基于QFD的外卖电动车设计

吕中意，孙 婧，邹丛烁，冯 海

(成都理工大学工程技术学院，四川 乐山 614000)

通过互联网预定的餐饮商品(后文简称外卖)需通过较远距离递送才能到达消费者手中，递送过程具有时效要求高、递送地点分散、单个地点递送量少[1]等特点。二轮电动自行车(后文简称电动车)灵活机动、方便省力，成为当前递送外卖的主要交通工具。

目前电动车以载人为主，以外卖配送为核心功能的设计尚在探索阶段。现有研究主要集中于两个方面：其一，提出整体的设计方向，包括造型一体化、停车结构牢固灵活、储物空间整齐有序[2]、骑行舒适安全[3]等，对用户需求以感性评判为主，带有较强的经验描述性质；其二，针对局部结构提出改进设计思路，主要集中于扫码及报警装置[4]、路线提醒装置[5]、智能化控制装置[6]和箱架[7]等，解决了该类产品的部分设计问题。而外卖电动车的设计是一个系统性工作，它不仅是递送工具，也是外卖行业的形象展示工具[8]，其设计过程是逻辑思维与形象思维并重的模糊性过程[9]，受到其功能结构、人机关系以及品牌、文化与造型特征等多重约束[10]，仅从设想推导设计思路或只着眼于局部结构都不足以形成良好的系统性方案。本文调研用户需求，以需求和技术目标为导向建立质量屋，以此指导初步设计；通过联合分析法量化设计因素的评估权重系数，采用李克特量表和模糊矩阵对目标方案进行优度评估，以指导深入设计，整体研究目标在于提升该类产品设计工作的科学性。

1 基于QFD的外卖电动车设计流程

1.1 质量屋构建及设计流程

质量功能配置(quality function deployment，QFD) 方法采用多层次分析法将客户和市场要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求和生产要求[11]，最终表达为质量屋。以外卖电动车为设计对象的质量屋构建流程为：1)采用观察法、访谈法、问卷调查法三者结合，获取用户需求；2)采用层次分析法对用户人员权重进行分配计算，对需求进行聚类和权重计算；3)由专家提出与需求相关的工程特性与技术要求并进行自相关分析和相关分析；4)通过市场竞争性评估建立各工程特性与技术要求目标值；5)依据前述因素与指标，构建质量屋。具体流程与方法如图1所示。

1.2 QFD需求模型及需求重要度

需求信息是设计的驱动力，也是设计工作中确定各工程特性的起步环节[12]。外卖送餐员是外卖电动车的核心用户，目前全国有近120万外卖送餐员，男性占比超70%，以20～35岁的青壮年为主。采用观察法、访谈法、问卷调查法三者结合，对43名外卖送餐员(男性38人，女性5人)进行调研，采集其对送餐交通工具的使用需求。同时调研电动车总体设计师1人、结构设计师3人、生产技术员2人、电动车维修人员3人、采购及成本核算人员2人、营销人员7人，采集其对外卖电动车设计的研发、生产、营销等需求。构建外卖电动车需求模型如图2所示。

根据其信息构成，需求模型的基本逻辑可以表示为：

图1 设计流程与方法

A=A1∪A2∪A3

A1=P(ηij|λi)(i=1,2；j=1，…，x1)

A2=P(ηij|λi)(i=1,2,3；j=1，…，x2)

A3=P(ηij|λi)(i=1,2；j=1，…，x3)

式中：x1为被调研核心用户数；x2为被调研研发人员数；x3为被调研相关人员数。

图2 外卖电动车需求模型

对一线信息集Ⅳ采用亲和图法进行聚类整理与权重分配，得外卖电动车聚类需求权重为

1.3 工程特性与相关分析

邀请前述总体设计师、结构设计师、生产技术员组成技术专家团队，根据聚类后各需求的详情提出相关工程特性及技术要求，见表1。

表1 工程特性及技术要求

表1中工程特性及技术要求与一线需求之间的相关度可用表2所示的符号进行标识。

根据表1确定工程特性与技术要求之间的关联性，可用表3的符号进行标识。

表2 工程特性及技术要求与一线需求相关度符号

表3 工程特性及技术要求之间关联性符号

1.4 竞品评估

竞品评估包括竞争企业相关产品的市场评估和技术评估，前者关注竞品对一线需求的满足度，后者关注对工程特性及技术要求的满足度，均采用李克特量表作为评估方法。市场评估结果=李克特量表加权平均值/5×权重，技术评估以李克特量表加权平均值为评估值，评估人员为本文1.2中所有人员另加本文作者共计65人。

