南京林业大学李永昌教授团队:用户感知驱动下的适老化家具设计路径

随着人口老龄化的加剧,越来越多适老化家具涌入市场。为匹配适老化家具用户感知及提高其设计个性化与人性化,本研究在用户感知驱动下集成层次分析法(AHP)-公理化设计(AD)-逼近理想解排序法(TOPSIS)进行适老化家具设计实践,以提升用户对产品的使用满意度。首先,从用户感知维度调研并挖掘适老化家具用户需求要素,并采用AHP法分析适老化家具需求要素重要性; 其次,根据AD理论独立性原则将关键需求要素转化为设计参数,为设计方案开发提供技术支持; 最后,基于TOPSIS对适老化家具设计方案进行客观优选决策。以适老化床头柜设计为例,采用该设计路径对其展开深入实践探讨,结果表明用户感知驱动下采用AHP-AD-TOPSIS模型设计的适老化床头柜方案优于市场上现有产品。可见该适老化家具开发路径具有系统性、完整性,可提高老年用户对家具的使用满意度,并为适老化家具设计研发提供有价值的参考思路。

当前适老化家具在造型、结构及功能上虽考虑了无障碍性、舒适性,但仍有部分适老化家具存在功能单一、缺乏个性化与人性化等问题,其主要是由于该类产品在设计研发中忽略了以用户为中心的设计理念,在前端开发中缺乏对用户感知需求要素的深入探讨,在设计生产研发过程中对技术参数掌握不够准确,及适老化家具设计方案决策较为主观等因素所致。

近年来,大量学者针对用户感知理论下的创新设计展开了丰富的研究。例如:褚海峰等基于感知体验视角,从历史、文化、功能、形式、精神感知五方面对历史文化街区街道各类家具进行用户感知评价,并对此提出改进策略; 高瞻等将用户感知理论融合AHP与TOPSIS法,构建出设计展览动态海报设计方法研究路径。

因此,南京林业大学李延文、李永昌将在用户感知驱动下,通过引入恰当研究方法对适老化家具设计展开深入探讨,以期为适老化家具设计的创新发展提供有效的理论与实践参考。

用户感知在适老化家具设计领域主要用于了解用户对家具功能、外观风格、操作偏好等需求,采用其进行适老化家具需求要素挖掘更能贴近实际需求、发掘潜在需求、增强适用性、提高满意度。然而根据其进行需求挖掘后,重要度如何尚未清晰呈现。近年来,设计领域中较为常见的需求重要度分析方法主要有KANO模型、AHP、TOPSIS、AD、结构方程模型(SEM)、创新问题解决理论(TRIZ)等,其中,AHP作为一种将定性问题转化为量化分析的研究方法,通过建立层次分析模型、构建判断矩阵、代入算法等步骤,最终得出综合权重值,具有科学、客观、系统的优点。在适老化家具设计研究中,采用AHP能有效整合多方意见,系统化处理复杂决策因素,并以定量化的方式为设计提供科学依据; 此外,AHP的灵活性、敏感性分析和一致性检验功能使其在适老化家具设计中具备极高的科学性和权威性,相比其他权重计算方法更加简单高效。因此,本研究采用该方法确定用户感知分析后的需求权重可较好弥补德尔菲法、熵值法、Better-Worse系数图分析等传统权重计算方法在精确性和灵活性上的不足,可进一步提升权重准确度。

