基于Kano-TRIZ的中老年户外腰背按摩器设计研究

刘春媛，赵敏

基于Kano-TRIZ的中老年户外腰背按摩器设计研究

刘春媛，赵敏*

（青岛理工大学，山东 青岛 266033）

分析户外腰背按摩器的用户需求，在此基础上对其进行分类并完成优先级排序，以找到提高用户满意度的需求项，进而为户外腰背按摩器的创新设计提供新的参考。通过文献分析法和访谈法得出户外腰背按摩器的用户初始需求项；运用KJ法归纳用户需求；结合调查问卷和Kano模型进行筛选，得出中老年人对户外腰背按摩器的四个需求属性类别及排序；借助TRIZ理论分析工具进行设计实践。户外腰背按摩器的基本型需求和期望型需求主要体现在产品操作简单，结构简单稳固及滚轮防滑；魅力型需求主要体现在腰背部按摩、提供按摩滚轮、按摩器高度可调节的功能方面。通过对中老年人的需求属性分析，为今后户外健身器材提供新的设计思路与参考。

Kano模型；TRIZ理论；户外腰背按摩器；设计

随着中国老龄化社会的到来，研究中老年用户需求将是未来产品设计的重点内容，保健身心对于提升晚年生活质量尤为重要，而户外腰背按摩器是国内广泛使用的一种运动器材[1]。人们通过身体左右摆动与按摩滚轮接触，放松和锻炼腰及背部的肌肉来缓解自身疲劳，从而达到健身目的。基于当前户外腰背按摩器产品的设计现状，亟需对老年人的需求进行系统、深入分析。本文利用Kano模型、TRIZ理论对中老年人户外腰背按摩器的基本型、期望型、魅力型和无差异型需求进行了分析，明确用户的优先需求，从而为设计实践提供有力参考。

1 相关理论及户外腰背按摩器

1.1 Kano模型

Kano模型是让用户参与设计的产品回归到用户身上[2]，其通过探索用户的真实需求，充分挖掘产品的重要功能，进而分析找到最有效的设计机会点，以此达到设计为人服务的目的。1984年Noriaki Kano教授提出了Kano模型，它是一种对用户需求进行分析的设计工具[3]。Noriaki Kano教授根据用户满意度与需求类型之间的联系将其分为五类，其优先级排列顺序是：基本型需求>期望型需求>魅力型需求>无差异型需求>反向型需求[4]。在设计产品时，设计师应当尽量避免无差异型和反向型需求，至少要很好地关注基本型和期望型需求，然后尽可能地满足魅力型需求。为了更清楚地表达这五种类型的需求，它们被放置在一个坐标系中，该坐标系反映了每种类型需求的特征，见图1。横坐标代表具备程度，而纵坐标代表满意度[5]。

图1 Kano模型各需求的线性关系

中国知网的关注度指数显示，研究人员对Kano模型的关注和投入呈现逐步上升的趋势。2002年至2021年间，各个领域应用Kano模型的成果也正逐渐被国内研究人员所认可[6]，见图2。柘佩雯等[7]学者使用Kano模型分析数字博物馆的功能要求，并确定数字博物馆设计的关键方面。汪张毅等[8]学者利用Kano模型分析老年人住宅护理服务的需求特点和优先次序，以了解护理服务的不同需求，并确定提高老年人满意度的切入点。邢婕等[9]学者运用Kano模型与TRIZ理论，分析了失能老人及其护理人员的需求，展开护理床设计的探讨。刘峰[10]学者运用模糊Kano模型对用户进行调研分析，发掘新的设计点，从功能、造型和交互三个方面对拉杆工具箱进行改良设计。上述各项研究都使用了不同的研究方法和框架来有效分析和识别不同的用户需求，这为户外腰背按摩器提供了良好的设计参考。

