基于FAST的酒店紫外線消毒產(chǎn)品概念設(shè)計

石元伍, 童 威

(湖北工業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計學(xué)院,湖北 武漢 430068 )

消毒作為切斷病毒傳播途徑的重要手段,在疫情防控期間發(fā)揮著重要作用[1]。但大多數(shù)專業(yè)消毒設(shè)備主針對醫(yī)用環(huán)境設(shè)計,如重癥病房鞋面消毒設(shè)備[2]、醫(yī)用消毒機(jī)器人[3]等,設(shè)計者對民用消毒產(chǎn)品關(guān)注度欠佳。酒店消毒產(chǎn)品仍停留在傳統(tǒng)化學(xué)消毒劑上[4],存在消毒功能單一、操作流程繁瑣及消毒不徹底等問題。因此,迫切需要對其進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計,降低人員在酒店環(huán)境意外感染病毒的風(fēng)險。目前,相關(guān)學(xué)者在概念設(shè)計階段對SET,AHP和FAST的理論優(yōu)勢進(jìn)行了單獨(dú)或兩兩集成研究。如楊勤等[5]以家用智能蔬菜種植箱概念設(shè)計為目標(biāo),運(yùn)用SET獲取用戶需求缺口;楊昕妍等[6]將AHP運(yùn)用于衛(wèi)浴造型設(shè)計中,構(gòu)建了衛(wèi)浴產(chǎn)品的評價指標(biāo)體系;董曉瑋等[7]借助FAST模型梳理出水果快遞箱功能間關(guān)系,完成了FAST在產(chǎn)品概念設(shè)計中的功能創(chuàng)新;宋端樹等[8]將AHP-FAST理論優(yōu)勢相結(jié)合,實現(xiàn)老年人智能盥洗產(chǎn)品由需求到功能的映射。

由上述文獻(xiàn)可知,SET可挖掘用戶需求缺口,為后續(xù)設(shè)計目標(biāo)提供靶向性。AHP能明確用戶需求權(quán)重,量化需求指標(biāo),提高設(shè)計客觀性;FAST以基本需求為目的,對子需求進(jìn)行功能拓展求解,實行用戶需求至產(chǎn)品功能的轉(zhuǎn)化。本文將SET/AHP/FAST三者設(shè)計優(yōu)勢相整合,對酒店紫外線消毒產(chǎn)品進(jìn)行概念創(chuàng)新設(shè)計。

1 概念設(shè)計的概述

概念設(shè)計是受需求驅(qū)動的創(chuàng)造性工作,是新產(chǎn)品研發(fā)及量產(chǎn)前的關(guān)鍵階段[9]。其目標(biāo)是實現(xiàn)用戶需求至功能的轉(zhuǎn)換,在性質(zhì)上,概念設(shè)計具有顯著的實驗性、前瞻性和試錯性;在功能上,概念設(shè)計探索了產(chǎn)品的更多可能性[10]。因此,酒店紫外線消毒產(chǎn)品概念設(shè)計應(yīng)以需求-功能-形態(tài)的鏈扣式推進(jìn),即在把握當(dāng)下用戶多層次需求信息的基礎(chǔ)上,以符合邏輯的功能系統(tǒng)求解方法結(jié)合符合客觀環(huán)境下的造型、材料、裝飾來呈現(xiàn)產(chǎn)品概念。

2 SET,AHP,FAST概述

2.1 SET,AHP,FAST簡介

因素分析法認(rèn)為對社會趨勢(Society)、經(jīng)濟(jì)(Economy)以及先進(jìn)技術(shù)(Technology)三要素進(jìn)行綜合分析研究,可及時發(fā)現(xiàn)機(jī)會缺口獲取有效的用戶需求關(guān)鍵詞,明確產(chǎn)品概念設(shè)計方向,開拓新市場[11]。

層次分析法(AHP)即定性與定量相結(jié)合的決策分析法[12]。層次分析法可為復(fù)雜的評估事件提供科學(xué)、簡明的數(shù)量指標(biāo),為使用者在決策問題上提供客觀依據(jù)。其特點是對多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的評價因素進(jìn)行層次化及數(shù)量化分析,羅列出指標(biāo)客觀權(quán)重,以減少個人主觀臆斷,利于設(shè)計者對用戶需求重要度展開分析。