然而,AHP法并未能提供如何在设计中具体实现这些需求的原则和方法,AD理论可快速地将用户需求映射为设计参数。例如:杨希博等、周生祥等通过运用AD理论中的独立性公理和信息公理,将用户需求转化为具体的设计参数; 戴宇轩等以适老化座椅为研究对象,采用AHP、QFD与AD方法进行设计研究,构建产品功能概念矩阵,进行适老化座椅功能筛选。在根据该类重要设计参数进行适老化家具方案推敲过程中,可推演出大量适老化家具设计方案,然而如何确定最优方案尚未明确。TOPSIS法作为一种常见多指标决策分析方法,其通过运算结果直观显示出各方案之间差距,从而帮助决策者选择最优方案,减少因主观判断带来的偏差。但TOPSIS法事先尚未具备各评价指标权重,因此,方案评估决策前采用AHP法对TOPSIS评价指标进行权重赋值,其具有高效性及科学性,可促进设计方案评估更全面、客观和准确。本研究在用户感知驱动下集成AHP、AD与TOPSIS构建适老化家具设计开发路径,其具有用户需求挖掘广泛科学、需求偏好权重计算明确、方案优选决策科学等优点,研究路径见图1。

随着生活水平提高,适老化床头柜作为一种专为满足老年人需求而设计的产品不断涌入市场。当前市场适老化床头柜种类丰富,但设计标准相对模糊,这导致适老化床头柜设计难以充分契合老年人行为习惯,且功能单一。同时,技术参数映射缺乏合理性及方案决策优选缺乏客观性,导致在适老化床头柜研发生产中面临生产效率较低等问题,因此,本研究以适老化床头柜为案例,根据上述适老化家具设计路径展开深入设计实践。

2.1 基于用户感知的适老化床头柜需求要素挖掘

为深入挖掘老年用户在使用床头柜过程中的需求要素,在用户感知驱动下对使用床头柜老年用户进行调研,研究基于用户感知相关概念,结合桌面调研、用户访谈、文献分析等方法展开。用户感知能够有效辅助需求的深度挖掘,围绕其感知偏好性、感知易用性、感知有用性、感知价值性、感知趣味性等方面制定问卷调研内容,对用户展开调研。调研过程中共访谈31位老年用户,年龄段集中在60～82岁,其中女性15名,男性16名,以获取关于床头柜使用的更广泛需求,进而通过统计分析提取共性特征。在记录用户访谈内容时,采用了速记结合录音的方式,以确保信息的完整性,随后根据访谈用户的特征进行分类,并采用焦点小组对每一类中的样本进行分析与投票,以得出最具代表性的进行用户画像构建,如图2所示。

在用户画像构建过程中,老年群体的行为特征主要表现为行动不便、视力模糊、身体机能衰退、个性化需求等,因此,在床头柜设计过程中,考虑到老年用户的特殊需求与行为表现,其应具有安全性、易用性、辅助性等功能,如防磕碰的圆角处理、清晰的储物分类、辅助起身的支撑结构、智能化陪伴和多功能性等。在适老化床头柜设计中,用户感知中的重要影响要素与其也有着一定关联性,包括感知偏好性、感知易用性、感知有用性、感知价值性、感知趣味性,这些要素在不同程度上影响老年用户对适老化床头柜的感知效果。感知偏好性是适老化床头柜设计中的关键要素,其直接关系到老年用户的体验感与满意度,能够较为直观地反映用户对产品的喜爱程度与偏好,基于此要素,通过合理选择材质、优化造型与尺寸设计等方式,可以打造出更符合老年用户需求的适老化床头柜。感知易用性在适老化床头柜设计中同样具有重要影响,直接关系到老年用户对产品的接受度和使用频率,可通过优化操作简便性、增加辅助功能和无障碍设计等要素提升产品易理解性和易接受度。感知有用性在适老化床头柜设计中主要体现在满足多功能需求、提高生活质量、增强安全感等方面,具有感知有用性的适老化床头柜能显著提高用户对产品的认可度和满意度。感知价值性则反映了产品的安全性、智能化功能及用户对其情感和文化认同感,通过综合考虑这些方面,可设计出更加符合老年用户需求且具有较高感知价值的产品。感知趣味性在适老化床头柜设计中具有积极的影响,通过增强吸引力、促进用户与产品间互动,能够激发用户对适老化床头柜的情感愉悦度与感知趣味性。

