基于INPD与TRIZ的一物多用婴儿床创新设计

呙智强 刘偌羽

关键词：视可成长性 INPD TRIZ 陪伴 婴幼儿

引言

目前，我国婴儿床现存市场对于不同种类的用户需求较为满足，但同一产品在满足一物多用需求时较为匮乏，并存在使用周期短、功能单一、安全性能缺乏的问题，总体外形、样式、色彩较为粗放，继而拥有可伸缩性、多功能性、安全度高、样式多样、人机交互的婴儿床对家庭儿童身心健康发展尤为重要。智能婴儿床的设计使用不仅满足家庭对此类所需产品的要求又能有效防护儿童，节约所需成本。针对现有婴儿床设计缺乏可持续使用的理论指导与设计研究现状，本文以一物多用婴儿床作为设计对象，找寻市场现存需求及产品缺口，依据INPD的理论指导进行定位，并结合TRIZ理论对婴儿床的造型设计进行指导，从而满足一物多用婴儿床针对用户不同年龄阶段的需求的同时，满足婴儿床的技术支持和所需安全性。

一、基于INPD和TRIZ結合的产品设计模型构架

（一）INPD方法概述：INPD是由Cagan教授总结的产品研发方法之一，核心理念是将研发阶段划分为识别、理解、产品概念化、产品实施，以前端机会的挖掘带动产品研发的可能。INPD在产品研发过程中，对目标用户特定需求进行定性定量研究，深入挖掘用户满意度。在用户需求、社会发展、科学技术等多方面综合考虑产品特征标准，最终确定产品识别缺口机会，为新产品研发做好准备，提高产品研发的成功率。

（二）TRIZ方法概述：创造学领域代表人物根里奇·阿奇舒勒针对发明过程中的痛难点创造性提出TRIZ理论，系统梳理了可能会遇到的发明问题并给出了相应的创新方法和准则。核心是将产品发展演变中产生的设计问题转化为管理、物理和技术矛盾，通过TRIZ理论中现存解决模式解决矛盾，并在问题解决的过程中将产品的创新改良转化为发现和消除在设计过程中所产生的矛盾，有效辅助设计师准确把握住产品设计中问题出现的本质，从而突破设计师认知局限，促进设计师研发新产品，提供创新概念，目前广泛应用于产品创新设计领域。

（三）INPD与TRIZ设计流程架构：通过INPD的四个阶段和TRIZ理论对产品一体化设计进行不断的深入研究，分析两者的优缺点，将两者结合，构成设计流程。INPD对于产品界取得巨大成果，可以精确为产品设计找寻方向，但INPD在概念化产品时段有着主观能动性和不明确性，设计师在解决问题时大多根据自身经验与理论得出。把INPD与TRIZ相组合，很好地解决了INPD在设计中存在的问题，将两者组合能够更好地指导设计师进行产品设计创新，INPD和TRIZ设计流程建构，如图1。

把INPD四个过程作为产品研究的主线，第一过程是识别产品机会阶段，利用SET因素对产品前期用户需求与设计点进行分析。第二过程是依据第一阶段构建出用户需求层次结构，对目标市场及现有产品等进行调研，根据调研结果进行总结。第三过程是根据第二过程产生的产品定位和标准，利用金字塔法等方法将产品转变出多个产品概念，推敲出最好的产品概念，INPD的第一、第二过程为设计者找到了产品设计的创新概念，而第三过程通过合适的新概念生成设计方案。最终过程主要是对上一阶段产品概念进行反复检验促进方案的完善，并最终把产品概念转化为实物模型设计。

二、智能婴儿床设计实例

（一）智能婴儿床造型的INPD构建

1.识别产品机会缺口

一物多用婴儿床INPD的第一过程主要内容是识别产品机会。一物多用婴儿床按照SET因子分析法，在社会、经济、技术方面进行综合性分析，多方位审视从而获得理想的产品机会。在一物多用婴儿床的不断深入了解与研究的基础上，对一物多用婴儿床的SET因素分析，一物多用婴儿床SET分析见图2。

2.研究定义产品

INPD方法中第二过程是经过第一过程需求得出一物多用婴儿床市场现存产品缺口机会并进行全方位研究，将其理解成对需求产品属性的全局定义。主要针对于产品的目标市场、特定用户、现存市场产品、产品周边进行深入调研，定性分析其产品所存在问题与市场差异。对图3所示的婴儿床进行深入访谈和实地调研法；使用头脑风暴法、5w2h法、希望点列举法等方法将其转变成多个产品缺口，继而用SET分析法进行深入划分、研究与探讨。重复以上过程，在多个周期后，研究结果显示：当前的婴儿床在使用过程中，普遍不具备可伸缩变形功能，缺乏造型美感，创新性较差，空间利用不合理等，该产品作为典型的婴儿床范例，在市场竞争力中保持基础来源于其功能、质量和造型，由于产品同质化和市场完整度的提升，每个公司婴儿床设计在功能、造型和使用方式逐步相似，产品研发仅仅依靠尺寸和配置还不得以使婴儿床设计公司在市场中取得显著成效。

