基于SET分析法的AGV医秽垃圾回收汽车及智能设备运输研究

王婉晴 叶辉 于睿智

基金项目：2023年度国家级大学生创新创业训练计划项目资助“医秽回收：智能医疗垃圾回收处理车及产品APP开发应用”（202313320076X）

摘要：随着信息和科技的飞速发展，医院内的服务设施也开始存在逐渐创新优化完善。伴随着人口数量及就医数量的增长，医院的资源物流运转缺陷。通过调研分析智能医疗垃圾回收车设计的现状及存在问题，同时对智能医疗垃圾回收车的目标用户需求进行拆解和分析，归纳总结出对医疗废物运输产品的再设计，减少了医疗废物处理流程中的人力参与度，促进了智能化、绿色化的医疗环境建设，解决医疗废物运输管理不当等问题。最后通过设计实践，探讨智能医疗垃圾回收车在设计与创新的可行性与合理性。

关键词：SET因素分析；运输设计；医疗回收车；汽车设计

中图分类号：U469  收稿日期：2024-01-28

DOI：1019999/jcnki1004-0226202405017

1 前言

当前，我国的医疗卫生事业建设处在不断深化之中，医院自身的诊疗实力不断提高。但城市产出垃圾数量快速增长，环境压力增大，回收工作量也随之增加，强制推行城市生活垃圾回收的源头分类工作势在必行。因此，AGV自动引导运输车系统更加值得被推广和应用。

医院的物流运输发展在医院的日常运转和管理中有着重要地位，其包含的运输内容种类也十分复杂。传统的主要物流方式无非是“人力”+“推车”，但随着医院规模的不断扩大和就医人口数量的增加，医疗垃圾产生数量激增，仅仅依靠传统的物流运输方式已无法满足医院的运作需求，需要消耗更多的人力和物力来维持基本运输。传统物流运输不仅工作效率下降，而且医疗垃圾造成二次传染的几率大幅上升。医院物流运输系统的更新和数字化的应用是大势所趋，通过有效规划与革新减少医院物流成本的同时，提高医疗服务水平和效率，降低疾病传染概率，对今后的健康医疗环境的进一步加强和发展有一定促进作用。

本文将以现代化医院为目标群体，通过分析智能医疗垃圾回收车的发展现状、归纳总结医疗回收物流运输系统，基于SET因素分析法，对现代化医院需求进行拆解和分析，提出面向现代化医院需求的智能医疗垃圾回收车设计的新思路。

2 SET分析法与AGV引导车概述

2002年，Jonathan Cagan和Craig MVogel提出了产品设计中的SET因素，他们认为通过对社会趋势（S）、经济动力（E）和先进技术（T）三个层面综合分析，能够准确找到产品机会缺口，获取潜在需求改进现有产品，使用户获得愉快的消费体验。SET模型是新颖的、先进的产品设计前期分析理論，欧美发达国家在产品设计中已开始广泛应用，许多企业坚持以用户为中心的设计原则，将 SET 因素分析法作为产品设计前期的指导理论。

AGV（Automated Guided Vehicle）原指“自动引导产品”（车或运输工具），装设具有机械或电磁形式的引导装置，产品可以通过编程代码的方式根据既定架构（路径）去自动行驶。同时运载和装备保护横梁，能够搭载重物。AGV系统的控制方式主要是以AGV地面控制系统、物流上位调度系统及AGV车载控制系统三方协同合作而成，目前较多应用于医疗或户外救援领域［1］。

3 智能医疗垃圾回收车设计现状及问题

3.1 智能医疗垃圾回收车设计现状

目前市面上的智能医疗垃圾回收车并不普遍，大多以医废处理量的需求为主，功能单一，通常色彩上都以白色为主色，再辅以蓝色点缀，有科技感的同时也给人冷静沉稳的感觉。在功能上主要分为引导、溯源、识别三个方面。垃圾车自动引导依靠的是AGV自动引导装置，该装置应用于运输领域已有60多年，主要借助轨道定位和自主定位两种方式，但由于导轨定位需耗费大量人工成本和时间成本，无法便捷地进行安装部署。垃圾车自动溯源计划采取扫码追溯的方式，通过垃圾车显示屏上实时更新的二维码对医院所产的生活垃圾、医疗垃圾进行溯源。垃圾智能识别功能可利用BP神经网络或高清镜头抓拍，通过对垃圾进行预测识别，来判断垃圾种类，从而自动进行垃圾分类。从调研中发现，市面上智能医疗垃圾回收车的功能大同小异，且对于医疗垃圾的针对性较弱，容易给医院造成混乱，无法正确选择真正适合医院的产品，无法发挥出智能医疗垃圾回收车的作用［2］。