结合上述分析,通过对不同渠道的调研结果及用户画像内容的归纳,确定了适老化床头柜设计的重要需求要素,并将其进一步细化,总结得出23个适老化床头柜用户需求指标。在感知偏好性方面整体造型应简洁圆润,色彩淡雅柔和,材质安全舒适,符合人体工程学,柜体拉动无噪声; 感知易用性方面需具有辅助起身功能,拉手方便抓握,柜体灵活移动,储物方式分类清晰; 感知有用性方面应在高度上可自由调节,具有充电、感应照明、放置拐杖、紧急呼救等功能; 在感知价值性方面,产品材质需经久耐用、安全环保,并集成智能语音辅助系统以提供情感陪伴; 在感知趣味性方面可具有拓展性功能桌板,融入交互功能与趣味化符号设计。

2.2采用AHP的适老化床头柜需求要素分析

根据上述用户感知驱动下获取的用户需求,采用层次分析法对其进行需求重要度分析,其主要步骤如下:①将用户需求要素定性为与决策相关指标,构建层次结构模型,将目标层拓展至准则层、子准则层、方案层,并根据用户感知驱动下的需求要素构建适老化床头柜层次分析模型; ②建立判断矩阵,计算各项权重; ③根据权重计算结果进行优先排序以获取重要用户需求要素,明确后续适老化床头柜技术参数映射及设计方案构思中的重要用户需求。首先构建出适老化床头柜设计层次分析模型,如图3所示。

其次构建判断矩阵并邀请相关领域专家填写,共邀请23位与家具产品设计相关的人员填写。基于适老化床头柜设计层次分析模型与判断矩阵,对各层级设计指标进行相对比较并赋分,计算出适老化床头柜设计准则层及子准则层的最终权重值,最后进行一致性检验(表1～表7)。

1)计算各层标度的乘积(M_i)。

为更清晰呈现适老化床头柜各用户需求的综合权重值,通过综合权重运算对其进行求解,得出如图4所示的综合权重排序。可见抽拉式柜体D₁、辅助起身功能D₄、拉手方便抓握D₃、快捷充电C₅、造型简洁圆润A₃、感应式照明C₃、语音提醒E₄、符合人体尺寸A₁、明格式台面D₂、紧急呼救C₄排序较靠前,这10项用户需求相对重要,因此,在适老化床头柜方案构思过程中应重点关注上述需求。在满足综合权重外,还需考虑重要度评分排序较前的需求,如可拓展台面B₂、趣味化符号B₄、经久耐用E₃,以显著提升老年用户对适老化床头柜的使用满意度。

2.3基于AD理论的适老化床头柜设计参数映射

AD理论由麻省理工学院的Suh教授于20世纪70年代提出,其包括域的概念、域间的“之”字形关联映射、多层次的划分等。该理论主要将抽象的高层设计需求逐步转化为具体且细化的低层实施方案,采用“Z”字形映射策略,继而将功能需求进一步映射至设计领域中的设计参数,映射关系如图5所示。

以适老化床头柜设计为例,将用户需求与人体工程学、家具设计、老年人身心特征相结合,在其设计与加工过程中,引入AD理论作为关键技术参数的指导依据。首先通过运用层次分析法选取出重要用户需求要素后,再引入AD理论将用户需求转化为相对应的功能需求,以便后续制定设计参数。

根据上述功能需求(FR),邀请5名适老化家具产品设计教授、8名适老化家具产品设计师进行深入的交流与探讨,在运用AD理论制定设计参数的同时充分考虑在家具生产过程中适老化家具的工艺要求和技术参数,如表8所示。

在矩阵表述中,功能需求与设计需求之间的强、弱相关性用“X”与“O”分别表示。当设计矩阵呈现为对角或三角时,表明设计参数符合要求,反之则表示设计参数之间不符合逻辑,与独立性公理相违背,此时应对其进行解耦处理。经分析,本研究的适老化床头柜设计矩阵呈现为对角,符合独立性公理要求,表明所选取的适老化床头柜设计参数具有合理性。