1.5 构建外卖电动车QFD质量屋

根据前文聚类需求及权重、工程特性与相关分析、竞品评估结果，以一线需求及权重(重要度)为左墙、工程特性及技术要求关联矩阵为屋顶、工程特性及技术要求为天花板、工程特性及技术要求与一线需求关联矩阵为房间、竞品市场竞争性评估为右墙、技术竞争性评估与目标为地下室，构建外卖电动车QFD质量屋如图3所示。

图3 外卖电动车QFD质量屋

2 外卖电动车设计

2.1 设计草案

草案是整个产品设计开发周期中的第一阶段，对后期方案深化起着框架性作用[13]，在设计初期，应从更宽泛的视角和新的视点审视问题，避免过早定论和受到既成概念的影响[14]，常采用发散思维。外卖电动车的发散性设计在结构与操作约束基础上进行，应建立合理的优化设计选择面，既延存既有属性，又构筑新的造型设计方案，本研究前期草案如图4所示。

图4 外卖电动车发散性设计草案

2.2 草案评估与筛选

草案评估主要考量设计方案的新颖性与合理性。包含外卖送餐员4人、电动车总体设计师1人、结构设计师1人、生产技术员1人、营销人员2人在内的9人评估小组对图4所示各方案进行技术要求评估。经评估，前述6个方案中，方案5(综合总分为87.68)、方案3(综合总分为85.56)分别排名第一、第二，将其纳入下一步优化设计的范围。因两者分值差距较小，为保证设计工作的准确性，在深入设计之后，将进行以QFD质量屋为评判内容的全面评估，择更优者进行生产设计。

2.3 深入设计

2.3.1方案3的深入设计

1)外观设计。

方案3通过轻巧轮胎及相对流畅的尾灯造型形成整车的流畅性特点，采取黑蓝配色，外卖箱侧面增加蓝色吉祥物图案，形成产品的视觉识别特征。具体设计如图5所示。

图5 方案3深入设计效果图

2)关键结构设计。

外卖箱是保证餐品安全的核心结构，同时影响着操作的便利性和整个产品的成本，方案3中外卖箱包括前斗、中箱及连接结构。如图6所示，前斗用于放置紧急外卖件或外卖送餐员的随身小物；中箱为主要储放装置，既卡接在笼头连杆上，也搁置在踏板上，位于送餐员与车架之间，较之现有外卖箱，其高度更低，有助于减少途中颠簸可能造成的外卖倾洒，如图7所示。

图6 方案3前斗

图7 方案3中箱的分层结构

方案3的智能辅助结构集中于前端笼头处，如图8所示，电子屏用于显示订购信息、导航地图和车辆控制信息；手机支架与USB数据插口解决手机放置和充电的问题；支架右侧有快速锁车按键，当需重新启动电动车时，按下该按键并在屏幕上输入密码即可解锁。

图8 方案3智能辅助结构示意图

2.3.2方案5的深入设计

1)外观设计。

方案5通过防滑能力更好的宽车胎及相对方正的外卖箱形成稳重的造型特点，采取黑黄配色，具体设计如图9所示。

图9 方案5深入设计效果图

2)关键功能结构设计。

方案5外卖箱的关键结构包括快速撤装卡槽、防撒漏卡件、箱盖卡锁等，具体设计如图10～12所示。快速撤装卡槽解决骑行时箱体后滑脱落和外卖箱快速撤换问题。箱内防洒漏卡件主要包括可伸缩搁板与卡带，可伸缩搁板解决外卖多层叠放时不易取放、没有压板则容易倾倒的问题；卡带有弹性，解决饮料摇晃洒漏的问题。外卖箱盖的防盗结构主要为箱盖上的卡锁。