功能分析系統(tǒng)技術(shù)法(FAST)遵循線性邏輯對功能分解拓展,廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品概念設(shè)計階段[13]。FAST依據(jù)輸入—運(yùn)行—輸出的模式建立系統(tǒng)分析模型,將復(fù)雜的用戶語義需求與抽象的設(shè)計目標(biāo)轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的功能需求,實現(xiàn)功能的科學(xué)拓展,為概念設(shè)計指引方向。

2.2 SET/AHP/FAST的集成方法

概念設(shè)計過程中由于用戶、行為、情景具有一定的復(fù)雜性、矛盾性,需要借助SET分析法動態(tài)分析用戶需求,挖掘產(chǎn)品機(jī)會缺口,創(chuàng)新概念設(shè)計方向。但其缺乏定量分析,需借助AHP對需求指標(biāo)進(jìn)行層次分析并量化排序,以避免決策結(jié)果的主觀性,為決策者后續(xù)設(shè)計提供數(shù)字依據(jù)。FAST作為強(qiáng)大的功能創(chuàng)新求解方法,通過對需求多層次、多目標(biāo)的功能分析,實現(xiàn)需求至功能的逐層映射,為解決設(shè)計問題提供新思路。綜上所述,SET/AHP/FAST三種方法各有優(yōu)勢和劣勢,SET著重發(fā)現(xiàn)問題,AHP注重分析問題,FAST分析法重在解決問題。發(fā)現(xiàn)問題是分析問題的基礎(chǔ),分析問題是解決問題的必要條件。結(jié)合上述三種方法各自理論強(qiáng)項形成優(yōu)勢互補(bǔ)的SET/AHP/FAST模型,見圖1。

圖1 基于SET/AHP/FAST的集成設(shè)計方法

3 SET/AHP/FAST模型的概念設(shè)計與流程

3.1 SET分析法的用戶需求分析

用戶需求是產(chǎn)品設(shè)計的生命線[14],用戶研究的目的就是深入挖掘用戶潛在需求,以設(shè)計出符合特定場景的產(chǎn)品方案。傳統(tǒng)調(diào)研方法因耗時長、效率低,導(dǎo)致概念設(shè)計方案無法滿足當(dāng)下環(huán)境的需要[15]。SET分析法通過動態(tài)分析當(dāng)前形勢下社會、經(jīng)濟(jì)環(huán)境和技術(shù)因素,以協(xié)助設(shè)計人員全面、同步分析需求,及時梳理歸納調(diào)研數(shù)據(jù),為下一步AHP法做準(zhǔn)備。

3.2 AHP確定用戶需求權(quán)重

通過對SET分析法得出的用戶需求篩選、總結(jié)、歸納,搭建層次階梯模型。其中包括目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層。目標(biāo)層為概念設(shè)計提出的總需求,準(zhǔn)則層為實現(xiàn)目標(biāo)層所需要的原則、因素及限制條件。依據(jù)準(zhǔn)則層進(jìn)一步分化出指標(biāo)層,其目的是實現(xiàn)準(zhǔn)則層的具體方法與路徑。依據(jù)AHP標(biāo)度法原則[15],對指標(biāo)重要性賦值,并兩兩比較,其重要度對應(yīng)1～9數(shù)值,數(shù)值越大,越重要。如表1所示。

表1 判斷矩陣標(biāo)度賦值及意義

其計算過程如下:

根據(jù)比較n個準(zhǔn)則層元素得到判斷矩陣

A=(aij)n×n

(1)

由列向量平均值公式(2)、(3)計算權(quán)重Wi及特征向量W

(2)

W=[W1,W2,…,Wn]T

(3)

依據(jù)公式(4)求得判斷矩陣最大特征值

(4)

式中:(AW)i表示AW中第i個元素。

根據(jù)公式(5),(6)對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗。

(5)

式中:CI為判斷矩陣一致性指標(biāo);RI為隨機(jī)一致性指標(biāo);CR為一致性比率。

(6)