2.4适老化床头柜方案设计

根据上述分析可知,在适老化床头柜设计中要具备辅助起身功能、感应式照明、紧急呼救、可拓展台面、智能语音提醒等,通过AD理论设计参数映射分析,对适老化床头柜进行方案设计,如图6所示。方案1整体造型简约圆润,风格典雅; 床头柜上方配有可拉出的活动桌板,提供额外的搁置空间; 抽屉采用长条形把手,便于握取; 柜体侧面设置支撑扶手、紧急呼救按钮、阅读灯功能,增强了家具的辅助功能; 柜底设置感应式照明夜灯,更具安全性。方案2在此基础上,集成无线充电和智能语音提醒功能; 侧边设计紧急呼叫按钮和简易的操作面板,方便老年用户一键获取帮助; 柜面设有专门的药物储物空间,同时配有推拉式明格台面,提供灵活多样的储物方式。

2.5适老化床头柜方案优选决策

为避免在设计方案评价过程中存在决策者主观因素影响,并确保方案优选科学性与合理性,运用TOPSIS法对适老化床头柜进行客观评估。首先,评价指标依据13项关键用户需求要素进行筛选,并邀请了由19位家具设计硕博研究生、13位家具设计副教授及教授、12位适老化家具设计师与68位老年用户组成的焦点小组,对上述两个设计方案及样本方案进行评分,样本方案如图7所示。该方案在选取过程中主要根据当前市场上销量与评价较高产品,并采用KJ法进行科学选取,研究中融入样本方案进行评价排序主要为了对比其与该路径下适老化床头柜设计方案的优劣排序,若两个设计方案排序高于图7所示市场已有样本方案则表明其优于现有产品,并意味着该方法指导下的方案开发具有可行性及可靠性,从而验证该设计研究路径的科学性及合理性。其次,采取七级李克特量表根据TOPSIS运算程序对3个设计方案进行评估打分,并将结果统计后根据如下流程进行方案优劣分析。

通过上述流程计算得出各方案的C_i值(表9),其C_i值越大则方案的用户满意度越高。根据数据可知两个设计方案均优于样本方案,表明用户感知下集成AHP-AD-TOPSIS的设计路径方法应用于适老化家具设计中具有可行性与科学性。

经过系统的研究流程分析,最终确定方案2为最佳方案,并对其展开细节及优化设计,如图8～图9所示。在造型设计上,适老化床头柜整体造型简约美观,尺寸为540 mm×425 mm×620 mm,四角配有高度为150 mm的木质支撑腿,结构稳固且便于打扫清洁; 柜体边角采用圆滑设计防止磕碰,以增强安全性; 柜体一侧配有辅助支撑扶手,方便老人在起身或弯腰时抓握。

在储物空间方面,柜体设有两个大容量抽屉,搭配长条形把手,抓握舒适,省力便捷; 在抽屉上方设计了推拉式明格台面,提供额外的置物空间,方便临时放置水杯、果盘或书籍等常用物品; 桌面设有凹陷式药盒,方便老人药物的放置和取用,整体设计方便实用,满足了老年用户日常生活的多种需求。在功能模块层面,床头柜集成多种实用功能模块,桌面配备阅读灯、无线充电、智能语音提醒功能; 无线充电设计简单直观,充电便捷; 智能语音提醒功能设置为自动化或一键设置模式,在初次设定好后可定时提醒老年用户服药及知晓时间,操作简单,增加了生活的便利性; 侧边集成紧急呼叫按钮和简易的音频操作面板,便于老年用户在需要时快速获取帮助; 柜子底部内置感应式夜灯,为老人夜间起床或移动提供安全光源,减少跌倒的风险,同时不会影响休息(图10)。