图2 Kano模型的关注度指数

1.2 TRIZ理论

TRIZ理论是由阿奇舒勒（G. S. Altshuller）和其它科学家共同开发的，他们收集、综合和整理了许多文献资料提出这一解决发明问题的理论，为设计师提供了有效的理论和创新工具[11]。其中TRIZ理论最核心的分析工具是阿奇舒勒矛盾矩阵和40条发明原理。这一理论的具体实施步骤通常是先通过矛盾矩阵找到技术冲突和物理冲突内容；再参照40条发明原理选取合适的原理，寻求得出具体的解决方案。

1.3 户外腰背按摩器

户外腰背按摩器的按摩功能主要通过腰部按摩（设为模块一）和背部按摩（设为模块二）两个模块来共同完成。模块一的按摩原理在于利用滚轮上下滚动作用于腰部；模块二则是按摩滚轮左右滚动作用于背部。两个模块在功能方面相互补充。户外腰背按摩器具有多种形式，但它们的基本构造却相似，都是利用螺栓将各个外部运动单元固定在支撑结构处（如主力柱），以组成完整的户外运动装置。本文选取户外腰背按摩器开展设计研究，见图3。

图3 户外腰背按摩器

2 Kano模型在按摩器设计需求分析中的应用

通过设计和发放Kano问卷对用户需求进行数据汇总，完成需求属性的计算和比对得出设计定位，从而挖掘出用户潜在的需求，最终达到提升他们设计满意度的要求。Kano模型的设计流程见图4。值得注意的是，如果需求池里同时包含几种类型的功能需求属性，设计的优先排序则必须遵循以下五个原则：基本属性必须给予最高的优先权；期望属性首先执行成本效益最高的需求项；魅力属性应该优先挖掘和执行成本最低的需求项；反向属性应当避免做相关改进；无差异属性应当忽略不计。

2.1 户外腰背按摩器的用户初始需求项

结合文献查阅和调研、访谈分析得出胶东半岛中老年人群的需求，进而得到现有户外腰背按摩器的主要组成部件和中老年群体的需求设计点。将进一步整理得到的20项需求项进行编号，作为户外腰背按摩器的用户初始需求项，见表1。

图4 Kano模型的设计流程

表1 户外腰背按摩器的用户初始需求项

Tab.1 Initial user needs for outdoor back massager

运用KJ法收集书面信息，根据它们的内在联系进行分类，建立一个清晰的信息框架[12]，以得出户外按摩器设计的初始用户需求项，分别是基本功能、附加功能、基本硬件、外观需求、舒适需求共五类，见表2。

表2 初始用户需求项的分类

Tab.2 Classification of initial user need items

2.2 户外腰背按摩器设计的Kano模型问卷

为进一步明晰目标用户对户外腰背按摩器的需求，围绕五类设计需求项的相关问题进行了Kano模型的调研问卷设计，以获得用户对产品各功能需求的数据[13]。选取户外腰背按摩器的实际使用者并发放Kano模型调查问卷（电子版和纸质版），年龄界定为即将退休的中老年人，回收有效问卷170份。

Kano模型的问卷设计分别对“提供此功能”和“不提供此功能”两种情况展开提问。根据用户对户外腰背按摩器的需求满意程度，问卷提供“极度喜爱”“完全满意”“完全不在乎”“勉强接受”和“极度不满意”五个级别的选项，供被调研者选择。Kano模型问卷设计需注意以下几点：第一，每个问题须包括正、反两个方面的内容，提问要全面；第二，问题应简洁易懂，可读性高；第三，五个级别的选项文案应阐释清晰，避免歧义。户外腰背按摩器Kano模型问卷设计的部分内容，见图5。

图5 Kano 模型问卷的设计框架

2.3 基于Kano模型的数据清洗及需求属性占比计算

首先将收集的所有Kano问卷进行过滤，去掉问卷中的无效数据；其次运用Kano模型的评价结果分类对照表，完成有效问卷数据功能需求项属性占比的计算，得到每个功能模块对应的6个需求属性的数据；最后通过对相同需求属性的百分比进行求和，可以得到每个功能模块的需求属性数值[14]。腰部按摩功能的需求属性占比分析见图6。