3.2 智能医疗垃圾回收车现存问题

本文研究对象为现代化医院，初期通过线上线下的方式对现代化医院进行调研，调查内容主要围绕以下几个方面：a.医院的使用功能;b.智能医疗垃圾回收车在医院的占比情况；c.医院的使用情况；d.对智能医疗垃圾回收车期待的功能及决定购买的因素。

调查结果说明，大多数医院对智能医疗垃圾回收车都表示愿意引进、对智能医疗垃圾回收车有期待，医护工作者也更愿意用智能医疗垃圾回收车。在拥有智能医疗垃圾回收车的医院中，大多数医院都存在以下问题：

a.引导功能与医院存在偏差，医废流通路线不固定;b.对医院的医疗垃圾无法进行实时溯源，溯源位置不准确，导致医院回收困难；c.基于识别功能，对于“生活垃圾”和“医疗垃圾”识别不灵敏，容易让医收的工作人员工作更加麻烦。

通过SET因素分析法展示对智能医疗垃圾回收车的重要因素，如表1所示。

4 智能医疗垃圾回收车的SET因素分析

通过线上查阅大量文献和线下走访大量医院，以及和医护工作者对话，将医院和医护工作者的需求进行结合，对智能医疗垃圾回收车进行设想。

通过分析，智能医疗垃圾回收车应解决以下问题：

a.在社会因素方面，大多数年轻一代的上班族中都存在亚健康问题，但在工作和健康之间难以平衡，他们更能接受更方便、更便捷的新鲜的智能科技。对于看病就医来说，智能医疗垃圾回收车能更方便，能够有效提高他们看病就医的效率和速度。

b.在经济因素方面，居民收入较快增长，收入结构不断改善，居民消费水平持续提高，生活质量稳步提升。人们对于看病就医的需求更大，既要在外观能调节人们以及医护工作者的情绪、缓解工作压力，使医疗空间和谐统一不死板，又要能切实地方便人们和医护工作者，节省人力、物力，防止医疗垃圾运输途中对医护工作者进行二次污染。

c.在技术因素方面，通过不断改进和创新，智能医疗垃圾回收车不仅能对“生活垃圾”和“医疗垃圾”进行区分，还能精准地记录回收垃圾的时间、位置以及转运的位置。在互联网蓬勃发展的大背景下，能够便捷地与手机APP进行联动设计，不仅能解决集中混合收集垃圾所带来的垃圾处理困难的问题，同时也可以解决人力成本和空间资源浪费的问题。

5 智能医疗垃圾回收车的设计实践

对智能医疗垃圾回收车SET因素进行分析，并以此总结出医院以及医疗工作者的需求关键词，大概分为“造型”和“功能”两个层面，如表2所示。

5.1 智能医疗垃圾回收车造型设计

在视觉传达中，色彩占据了很大一部分，在大环境下，不一样的颜色可以对受众群体有不一样的感受，智能医疗垃圾回收车对医院所处的环境应该相匹配，要对医护工作者和病人起到稳定、平和的心理暗示，以便于增加医护工作者和病人的信赖。用户体验主要来源于用户与界面之间的交互，但也不能因此忽略了设计的“包装”，不能把它放在最后考虑，而应在开始时就结合内容和形式进行考量，利用色彩心理学，结合色彩心理学与产品使用环境确定APP界面的主色调。

在智能医疗垃圾回收车的颜色设计上，使用低饱和度的颜色能够给人们平静的的视觉体验，蓝白相间的设计可以使医护工作者和看病的人情绪平和。智能医疗垃圾回收车外形类如小车，采用较为圆滑的形状，可以防止在工作状态下误伤医护工作者或者行人。因而，智能医疗垃圾回收车使用小车的造型，通过左右两侧配垃圾窗口，应对不同尺寸的生活垃圾和医疗垃圾的回收，小车同时含有智能升降桌，医护工作者可选择是否打开及升降高度，可以方便医护工作者的使用，提取汽車的前灯设计，通过改造成为指示灯，应对各种医疗情况从而进行智能显示颜色。底部小车带有四个车轮，可以使智能医疗垃圾回收车保持稳定，对地面产生更大的摩擦。此外，四个车轮还能分散智能医疗垃圾回收车的重量，使它更好地分布在整个底盘上，从而实现更好的平衡和减少翻车的风险。图1所示为智能医疗垃圾回收车外观设计。