如表2所示,當(dāng)CR<0.1時,表明判斷矩陣通過一致性檢驗,矩陣結(jié)果較為合理。反之則需對矩陣數(shù)值適當(dāng)調(diào)整。

表2 1-9階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

將最底層進(jìn)行一致性檢驗后,把各個指標(biāo)權(quán)重相較于上一層指標(biāo)權(quán)重計算匯總,形成總體排序。

3.3 FAST法構(gòu)建產(chǎn)品功能

基于上述步驟得到的用戶需求權(quán)重結(jié)果,可將需求特征詞匯更迭為功能屬性詞匯,進(jìn)而構(gòu)建產(chǎn)品功能模型。借助FAST創(chuàng)建產(chǎn)品功能樹結(jié)構(gòu)模型,將總功能自上而下分解至若干個子功能中,并對子功能進(jìn)行拓展、合并,以層次遞階的方式將用戶需求映射到各基本功能,實現(xiàn)用戶需求到功能的轉(zhuǎn)化,整個過程須保持需求與功能的高度一致性(圖2)。

圖2 FAST功能樹結(jié)構(gòu)模型

4 酒店紫外線消毒產(chǎn)品設(shè)計實踐

針對酒店環(huán)境,以酒店紫外線消毒產(chǎn)品為設(shè)計目標(biāo),驗證SET/AHP/FAST的集成模型在概念設(shè)計中的可行性。

4.1 酒店消毒產(chǎn)品的SET需求分析

因當(dāng)下社會、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)一直在不斷變化、發(fā)展,三者之間相互作用、影響,傳統(tǒng)調(diào)研方式已無法契合當(dāng)下環(huán)境的需要。進(jìn)而采用SET分析法作為概念設(shè)計前期需求調(diào)研方法,通過對多方因素進(jìn)行全面、同步分析,準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)品機(jī)會缺口,明確設(shè)計方向。

為獲取酒店消毒產(chǎn)品的用戶需求,對酒店消毒產(chǎn)品創(chuàng)新的價值機(jī)會做前期評估,參考現(xiàn)有醫(yī)用專業(yè)紫外線消毒車、酒店實地調(diào)研及大數(shù)據(jù)匹配,依據(jù)回收的85份有效數(shù)據(jù)結(jié)果顯示傳統(tǒng)消毒產(chǎn)品存在不足:1)消毒功能單一,消毒流程繁瑣,效率低;2)酒店保潔人員期望產(chǎn)品具有更靈活的轉(zhuǎn)場能力,實現(xiàn)多場景消毒;3)酒店經(jīng)營者對消毒清潔整合產(chǎn)品渴望度增加;4)酒店住客希望消毒過程可視化;5)酒店住客期望產(chǎn)品對病毒徹底消殺。將上述問題歸納統(tǒng)計如表3所示,即作為用戶需求突破口,為后續(xù)酒店實地調(diào)研獲取用戶重點需求提供依據(jù)。

表3 SET產(chǎn)品機(jī)會關(guān)鍵詞

為將用戶需求缺口轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)確合理的產(chǎn)品功能屬性,需對用戶需求進(jìn)一步分析。通過實地調(diào)研湖北省武漢市某四星級酒店保潔人員清潔客房流程,詳細(xì)記錄部分保潔人員清潔客房過程中的潛在問題,構(gòu)建酒店客房的客觀場景,如表4所示。研究發(fā)現(xiàn),酒店保潔人員在客人退房后,都會借助清潔服務(wù)車進(jìn)行后續(xù)消毒清潔工作,因此考慮以清潔服務(wù)車作為紫外線消毒產(chǎn)品概念設(shè)計的外觀要素。

表4 用戶與客房環(huán)境交互問題分析表

對表3、4信息整合,參考產(chǎn)品機(jī)會關(guān)鍵詞,進(jìn)一步明確用戶關(guān)鍵需求。分析酒店客房交互環(huán)境,提取出”人—機(jī)—環(huán)境“信息,挖掘酒店情景中的隱性需求。通過對用戶需求整合,以KJ法將用戶對功能的需求劃分為安全健康、靈活可靠、效率需求及用戶體驗,構(gòu)建酒店紫外線消毒車需求層次結(jié)構(gòu)(圖3)。

圖3 酒店紫外線消毒車需求層次結(jié)構(gòu)