图10 方案5外卖箱与后座面板快速撤换示意图

图11 方案5外卖箱内的防洒漏卡件示意图

图12 方案5外卖箱盖的卡锁示意图

方案5的智能辅助结构集中于前端笼头处，基本结构与操作方式与方案3一致，如图13所示。

图13 方案5智能辅助结构示意图

3 基于需求模型的设计方案评估

依据1.2中的聚类需求权重矩阵，邀请本文一线需求采集中所述的61位被调查者对上述2个优化方案进行评估，评估内容为“餐品安全、车辆安全、美观新颖、成本控制、简洁操作、智能辅助”所包含的22项详细需求，R表示方案评价矩阵，R3为方案3的评价矩阵，R5为方案5的评价矩阵，以R3为例：

ηij=(3.27，3.00，4.42，3.61，4.95，5.31，10.30，3.20，8.67，9.98，5.20，2.27，4.85，2.43，1.98，6.07，8.04，2.43，2.75， 3.40，1.76，2.09 )

因“稳定性、流畅、新颖、操作便捷”需求权重明显大于另外的18项需求，适宜采用主因素决定型模型进行运算，该模式记为：Z(∧，∨)，∧表示取小，∨表示取大。

方案满意度评价值U3计算公式如下：

U3=ηij·R3j

式中：R3j为方案3各聚类需求权重。则U35=(0.95∧3.27) ∨(0.68∧3.00) ∨(0.68∧4.42)∨(1.14∧3.61) ∨(0.59∧4.95) ∨(0.91∧5.31) ∨(0.77∧10.30) ∨(0.50∧3.20) ∨(0.55∧8.67) ∨(0.86∧9.98) ∨(0.41∧5.20) ∨(0.59∧2.27) ∨(0.68∧4.85)∨(0.91∧2.43) ∨(0.68∧1.98) ∨(0.68∧6.07) ∨(0.18∧8.04) ∨(0.59∧2.43) ∨(0.82∧2.75) ∨( 0.68∧3.40) ∨(0.86∧1.76) ∨(0.14∧2.09 )=1.14，表明对于方案3，受访者认为达到“非常满意”的数值是1.14。依次输入，得到U34=1.45，U33= 0.91，U32=0.41，U31=0.27，为便于使用百分比进行表示，将以上数据归一化处理得到：U3=(0.272 7,0.346 9,0.217 7,0.098 1，0.064 6)，表示对2个方案的22个评估因素进行评价，受访者认为设计方案3为5级(非常满意)、4级(满意)、3级(一般)、2级(不满意)、1级(非常不满意)的人数分别占总人数的27.27%，34.69%，21.77%，9.81%，6.46%，方案3综合评价结果为满意,认为一般的人数多于非常满意人数。

相同方法运算方案5中的评估结果，可得U5=(0.337 6，0.383 6，0.173 9，0.069 1，0.035 8)，受访者认为设计方案5为5级(非常满意)、4级(满意)、3级(一般)、2级(不满意)、1级(非常不满意)的人数分别占总人数的33.76%、38.36%、17.39%、6.91%、3.58%，方案5综合评价结果为满意,认为非常满意的人数明显多于一般人数。

综合来看，2个方案综合评价结果虽均为“满意”，但方案5中的“非常满意”、“满意”评价明显多于方案3，而方案3的“一般”、“不满意”和“非常不满意”评价多于方案5，因此方案5适合作为最终方案进行深层次的生产设计与样品制作。另外，从各因素详细评估数据看，在生产设计环节，方案5需优化“标准化生产”和“成本控制”两项。

4 结束语

外卖电动车设计是一个依托灵感与外观感受的模糊性过程，也是一个多目标混合与优化配置的理性过程。用户需求与重要度分析是外卖电动车设计的起步环节，本文通过调查和聚类分析提出餐品安全、车辆安全、美观新颖、成本控制、简洁操作、智能辅助六大用户需求，通过层次分析量化设计因素的评估权重系数，根据聚类需求及权重、工程特性与相关分析、竞品评估结果建立外卖电动车的QFD质量屋，以此指导完成多款设计方案，为同类产品的系统性设计提供可参考的方法。