基于QFD和AHP法的适老浴室柜设计研究

王军，刘思邑，伍赛，姚楠

基于QFD和AHP法的适老浴室柜设计研究

王军1，刘思邑1，伍赛2，姚楠2

（1.湖北工业大学，武汉 430068；2.厦门瑞尔特卫浴科技股份有限公司，厦门 361028）

设计出符合老年人实际使用需求的浴室柜产品，更好地帮助他们完成日常起居的生活。以质量功能展开（QFD）理论和层次分析法（AHP）作为理论支撑，构建适老浴室柜质量屋（HOQ）设计理论模型，并以此为依据对适老浴室柜进行设计实践。首先通过实地访谈和观察法等方式，获取老年人的行为状况和需求信息，利用KJ法对需求进行聚类和精炼，得到用户需求层次化结构；然后运用AHP法计算出各层需求的权重值；最后利用HOQ理论将用户各项需求转化为适老浴室柜设计特征。依据设计特征得到一款最为符合老年人需求的适老浴室柜设计方案。该方法能够挖掘出用户最为迫切的需求，使设计出的产品更为科学与合理，更好地帮助老年人应对衰老所带来的困扰，同时对同类产品的设计研究也具有重要的参考意义。

质量功能展开理论；层次分析法；适老家具；用户需求；浴室柜设计

根据第七次全国人口普查数据显示，我国60岁及以上的人口数量为2.64亿，占总人口的18.7%。比“六普”上升了5.44%，老年人数量逐年增多，老龄化趋势加速[1-2]。到2030年，我国将成为世界上人口老龄化问题最严峻的国家之一。适老家具由于能够帮助老年人完成日常生活起居，提升老年生活的安全性、舒适性和幸福指数[3-4]，在应对人口老龄化方面起到非常重要的作用，受到政府、企业和学者越来越多的关注和重视，许多研究人员开始对适老家具进行研究。如孙斌宾等[5]借助扎根理论在用户访谈的基础上，获取座椅类家具用户的多维度需求，然后运用FAHP建立了适老家具的评价指标层次体系，并对两款适老座椅设计方案进行综合评价。崔敦睿等[6]从老年人心理、生理需求出发，将CMF设计思想融入到适老家具设计中，旨在从表面工艺、材质、色彩三个方面分析适老家具应具备的特点，提出了适老家具CMF设计的基本原则。周橙旻等[7]通过对老年人家具的市场调研和对自理老人的问卷调查及用户访谈，总结了适老家具智能设计原则，并从智能识别、调节、监测和提示等角度进行设计实践。刘昊等[8]以老年人自助换鞋器为例，通过观察、访谈、问卷等形式收集用户需求数据，然后从功能、质量、使用、美观及价值5个维度确定了设计方案的评价指标，结合层次分析法对方案进行择优评价。陈欣然等[9]通过分析国内外健康养老型家具现状，并结合老年人的身体机能、行为方式和情感需求的变化，设计了一款符合老人使用的康养衣柜。

以上学者对适老家具的研究主要是从老年人的心理、生理特征和情感等方面为切入点进行的，而忽视了老年人在日常生活中的实际使用需求；尽管有少数研究者考虑到了用户需求，但没有采用科学的方法来指导设计。因此，本文以QFD理论和AHP法作为理论支撑，来构建适老家具HOQ设计理论模型，并以此为依据进行设计研究。实现将用户各项需求转化为适老家具的设计特征，并完成了适老浴室柜的实例设计。其具体实施流程，见图1。

1 基于QFD理论的需求分析与设计转化

1.1 QFD理论

质量功能展开理论是一种以消费者需求为导向的结构化设计工具[10]，常用于将客户需求和要求转换为新的或改进的产品和服务的技术特征[11-12]。其核心驱动由HOQ完成[13]，建立各个阶段的质量屋，将用户需求映射到产品设计特性上[14]，实现需求转化，确定设计目的，最后完成产品开发的质量功能配置的整体流程。

1.2 用户需求路径展开及层次化结构

首先，为深入了解老年人日常行为的基本信息及对适老家具产品的外观和功能需求，以适老浴室柜家具为例，通过实地访谈和观察法来了解老年人日常行为的相关问题。通过预先设定的问题（见表1）对老年人进行提问访谈，收集他们的答案作为原始数据，同时观察他们在日常行为活动中所存在的问题，并做好记录。本次研究共访谈了33名年龄在60～75岁的老年人，其中男性20人，女性13人。

图1 基于HOQ设计理论的适老浴室柜设计流程

表1 访谈/观察概要（以适老浴室柜家具为例）

Tab.1 Summary of interviews/observations (taking the bathroom cabinet suitable for the elderly as an example)