4.2 應(yīng)用AHP確定用戶需求權(quán)重

4.2.1構(gòu)建各因素判斷矩陣根據(jù)圖3酒店紫外線消毒需求層次結(jié)構(gòu)模型,分別設(shè)計兩份調(diào)查問卷對準(zhǔn)則層與指標(biāo)層進(jìn)行打分。將兩份問卷分別發(fā)放給酒店保潔人員及酒店住客共計56名用戶開展調(diào)研,回收有效問卷48份。為保證評價結(jié)果的客觀性,邀請工業(yè)設(shè)計師、酒店保潔人員、酒店住客共同組建專家小組對上述問卷中的量化值進(jìn)行判斷矩陣構(gòu)建A-E。判斷矩陣如下所示:

4.2.2層次單排序及一致性檢驗對于矩陣A,最大特征向量WT歸一化為:

對CR一致性求解λmax=(∑(Aw/w))/n=4.1831,n=4,RI=0.89得出CI=(λmax-n)/(n-1)=0.0610,CR=CI/RI=0.0686。同理,得出其他層次權(quán)重:

所有一致性比例結(jié)果,其均值均小于0.1,通過一致性檢驗(表5)。

表5 一致性比值

4.2.3層次總排序及一致性檢驗總排序一致性檢驗:

CR=(0.5161×0.0404+0.1601×0.0019+0.2107×
0.0046+0.1132×0.0236)/(0.5161×0.89+0.1601×
0.52+0.2107×0.52+0.1132×0.89)=0.0330<0.1

通過一致性檢驗,證明上述數(shù)據(jù)具備客觀性。各級權(quán)重結(jié)果及排序見表6。

表6 紫外線消毒車需求指標(biāo)權(quán)重分析

4.3 需求權(quán)重結(jié)果分析

4.3.1一級需求權(quán)重分析在安全健康、靈活性、效率、用戶體驗四項一級指標(biāo)中,安全健康的需求程度最高,同時也是紫外線消毒車設(shè)計的基本要求。酒店作為疫情的高發(fā)地帶,入住人口雜、客房內(nèi)空氣流通差都會帶來各種安全隱患。效率對于提升酒店服務(wù)質(zhì)量及盈利具有重要作用,安全健康與效率反映了消毒車應(yīng)具備的基本功能,而用戶體驗次之。通過進(jìn)一步分析了解,保潔人員對傳統(tǒng)化學(xué)消毒產(chǎn)品使用模式上有較強(qiáng)的依賴性,對新產(chǎn)品在功能使用上存在擔(dān)憂?？傮w排序需求為安全健康>效率>靈活性>用戶體驗。

4.3.2二級需求權(quán)重分析指標(biāo)層的需求權(quán)重直接關(guān)乎產(chǎn)品的最終形態(tài),它能夠反映產(chǎn)品功能局部與整體之間的關(guān)系。酒店紫外線消毒車準(zhǔn)則層安全健康排序為:消滅多種病毒>消毒過程無環(huán)境污染>室內(nèi)空氣凈化>地毯消毒清潔,后疫情時代,人與病毒共生,酒店環(huán)境的復(fù)雜性決定了病毒的多樣性,消滅多種病毒一直是當(dāng)前較為關(guān)注的問題。該權(quán)重排序表明了概念設(shè)計的前瞻性,代表對當(dāng)前最具挑戰(zhàn)性與難度的痛點挖掘,目前的酒店傳統(tǒng)化學(xué)消毒液尚無法達(dá)到此需求,而地毯清潔難度相對較低,已有相對成熟的清潔工具能予以應(yīng)對。除安全健康外,酒店環(huán)境中布草回收及時消毒能切斷病毒傳播源,防止客房間病毒交叉感染。靈活性需求方面,消毒產(chǎn)品定點放置,可協(xié)助保潔人員騰出更多的時間,保證酒店其他工作的順利開展。用戶體驗方面,操作簡單易上手權(quán)重最高,表明傳統(tǒng)消毒劑嚴(yán)格的濃度配比與復(fù)雜的消毒流程對保潔人員的困擾。

4.4 構(gòu)建紫外線消毒車功能樹

根據(jù)得到的用戶權(quán)重,明確基本需求與輔助需求,因后疫情時期人們對健康生活觀念的重視,殺菌知識已得到一定的普及,可以暫時將專業(yè)殺菌知識普及需求予以剔除,把握設(shè)計重點。將其他需求分解到具體的功能(圖4)。

圖4 酒店紫外線消毒車功能分析圖

5 設(shè)計案例

通過SET對前期產(chǎn)品機(jī)會缺口分析,依托AHP中13項功能權(quán)重排序,結(jié)合FAST功能分析圖,確定酒店環(huán)境紫外線消毒車外觀與功能的匹配關(guān)系,完成酒店消毒車概念設(shè)計,見圖5。