3.智能婴儿床的存在问题和问题本质

（1）存在问题

婴儿床作为婴幼儿成长必需品，市场竞争的核心力主要在产品功能、质量、与舒适性中，但随着市场中婴儿床所出现的一物多用、可成长性等功能暂时性存在缺陷。一物多用婴儿床利用INPD理论，探析出产品设计与产品措施需求之间的联系，找寻出产品功能需求存在的关系并明确技术冲突。上述问题在整体造型产品机会缺口为：外观整体会造成产品在市场竞争中附加值降低、产品竞争力和消费者认可度下降；功能性的缺口体现为：婴儿床使用性不足，产品功能定位不明确；人机交互上缺口为：用户功能可操作基本为零、没有多方面关注用户在人机交互上的需求；安全性上缺口为：材质不自然磨损和接口处松动，婴幼儿安全受到阻碍，使用周期短暂。通过分析以上问题并进行归整，如表1所示：

（2）问题本质

TRIZ理论涵盖了39个工程参数和40条发明原理，依据该理论剖析得出其存在的技术矛盾，通过该两者得出冲突解决原理在这些原理的推导和研究下得出产品设计发明的解决方法。TRIZ理论中的技术矛盾是通过一个系统在一部分优化或改善的同时另一部分恶化或冲突。一种发明、创新或技术参数的选择是以其他方面坏化为代价的，两者相互制约、相互依存。通过推敲与对比发现，由于一物多用婴儿床的“人机交互”“整体造型”在设计上是呈现对立的。通过39个工程参数进行对比分析，得出一物多用婴儿床的创新设计之中包含三对技术冲突，三对技术矛盾分别为：（1）产品外形可变换性与物体结构；（2）产品使用舒适性与动态化；（3）产品的适应性及多用性与物体的质量。考虑到创新过程中可能会遇到的因技术矛盾导致的产品内部冲突，将技术冲突作为矛盾矩阵的补充项，代入到原有的40个发明原理。进而获得最优化的产品模型。

4. 智能婴儿床设计的问题解决阶段

（1）产品工程参数

经过前期收集的目标用户对现有市场产品外观、功能等因素的反馈，得出当前市场中婴儿床普遍存在造型缺乏美感、功能形态单一的现象。然而形态单一的外形致使消费者减少了购买的欲望，导致市场成交额下降，对品牌的信任度也逐渐降低。为增加婴儿床在市场中的竞争能力和产品附加值，设计应从外形与消费者购买心理出发，在满足功能与操作简约的同时改善整体外观。当婴儿床的款式变得多样化时，产品的制作与设计成本也随之增加。把以上提到的矛盾转变成39个工程参数：改善参数为形状，恶化参数为物质损失。

通过对INPD的研究得出功能问题是婴儿床的核心设计要求，目前市场婴儿床使用周期短暂，易造成资源浪费。伴随婴儿成长发育，固定模式婴儿床很难满足一物多用的需求。婴儿床的人机交互也是增加产品竞争力的关键要素，当婴儿床折叠调节时，它的可成长性功能已经实现，但分析婴儿床使用特点时，发现存在使用方式单一的问题，不能实现一物多用。针对于此需求的增加，设计应满足婴儿不同时期的使用需求，增加产品的附加值。即婴儿床的长度是可调节的，床体可进行拆卸，达到再组装效果，实现婴儿床的一物多用，也可将一侧护栏拆卸把婴儿床放置在床边，便于妈妈照顾婴儿，当婴儿床独立使用时可将其复原，同时可以组装成儿童沙发、书桌与置物架。但随着婴儿床的可调节设计，结构上的复杂、安全问题随之而来。把以上提到的矛盾转变成39个工程参数：改善参数为适应性及多用性，恶化参数为设备复杂性；改善参数为适应性及多用性，恶化参数为运动物体的质量。

产品安全问题对于婴儿成长时期的防护至关重要，伴随着婴儿的成长，床体护栏高度成为婴儿防护的主要组件，过低或过高所造成的危险与麻烦都会影响产品的使用满意度。针对这个需求，不同年龄阶段的婴儿在使用产品时，护栏高度可依据需求进行调节，并且升降部件要减少零件松动与磨损，为防范婴儿出现卡头现象，护栏栏杆之间距离适中。把以上提到的矛盾轉变成39个工程参数：改善参数为结构的稳定性，恶化参数为物体产生的有害因素。

（2）矛盾矩阵表

依据矛盾矩阵表中所给出的创新方法，与以上研究融合并进行演化，从而得出明确的创新方法，开拓思维，设计备选方案，最后选取最佳方案。表2中第一列为改进参数，第一行为恶化参数，矛盾矩阵表中行与列的交叉处单元格中所表示的数字为40条发明原理的序列号。如表2所示。

