具，是一種將客戶需求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)功能的方法，旨在最大限度地提高客戶滿意度。QFD質(zhì)量功能展開可以分為質(zhì)量企劃與傳達(dá)兩部分。質(zhì)量企劃部分通過一系列矩陣與圖表完成，其中質(zhì)量表起到重要作用，質(zhì)量表從形狀來看猶如一間房子，因此，質(zhì)量表也稱為質(zhì)量屋。質(zhì)量屋常用于將市場信息轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品設(shè)計(jì)戰(zhàn)略，通過該矩陣量化分析可直觀的反映工程要素與用戶需求之間關(guān)系的重要程度。但QFD無法解決技術(shù)問題之間的矛盾，因此，可以結(jié)合創(chuàng)新發(fā)明問題解決理論（TRIZ，Theory of Inventive Problem Solving），解決設(shè)計(jì)中的技術(shù)矛盾。

TRIZ是一種良好的創(chuàng)造性問題解決過程，有助于避免低效的問題解決途徑，提供各種矛盾問題的解決原則。TRIZ的一個(gè)顯著特征是其系統(tǒng)的問題解決過程，整個(gè)問題解決過程由TRIZ工具指導(dǎo)，這些工具能夠使問題解決者在以前被證明成功的解決方案上進(jìn)行探索。矛盾矩陣表是TRIZ理論中最常用的工具之一，如表1所示，該矩陣由39個(gè)工程參數(shù)和40種發(fā)明原理組成。39個(gè)工程參數(shù)被定義為技術(shù)系統(tǒng)的行為或狀態(tài);40項(xiàng)發(fā)明原則描述了每項(xiàng)原則中包含的詳細(xì)解決方案思路，以及解決涉及給定的矛盾情況的一些示例。TRIZ理論的優(yōu)勢在于將沖突點(diǎn)和矛盾，整合成問題解決的有效策略方法并轉(zhuǎn)化為進(jìn)步的動力，使設(shè)計(jì)研發(fā)有效進(jìn)行過程改善和問題解決。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，TRIZ能夠幫助工程師和開發(fā)者解決技術(shù)矛盾并且發(fā)明新技術(shù)。

通過整合QFD和TRIZ理論，將問題與顧客需求做系統(tǒng)化分析，得出相關(guān)兼顧各方面考量的設(shè)計(jì)概念與建議，遵循TRIZ分析所提供之建議，對產(chǎn)品的外型設(shè)計(jì)、尺寸設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)及材質(zhì)選用等方面進(jìn)行進(jìn)一步的改善與創(chuàng)新，使產(chǎn)品創(chuàng)新可以系統(tǒng)地執(zhí)行從“產(chǎn)品規(guī)劃”到“概念設(shè)計(jì)”的所有流程。TRIZ與QFD理論相結(jié)合后，設(shè)計(jì)師能夠高效地篩選出設(shè)計(jì)中重要的項(xiàng)目，解決設(shè)計(jì)所出現(xiàn)的技術(shù)問題和顧客的需求。

2兒童床用戶分析

按照國際公約法《兒童權(quán)力公約》的內(nèi)容所示，醫(yī)學(xué)界將兒童規(guī)定為14歲以下作為醫(yī)學(xué)觀察年齡，超過14歲便是大齡兒童。為了更有針對性地進(jìn)行研究，把研究對象設(shè)定為14周歲以下的非大齡兒童。對于14歲以下的兒童劃分，一般分為：嬰兒期、幼兒期、學(xué)齡前期、學(xué)齡期。

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)以及對各大兒童床具實(shí)體店進(jìn)行市場調(diào)查，并對所收集的資料進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出不同年齡階段的兒童對于兒童床具有不同的使用需求，如表2所示。新生兒出生后的28天到1周歲稱為嬰兒期，嬰兒期階段的寶寶對于母親具有較強(qiáng)的依賴性，在兒童床選購方面可以使用搖籃床類產(chǎn)品來模擬胎兒存在于母親子宮內(nèi)的輕微晃動感，可以增加寶寶對周圍環(huán)境的安全感，更有助于寶寶入睡;幼兒期的是指1周歲到3周歲的兒童，幼兒期是兒童智力開發(fā)的重要階段，這個(gè)階段的兒童精力旺盛，對新鮮事物充滿好奇，父母可以選購益智型兒童玩具來輔助開發(fā)寶寶智力，輔助寶寶身心健康成長。此時(shí)，游戲床就可以為兒童提供一個(gè)相對安全的玩樂小天地;學(xué)齡前期是指從幼兒期至開始步入小學(xué)前的階段，即3周歲到6周歲，父母可以開始在此階段有意識地培養(yǎng)兒童的獨(dú)立自主能力，比如獨(dú)自攀爬上床、獨(dú)自入睡等，沙發(fā)床可以方便家長坐在床邊與寶寶互動，陪伴寶寶獨(dú)自入睡;學(xué)齡期是指從入學(xué)到青春期開始，一般是6周歲到12周歲，這個(gè)階段的孩子具備一定的獨(dú)立自主能力，需要有自己的獨(dú)立空間，可以在自己的床上獨(dú)立入睡。