图6 提供腰部按摩功能的需求属性占比

2.4 计算Better-Worse系数值

户外按摩器单个功能的需求属性百分比中，选取占比数值最高的作为该功能的需求属性。而涉及按摩器多个功能的需求属性和排序，则需要分别计算得出各个功能的Better-Worse系数值，其公式见式（1）和式（2）。

经过计算得出的Better系数值会有正负区分，代表了用户的不同满意程度。通常情况下，Better的数值为正，意味着产品提供相关功能会使用户满意度提高。接近1的正值意味着对用户满意度的影响会更强，满意度会提高得更快；而Worse系数值为负，意味着产品不提供某功能会使用户满意度降低。接近–1的值则意味着用户不满意的程度强，满意度下降快[15]。

鉴于户外腰背按摩器涉及多个功能需求项的排序，需要计算各项功能需求项的Better-Worse系数值。将图6中的各个需求属性占比带入式（1）和（2），得出户外腰背按摩器是否提供腰部按摩功能的用户需求属性数据，见式（3）和式（4）。

同理可得，户外腰背按摩器各项功能的Better- Worse系数值计算结果，见表3。

2.5 基于Kano模型的数据产出及总结

根据Kano模型绘制出Better-Worse系数值的散点图（见图7），可以明确各功能属性在产品设计方向中的重要性顺序[16]，图中坐标原点的横坐标代表Worse的平均值，纵坐标代表Better的平均值，Worse系数值采用绝对值[17]。通过计算可得出户外腰背按摩器Better系数值的平均值为38.9%，Worse系数值平均值的绝对值为43.63%，进而将散点图划分为四个象限，对应产品的期望型、魅力型、无差异型、基本型需求属性。

表3 用户需求Better-Worse系数值计算结果

Tab.3 Calculation results of the Better-Worse coefficient values of user needs

图7 Better-Worse系数值的散点图

期望型需求处于第一象限。作为用户期望产品具备的功能特性，通常成为同类产品之间的竞争焦点。产品设计时如提供该功能，用户满意度会上升，反之会下降。该象限包括按摩器高度可调节和按摩器整体色彩统一两个功能需求项。

魅力型需求处于第二象限。不提供此功能对用户满意度无影响，反之则会大幅提高满意度。它具有潜在隐藏性、多样化的特点，需要设计师去发掘。解决这种需求的正确方法可以通过赋予按摩器操作简单、结构简单稳固和圆柱体的滚轮形状三项设计特点，满足魅力型需求项来获得比其他产品更多的竞争优势。

无差异型需求处于第三象限。它往往不被用户关注，属于对用户满意度无影响的需求项，可以不加考虑。该象限包括操作手柄形状、提供背部按摩功能、按摩器材质、按摩滚轮防滑、提供按摩滚轮五项功能需求项，这些将在后面的设计实践中不做考虑。

基本型需求处于第四象限。作为核心需求的产品必备功能影响着用户的满意度，优化这一功能需要不断研究和理解用户需求，使用正确的方法在产品中捕捉并呈现这些需求。该象限包括提供腰部按摩功能、提供操作手柄两个功能需求项。

基于Kano模型的数据分析，可以得出在满足基本型需求的前提下，户外腰背按摩器的设计应当首先满足期望型需求项：功能10和11，即按摩器高度可调节和按摩器整体色彩统一。其次，尽可能满足魅力型需求项：功能8、9和6，即按摩器操作简单、按摩器结构简单稳固和按摩器滚轮形状为圆柱体，此类需求是产品差异化的重要机会点，可以有选择地满足[18]。而功能2、4、5、7和12属于无差异需求属性，对应的功能于用户可有可无，不会影响用户满意度。