阿奇舒勒矛盾矩阵表中为找寻化解冲突原理提出了可行性的设计方案，依据婴儿床创新设计的需求，在40个发明原理中筛选出1（分割）、5（组合）、32（改变颜色）、15（动态化）、4（不对称）、6（一物多用）、40（复合材料）、和10（事先行动）这些发明原理来解决创新设计中所存在的问题。剩余发明原理对于婴儿床的创新设计不具备很大的指导意义，因而不采用。如表3所示有关一物多用婴儿床设计中所出现的发明原理。

（3）婴儿床问题解决方案

依据矛盾矩阵表得出相匹配的产品设计发明原理，获得解决方案。

1.婴儿床造型问题

No.1分割原理：对婴儿床进行分割，使其容易拆分与组装，促使婴儿床的整体外观统一的同时，在分割后床板、护栏与置物柜等部件也可依据使用情况方便的进行组合与拆卸维修；No.5联合原理：将婴儿床床体和置物柜等其他功能部件统一组合并区别于其他产品使得婴儿床造型温馨简洁，安全防护，提高产品的使用率。No.32改变颜色原理：婴儿在四个月左右视力发育逐渐健全，能够开始辨别颜色，在婴儿床的设计中选取适当配色，不仅为产品带来独特的气质，还会为孩子增加丰富的想象力，锻炼与事物的联系。如图4所示：

2.婴儿床功能性问题

No.15动态化原理：婴儿床的床体整体加长，进行分割，延长部分设计成两个具有相互联系的部件，利用五金件的作用连接两部分，使婴儿床实现折叠功能，折叠后能够满足婴儿时期对床的要求，将折叠部分展开后床体变长，增加使用年限，满足婴幼儿对产品的成长需要，实现婴儿床的尺寸伴随不同年龄阶段的婴幼儿身体成长状况与使用需求进行调节。No.4不对称原理：基于对产品结构、外形的需求变化，婴儿床护栏设计成可翻折状态，从而改变护栏的高度，方便妈妈照顾婴幼儿，翻折后可与成人床拼接，妈妈在晚上也可照看孩子。

No.6一物多用原理：伴随着婴幼儿的成长，婴儿时期及幼儿时期对床的使用已经不能够满足，可将婴儿床一侧护栏拆除，可作为儿童沙发使用，婴儿床侧边的抽屉可以作为婴幼儿日常常用衣物、物品的简易收纳盒，易于拿取，节约了常用物品的寻找时间。婴幼儿成长至儿童阶段，将支撑儿童睡觉床板自由升降，儿童可将其作为书桌使用，抽屉也可存放上学所需书籍或教育用品，方便孩子学习时可以使用。如图5所示：

3.婴儿床安全性问题

No.40复合材料：为使婴儿床提升整体温馨外型的同时又要确保婴儿的安全性和舒适性，采用榉木替代普通木材为床体主材料，榉木良好的硬度具备优质的承重表现，表面采用水性植物涂层，护栏上方安装不含邻苯二甲酸盐的防啃条，从而满足婴儿床陪伴孩子成长的需求，也很大程度上降低产品材料对婴儿健康成长的阻碍。No.10预操作原理：储物柜抽屉采用免拉手处理，上边缘为半圆凹槽设计，可预防儿童在拉开抽屉的时候夹伤手指，安全防撞。

经过对TRIZ理论的研究，结合到发明原理上，最后得出一物多用婴儿床设计方案如图6所示。一物多用婴儿床采用自然、简约的人性化设计，展现出了婴儿床造型亲和温馨、可成长性与一物多用的理念。在婴儿床安全性的外形设计方式上，选取贴近自然的榉木与明艳的色彩结合。从可成长性角度出发，参考婴幼儿成长阶段的生理现象与心理特点，分析婴儿床设计的造型、功能、安全三大部分进行设计，使婴儿床实现一物多用的可成长性陪伴产品，促进儿童家具的绿色、可持续发展。

结论

综上所述，TRIZ理论能突破常规的设计思维方法，提供科学、有效的原理，找寻明确的方向，而将TRIZ与INPD的结合，从中得到产品设计创新方法。从而分析出消费者真实心理需求，开拓设计师找寻痛点的方式，让产品设计理论贯穿设计的始终，使设计师在面对产品创新时能准确抓住设计机会点。最终设计方案有效地解决了婴儿床的可成长性问题及功能性等问题，提高了婴儿床改良设计的价值，更好地满足了用户需求。纵观现今的婴儿床市场，产品同质化严重且少数创新产品其创新程度并未得到很大提升，这不免刺激了市场之间的竞争力。基于此，设计师在解决问题时应将TRIZ理论应用到INPD方法的产品创新设计中去，不断深入研究并刺激市场的转变，促进产品实现质的飞跃。