将采集的有效信息进行数据统计并整理，得到目标用户对适老浴室柜的基本需求统计，见表2。

采用KJ法对用户需求进行层次化展开，为避免选词的重合性和近似性，需对低效的需求词汇进行合理筛除，最终构建较为科学和全面的用户需求层次化展开表，见表3。

表2 目标用户对于适老家具的基本需求统计

Tab.2 Statistics on the basic needs of target users for furniture suitable for the elderly

表3 适老浴室柜设计用户需求层次化展开

Tab.3 Hierarchical deployment of user needs for the bathroom cabinet suitable for the elderly

2 基于AHP法的用户需求权重分析

2.1 需求要素权重分析

层次分析法是一种具有极强逻辑决策的方法，可以层次化和系统化地利用定性和定量的方法解决多目标复杂问题[15-16]。在科学合理的适老浴室柜设计方案第一需求层次中，以安全需求1、舒适需求2、外观需求3、照顾需求4为例，邀请5名用户采用1～9评判标度法，基于浴室柜家具对各评价项目之间的重要性两两比较并转化为判断指数W，取其均值为最终评价结果，得到判断矩阵。

以1～4为例进行运算，其结果见式（2）—（7）。

矩阵的几何平均值：

其所有结果归一化处理，得到相对权重：

计算出最大特征根λ：

式（4）中为判断矩阵，则：

最后对结果进行一致性检验：

式（7）中数值（见表4），当≤0.1时，说明决策者对要素的评判是合理的，反之，则需要对矩阵中的各项目值重新计算，直到≤0.1为止。

表4数值表

Tab.4 RI value

计算得出的数值是0.022 2＜0.1，所以该矩阵判断数值是可行的。同理可计算出第三需求层的其他需求要素的矩阵评价结果，其一致性检验（均小于0.1），各层需求权重，见表5。

表5 用户需求权重计算

Tab.5 User need weight calculation

3 适老浴室柜设计特征转化

3.1 需求转化为设计特征

运用小组讨论法对设计特征进行合理推断，以符合用户需求，并确定适老浴室柜设计特征所能达到的预期效果，如11需求为可调节设计，合理推断可以获得12浴室柜高度可升降和13浴室镜角度可调节的设计特征。具体见表6。

3.2 适老浴室柜HOQ分析与建立

建立适老浴室柜用户需求和设计特征的质量屋，邀请专家对设计特征与用户需求的重要度用0～5的取值来进行评价，0（表示不想关）、1（表示弱相关）、3（表示相关）、5（表示强相关），其中2和4介于其间。其结果，见表7。

3.3 设计特征权重分析

利用独立配点法计算适老浴室柜设计特征的权重值，设项用户需求与项设计特征的关系影响值={S，∈；∈}，{=1,2…13；=1，2…16}；最终用户需求权重值为={，∈}，{=1，2……16}，若设计特征权重值为O，则：

其运算结果，见表8。

表6 适老浴室柜设计特征与预期效果

Tab.6 Design features and expected effects of bathroom cabinet suitable for the elderly

表7 适老浴室柜HOQ建立

Tab.7 Establishment of HOQ of bathroom cabinet suitable for the elderly

表8 适老浴室柜家具设计特征权重结果

Tab.8 Results of weights of design features in bathroom cabinet suitable for the elderly

4 适老浴室柜家具设计实践

4.1 适老浴室柜设计方案

通过表8的结果可以得到设计特征权重依次是4>6>7>1>2>12>3>13>10>8>16>14>11>5>15>9。其中重要度前8的分别是：合理的结构设计、科学的产品尺寸设计、简洁明了的操作方式、在浴室柜周边增加扶手设计、设置一键报警按钮、浴室柜高度可升降、圆角设计和浴室镜角度可调节。并以此为依据对适老浴室柜进行设计实践，见图2。

适老浴室柜组合分为4个区域，分别是镜柜区1、壁柜区2、抽屉区3和边柜区4。浴室柜主体采用天然的胡桃木材料，并通过榫卯结构进行连接，结构牢固可靠，实现4的设计特征。整体呈原木色，环保透气，使卫生间营造出一种舒适温馨的环境氛围。浴室柜在转角连接位置使用大圆角处理，避免了尖角对老年人造成伤害，实现3的设计特征。