3基于QFD與TRIZ理論的兒童床設(shè)計(jì)分析

3.1兒童床設(shè)計(jì)質(zhì)量屋構(gòu)建

由于兒童還不具備成熟的認(rèn)知思維和溝通能力，因此，調(diào)研以長期照顧兒童日常生活的家長為調(diào)研對象。通過對線上購物平臺的用戶反饋與交易數(shù)據(jù)的信息收集分析以及對廣州市0～3歲、3～6歲、6歲以上，共計(jì)80名兒童家長進(jìn)行線下問卷調(diào)查與用戶訪談，發(fā)掘用戶對選購與使用兒童床的真實(shí)體驗(yàn)，得到用戶對產(chǎn)品的真實(shí)需求與期望。主要根據(jù)用戶需求研究，從兒童床的使用感受、功能結(jié)構(gòu)、材料選取等方面進(jìn)行需求元素提取，針對目前市面上的兒童床的使用者需求的各項(xiàng)項(xiàng)目作出評分，最終統(tǒng)計(jì)出8項(xiàng)主要用戶需求元素：易操作、符合人機(jī)、趣味性、安全環(huán)保、適齡使用、耐用實(shí)用、性價(jià)比高、多用性。根據(jù)兒童家具設(shè)計(jì)的相關(guān)行業(yè)準(zhǔn)則規(guī)范與產(chǎn)品質(zhì)量需求展開設(shè)計(jì)的方法，獲取兒童床設(shè)計(jì)的技術(shù)措施為：色彩、材料、功能、結(jié)構(gòu)簡化程度、尺寸、造型、可靠程度、舒適程度。輸出關(guān)系矩陣，構(gòu)建用戶需求與技術(shù)措施質(zhì)量屋如圖1所示，該質(zhì)量屋呈現(xiàn)了用戶需求與技術(shù)措施之間相互關(guān)系的重要程度和技術(shù)特性之間的相關(guān)性。

3.2分析矛盾

通過對圖1質(zhì)量屋中用戶需求與技術(shù)措施之間的相對關(guān)系矩陣進(jìn)行信息分析，根據(jù)質(zhì)量屋所呈現(xiàn)的信息可得知以下結(jié)論：

（1）“適齡使用”“符合人機(jī)”“耐用實(shí)用”為用戶的主要需求，應(yīng)盡可能地最大化滿足;（2）“功能”“結(jié)構(gòu)簡化程度”的技術(shù)措施與用戶需求之間的關(guān)系比較緊密，在兒童床設(shè)計(jì)中應(yīng)在這兩個(gè)技術(shù)特性中著重考慮;（3）質(zhì)量屋中存在3對負(fù)相關(guān)，分別是功能與結(jié)構(gòu)簡化程度（即產(chǎn)品的功能越多，越難以簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)）、功能與穩(wěn)定性（即產(chǎn)品的功能越多，越難以確保產(chǎn)品使用的穩(wěn)定性）、結(jié)構(gòu)簡化程度與穩(wěn)定性（即產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越簡潔，越可能使組成產(chǎn)品整體的各個(gè)部件之間的穩(wěn)定性降低）。

3.3解決矛盾

根據(jù)TRIZ系統(tǒng)中的39個(gè)通用參數(shù)的含義所描述的矛盾為：No13穩(wěn)定性——指系統(tǒng)組成部分之間的相互關(guān)系以及整體性。拆卸、磨損或化學(xué)分解都會降低整體的穩(wěn)定性。No26物質(zhì)的量——指部件、材料或子系統(tǒng)的數(shù)量，可以永久或臨時(shí)的被全部或部分改變。N035適應(yīng)性及多用性——指物體或系統(tǒng)適應(yīng)外部變化的能力或作用在不同條件中的能力。見表3，矛盾矩陣（部分）。

對照表3矛盾矩陣（部分）所建議的發(fā)明原理，選取目前可用于兒童床設(shè)計(jì)的原理有：No2拆出——從物體中拆出有需要的部分;No3局部性質(zhì)——物體中的各個(gè)部分其功能應(yīng)當(dāng)各不相同、從物體的一致結(jié)構(gòu)過渡到不一致結(jié)構(gòu)、物體的每個(gè)部分都應(yīng)具備最適用于它工作的條件;No15動態(tài)——將物體分為彼此相對移動的幾個(gè)部分;No17向另一維度過渡——使用多層結(jié)構(gòu)代替單層結(jié)構(gòu)。

4基于QFD與TRIZ理論的兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案

根據(jù)前期的用戶需求調(diào)研、QFD質(zhì)量功能展開以及TRIZ矛盾矩陣分析的相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)一款集嬰兒搖籃床、兒童床、兒童木馬玩具、沙發(fā)床于一身的多功能兒童床，主要設(shè)計(jì)著重點(diǎn)包括產(chǎn)品功能的多用性、整體結(jié)構(gòu)的拼裝方式以及延長產(chǎn)品的使用時(shí)限，減少原材料資源浪費(fèi)，最大化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品使用價(jià)值。