圖5 紫外線消毒車概念設(shè)計

首先,概念設(shè)計充分考慮酒店整體消毒環(huán)境的復(fù)雜性。在安全健康需求方面,紫外線消毒車基于現(xiàn)有UV-C紫外線裝置的基礎(chǔ)上增加了臭氧消毒裝置、空氣凈化裝置與高溫高壓蒸汽消毒技術(shù),保障保潔人員對酒店環(huán)境全方位、高效率的開展消毒工作,各功能單元部件見圖6。

1-空氣凈化裝置出風(fēng)口;2-中控開關(guān);3-升降UV-C紫外線裝置;4-狀態(tài)燈;5-布草箱;6-高壓蒸汽水箱;7-UV-C紫外線燈;8-高壓蒸汽噴口;9-酒店補(bǔ)給模塊;10-掃地裝置;11-臭氧發(fā)生裝置圖6 消毒清潔手推車爆炸圖

在效率需求方面,紫外線消毒車將消毒功能與清潔功能相整合,可高效輔助保潔人員輕松完成日常殺菌工作。在靈活性需求上,紫外線消毒車前后采用模塊化設(shè)計,一號定點放置,消毒清潔酒店客房環(huán)境,二號酒店補(bǔ)給。在客戶退房高峰時段,紫外線消毒車可拆卸消毒清潔單元與酒店補(bǔ)給單元,配合保潔人員完成多房殺菌與日用品補(bǔ)給?？头繗⒕瓿?保潔人員對布草進(jìn)行回收處理,紫外線模塊可對布草箱進(jìn)行二次消殺,保證回收流程的安全性,杜絕布草回收過程病毒交叉感染(圖7)。

圖7 保潔人員使用效果圖

用戶體驗方面,住客在入住前可借助手機(jī)APP與本產(chǎn)品互聯(lián),及時掌控酒店客房消毒狀況,減輕住客對酒店客房消毒疑慮(圖8左)。保潔人員可通過APP,調(diào)節(jié)紫外線消毒車工作狀態(tài),避免紫外線與人體皮膚直接接觸,造成安全隱患,此外酒店保潔人員可借助數(shù)據(jù)反饋了解消毒進(jìn)度,以便靈活統(tǒng)籌工作。APP操作界面簡明、直觀,降低保潔人員誤操作幾率(圖8右)。

圖8 兩類人員操作界面設(shè)計

紫外線消毒車打破傳統(tǒng)消毒模式的限制,有效為保潔人員節(jié)省工作時間,提高消毒清潔工作效率與安全性。為驗證概念設(shè)計方案可行性,邀請工業(yè)設(shè)計師、酒店工作人員與住客共同進(jìn)行評價,產(chǎn)品功能對比詳見表7。

表7 新舊消毒產(chǎn)品功能對比

6 結(jié)論

本文將SET,AHP和FAST各理論優(yōu)勢相結(jié)合,得出SET/AHP/FAST的集成方法,并對酒店紫外線消毒車進(jìn)行了系統(tǒng)化的概念設(shè)計。基于SET三因素分析用戶需求、把握產(chǎn)品機(jī)會缺口,利用AHP賦予用戶層次需求權(quán)重,依托FAST實現(xiàn)功能系統(tǒng)分析求解,通過SET-AHP-FAST的過渡,體現(xiàn)了概念設(shè)計由分析需求到滿足需求的過程。需求到功能的映射,契合概念設(shè)計實踐的一般規(guī)律,驗證了SET/AHP/FAST集成方法應(yīng)用于產(chǎn)品概念設(shè)計中的可行性與有效性,避免設(shè)計過程中設(shè)計師與用戶需求脫軌的弊端。最大化滿足多方用戶需求,不僅改善傳統(tǒng)酒店客房消毒模式,也實現(xiàn)了創(chuàng)新設(shè)計目標(biāo),為概念設(shè)計理論研究提供有益參考。由于該款產(chǎn)品目前尚處于概念設(shè)計階段,在實證研究過程中仍存在一些局限性,后續(xù)將對該方案進(jìn)行可行性評估、實用性測試等流程,以保證概念產(chǎn)品方案落地。