图2 适老化浴室柜设计方案

基于人体工程学原理[17-19]确定浴室柜的各部分尺寸比例。浴室柜的高、宽、深分别为520×1 200× 550 mm，同时考虑到轮椅使用群体的膝部和足部状况，浴室柜一侧的底部留出有高、宽、深分别为660× 800×460 mm的空间供其进行移动，实现6的设计特征。浴室柜具有升降功能，升降范围为800～1 000 mm，这样能同时满足不同身高及坐轮椅的人群使用。镜柜中安装有角度可在0～10°电动调节的镜子，即使坐在轮椅上也能正常照镜子，实现12、13的设计特征。浴室柜的高度升降和倾斜镜的角度调节，均通过简洁明了的上、下、左、右4个按键进行控制，实现7的设计特征。另外，浴室柜周围设置有一圈包塑的扶手，该扶手可以给行动不便的老年人提供稳定的支撑，以减少因浴室地滑、乏力、眩晕和反应迟缓所引起的跌倒风险，该扶手还能作为毛巾架使用，方便老年人拿取；壁柜区柜门拉手采用竖直的圆杆设计，和扶手一样设置了一圈包塑，既可作为柜门拉手的同时也可作为扶手使用，实现1的设计特征。由于老年人视力感知力衰退，在镜子和储物柜里安装有自动感应灯，开门即亮起，方便老年人看清柜内物品。

老年人以独居为主，卫生间比较湿滑，容易发生意外。因此，在浴室柜的侧边设置有紧急呼叫按钮（见图3d），以便老年人在发生紧急情况时，可及时通知家人和社区医护人员进行救治，提高独居老年群体居住空间的安全性，实现2的设计特征。

图3 适老浴室柜细节展示

4.2 设计评价

为了验证该设计方案的满意度，再次邀请前期参与调研的33名老年人根据设计特征与需求指标的匹配度进行打分，本次打分采用7点标度（3非常满意、2很满意、满意、0中等、–1不满意、–2很不满意、–3非常不满意）的语义差异量表进行，横轴分别为合理的结构、科学的产品尺寸、简洁明了的操作方式、浴室柜周边增加扶手、一键报警按钮、浴室柜可升降、圆角设计和浴室镜可调节，纵轴为满意度，取33名老年人打分的平均值，评分越高说明用户满意度越高。最终所有需求指标的得分均大于2，因此该适老浴室柜的设计方案满意度较高，其具体结果见图4。

5 结语

产品设计中首先要考虑的因素就是用户需求，以老年人的实际使用需求为出发点，提出了一种质量功能展开和层次分析法相结合的设计方法。通过前期调研获取了老年人的行为状况和对浴室柜的基础需求信息，然后结合KJ法将需求信息分为安全、舒适、外观和照顾需求四大类，并运用AHP法计算出各需求的权重值，再通过HOQ理论完成了用户需求到设计特征的转变，最后以适老浴室柜为例进行了设计实例，并验证了该方法的可行性。实例表明，该方法能够较为准确地将用户需求转变为产品设计特征，提高设计过程的科学性与合理性。

图4 设计评价结果

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Design of Bathroom Cabinet Suitable for the Elderly Based on QFD and AHP Method

WANG Jun1, LIU Si-yi1, WU Sai2, YAO Nan2

(1.Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China; 2.Xiamen R&T Plumbing Technology Co., Ltd., Xiamen 361028, China)

The work aims to design a bathroom cabinet that meets the actual needs of the elderly, so as to help them better in their daily life. With Quality Function Deployment (QFD) theory and Analytic Hierarchy Process (AHP) method as theoretical support, a theoretical model of House of Quality (HOQ) was constructed for the design of bathroom cabinet suitable for the elderly, and the design practice of the bathroom cabinet was carried out based on this. Firstly, through field interviews and observation methods, the behavior status and need information of the elderly were obtained, and the KJ method was used to cluster and refine the needs to obtain the hierarchical structure of user needs. Then, the AHP method was used to calculate the weight value of each layer of needs. Next, the HOQ theory was adopted to convert the needs of users into the design features of the bathroom cabinet suitable for the elderly. Finally, according to the design features, a design scheme of bathroom cabinets suitable for the elderly that could meet the needs of the elderly best was obtained. This method can dig out the most urgent needs of users, make the designed products more scientific and reasonable, and better help the elderly to cope with the troubles caused by aging. At the same time, it also has important reference significance for the design and research of similar products.

quality function deployment theory; analytic hierarchy process; furniture suitable for the elderly; user need; bathroom cabinet design

TB472

A

1001-3563(2023)04-0158-07

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.04.019

2022–09–13

湖北省人文社科基地项目（HBCY1203）；教育部产学合作协同育人项目（201602031001）

王军（1970—），男，硕士，副教授，主要研究方向为工业设计、产品设计决策与优化。

刘思邑（1993—），女，研究生，主攻产品创新设计、用户研究。

责任编辑：陈作