第一種使用方式為嬰兒搖籃床，適合月齡較小的嬰兒使用。搖籃床床具高度為：900mm，寬度為：500mm，長度為：1000mm，床板離地面高度為：500mm，護(hù)欄高度為：270mm，護(hù)欄寬度為：30mm，間隔為：50mm，搖籃搖晃角度為8°。符合嬰兒床的安全使用標(biāo)準(zhǔn)。

第二種使用方式為兒童床和兒童木馬玩具，適合月齡較大，能夠獨(dú)立行走的兒童使用。利用發(fā)明原理No17向另一維度過渡，把嬰兒搖籃床的床板設(shè)計(jì)成雙層加固型，其中，兒童木馬玩具的部分部件拼裝于上層床板之中。當(dāng)兒童需要玩耍木馬玩具時(shí)，利用發(fā)明原理N02拆出，把上層床板翻轉(zhuǎn)過來并把兒童木馬玩具的部分部件拆出，同時(shí)把嬰兒搖籃床的腳架拆出，拼裝成兒童木馬玩具。拆除腳架的嬰兒搖籃床，仍可作為兒童床正常使用。這樣就能實(shí)現(xiàn)在不影響兒童床的正常使用的前提下，添加木馬搖椅拼裝后的玩耍功能。兒童床高度為：850mm，寬度為：500mm，長度為：1000mm，床板離地高度為：250mm，護(hù)欄高度為：450mm，護(hù)欄寬度為：30mm，間隔為：50mm;當(dāng)木馬組裝完成后高度為：570mm，寬度為：510mm，把手寬度為：250mm，半徑為：20mm，坐墊長度為：450mm，寬度為：150mm，中間缺口為：20mm，搖籃床腳架部件成30°夾角，設(shè)計(jì)合理的傾斜角度以防兒童玩耍木馬時(shí)傾斜摔倒。

第三種使用方式為沙發(fā)床，適合兒童或成人使用。利用發(fā)明原理No3、No2與No15，把兒童床中作為防護(hù)欄的部件拆卸出來，移動拼裝至兒童床的背面床腳處，使其變成一張結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的沙發(fā)椅。沙發(fā)椅高度為：850mm，寬度為：500mm，長度為：1000mm，床板離地高度為：450mm，護(hù)欄高度為：270mm，護(hù)欄寬度為：30mm，間隔為：50mm。兒童或成人都能夠正常使用。

三種使用方式的使用場景效果，如圖2所示。

該兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)原型制作完成以后，為驗(yàn)證該產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的上述三種使用方式的可行性，參照圖1質(zhì)量屋中的用戶需求與技術(shù)措施之間的相關(guān)性，把用戶所提出的8項(xiàng)需求元素作為兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)的用戶使用滿意度調(diào)查評估的評估值，并從參與兒童床用戶需求的線下問卷調(diào)查的80名兒童家長中隨機(jī)抽取10位家長作為本次兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)的用戶使用滿意度調(diào)查的參與評估對象。依照調(diào)查評估結(jié)果生成用戶反饋雷達(dá)圖，如圖3所示。8項(xiàng)用戶使用滿意度調(diào)查評估值中有6項(xiàng)在8分以上，驗(yàn)證了兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)在本次用戶使用滿意度調(diào)查評估中，用戶滿意度較高，達(dá)到了產(chǎn)品創(chuàng)新的預(yù)期。但是易操作和趣味性這兩個(gè)評估值低于8分，需要針對這兩部分進(jìn)行進(jìn)一步改良優(yōu)化，具體優(yōu)化措施為：（1）簡化拆裝結(jié)構(gòu)從而減少本產(chǎn)品的三種使用方式在切換使用時(shí)所需要的拆卸重裝的操作步驟，讓用戶在不需要看使用說明的情況下也能正確使用。（2）應(yīng)更深入地了解各年齡階段兒童的審美喜好，在兒童床的色彩搭配和外觀造型設(shè)計(jì)方面可以更富有童趣。

5結(jié)語

文章通過將QFD與TRIZ理論的融合應(yīng)用對兒童床進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，發(fā)掘市面上常見兒童床中的共性痛點(diǎn)，結(jié)合線上線下用戶調(diào)研資料的整理分析結(jié)果，遵循QFD與TRIZ理論分析的步驟，提升設(shè)計(jì)問題解決的效率，尋找最合適的兒童床創(chuàng)新設(shè)計(jì)問題解決方案，最終設(shè)計(jì)出一款多功能兒童床。該多功能兒童床可以通過簡單的自行拆解拼裝成適合不同年齡段兒童使用的家具或玩具，創(chuàng)造有助于兒童成長的環(huán)境。同時(shí)，延長產(chǎn)品的使用時(shí)限，減少資源浪費(fèi)，提升了產(chǎn)品的可持續(xù)性。

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