3 TRIZ理论在户外腰背按摩器设计中的应用

依据Kano模型需求属性的排序结果，户外腰背按摩器设计改进方向集中体现在基本型、期望型和魅力型需求的满足上，同时设计中必须优先考虑具有高绝对值的Better-Worse系数值的功能需求项。通过Better-Worse系数值绘制的散点图，可以得到期望型需求和魅力型需求属性中产品功能的优先级排列顺序。期望型需求中产品功能的排列顺序为：按摩器高度可调节>按摩器整体色彩统一；魅力型需求中产品功能的排列顺序为：按摩器结构简单稳固>按摩器滚轮形状为圆柱体>按摩器操作简单。结合以上分析，利用TRIZ理论的阿奇舒勒矛盾矩阵和40条发明原理为按摩器提供最优的设计解决方案。

在期望型需求中系数值最高的“按摩器高度可调节”功能需求是必须优先满足的设计项。由于按摩器的主力柱不便改动，因此选择对按摩器的操作手柄进行设计优化，以达到按摩器高度调节的目的。通过分析可知按摩器高度可调节的技术矛盾参数分别为4静止物体的长度和12形状。查询阿奇舒勒矛盾矩阵得出4-12=[13，14，15，7]，见表4。可以解决该技术矛盾的发明原理为13逆向思维和15动态化原理，即改变按摩器操作手柄和主力柱的连接方式，使其通过上下滑动来实现高度的改变，用以满足不同身高的中老年人的需求，见图8。

在魅力型需求中“按摩器操作简单”的系数值占比较高，因此须优先满足其设计。通过分析可知其改善参数对应39个工程参数列表中的35适应性及多用性，恶化参数对应36装置的复杂性。查询阿奇舒勒矩阵表得到35-36=[15，29，37，28]，见表4。通过15动态化原理可以有效地解决这一技术矛盾，即通过增加可供按摩器使用流程和规范动作的显示屏，见图9。为了能够确保中老年人无心理负担地使用按摩器，可以在按摩器顶端增设太阳能板以保证显示屏的使用时长。

总体来说，作为公共设施的中老年户外腰背按摩器的设计务必体现出简单稳固、易操作的特点，遵从通用设计的原则，把材料、人机尺寸、使用方式等方面纳入考量，满足广大使用者的需求。户外腰背按摩器的产品设计效果呈现见图10。

表4 TRIZ理论的问题解决过程分析

Tab.4 Problem solving process analysis of TRIZ theory

图8 高度可调节

图9 显示屏

图10 最终效果

4 结语

本文从用户对户外腰背按摩器的需求出发，应用Kano模型进行了定性研究。首先在调研与分析用户需求项的基础上进一步探索需求类别，通过Kano模型明确用户的基本型、期望型和魅力型需求属性，为设计实践提供设计思路。其次，计算各功能需求属性的Better-Worse系数值，得到其优先级排列顺序。最后，借助TRIZ理论的分析工具得到最优解决方案，完成了户外腰背按摩器的设计实践。总之，Kano-TRIZ设计方法融汇了定性分析和定量研究的优势，为产品设计提供较为全面的参考，无疑有助于未来户外腰背按摩器的设计提升。

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Design of Outdoor Back Massager for the Middle-aged and the Elderly Based on Kano-TRIZ

LIU Chunyuan, ZHAO Min*

(Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao 266033, China)

The work aims to analyze the user needs of outdoor back massager and classify and prioritize the needs to find the needs that can be used to improve user satisfaction, thus providing new design reference for the innovative design of outdoor back massager. The initial needs of users for outdoor back massager were obtained by literature analysis and interview. KJ method was used to summarize user needs. Through the selection of questionnaire and Kano model, four need attribute categories and ordering of outdoor back massager for the middle-aged and the elderly were obtained. The design practice was carried out with the help of TRIZ theoretical analysis tool. The basic needs and expectations of the outdoor back massager were mainly reflected in the simple operation, simple and stable structure and non-slip roller of the product. The charm need was mainly reflected in the waist and back massage, massage roller and adjustable massager device height. By analyzing the need attributes of the middle-aged and the elderly, this work provides new design ideas and references for outdoor fitness equipment in the future.

Kano model; TRIZ theory; outdoor back massager; design

TB472

A

1001-3563(2024)08-0090-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.010

2023-11-14

山东省研究生教育质量提升计划（SDYAL19101）

通信作者