5.2 智能交互产品与运输设备功能设计

功能设计首先要以医护工作者和行人的习惯合理地规划内容，功能主要分为四个方面，分别为垃圾车自动引导、自动溯源、垃圾智能识别及逆向回收与二次利用的判断。垃圾车自动引导依靠的是AGV自动引导装置，AGV定位方法主要包括电磁定位、激光定位和视觉定位，其中激光定位稳定性和精确度更为可靠，因此在高精度定位领域得到广泛应用。因此，医院可以通过对AGV垃圾车进行任务分配，实现系统的自动垃圾回收运作。垃圾车自动溯源计划采取扫码追溯的方式，通过垃圾车显示屏上实时更新的二维码对医院所产的生活垃圾、医疗垃圾进行溯源，溯源则又分为位置、时间、转运三大模块，所包含的内容有垃圾收入位置、何时被收入、转运位置、是否被回收等。垃圾智能识别功能可利用BP神经网络或高清镜头抓拍，通过对垃圾进行预测识别，来判断垃圾种类，从而自动进行垃圾分类。

医院所产垃圾主要分为两类：一类为基本生活垃圾，如尿不湿、尿垫等，另一类则为医疗垃圾，如病理切片、人体切除组织等。将AGV垃圾车分为“生活用车”和“医疗用车”两种。生活垃圾会被直接精准分类，医疗垃圾则需要精准的识别过程，然后被正确分类到对应位置。这项功能可解决集中混合收集垃圾所带来的垃圾处理困难的问题，同时也可以解决对人力成本和空间资源浪费的问题［3］。

通过以上对智能医疗垃圾回收车功能的阐述发现，它已经在现实使用场景中便利于医护工作者，当智能医疗垃圾回收车与手机APP相结合后，它大大提高了医护工作者的效率，简化操作以及更好地协调控制和记录，而真正地深入合作，则需要更加高效的人机交互。

在交互界面的设计中，智能医疗垃圾回收车通过传递声音对使用用户进行正向反馈，引导医护工作者和行人自主进行垃圾分类并进行积极的鼓励以及积分奖励。积极的鼓励和正向反馈能够减少医护工作者和行人在使用智能医疗垃圾回收车的抵触心理。

医疗类手机APP与智能医疗垃圾回收车相连接，手机APP则主要进行统计、召唤和管理等应用。APP是对医疗垃圾车和生活垃圾车的信息统计，主要交代垃圾车的位置和运行状态，运行状态包括空间环、储存数量卡片和时况展示，空间环即储存空间可视化、数字化，清晰洞察垃圾车可用空间；储存数量卡片是对已回收的医疗垃圾数量及种类进行分类汇总；实况展示就是车内摄像实况的展示，便于医护工作者观察回收状况、垃圾储存状况。当然，医护工作者也可以为智能医疗垃圾回收车下达任务，在任务执行中就可以清楚地看见待完成列表和已完成列表。

智能医疗垃圾回收车APP可通过管理对智能医疗垃圾回收车进行普通召唤、紧急召唤和强制召唤：普通召唤即储存空间告急，一键召回处理；紧急召唤即有大量需求，一键召唤更多小车；强制召唤则可以安心应对突发情况，以备不时之需。同时智能模块化的加入可以使管理与使用过程更加独立与高效，减少垃圾污染，提升物流过程的安全性。同时医疗病区物流随着社会的进步与科技的发展，还有更加深远的前进空间，相关的管理体制也会逐步完善。在针对病区内物流设备进行设计时，应留出一部分可发展空间，为后续变化留出较宽的应对区域与更新空间。例如，在可实现的前提下，在识别过程中可对医疗废弃物进行可否逆向回收的判断，可进行回收的废弃物则会经历专业处理后被二次利用，不可回收的废弃物则被适配的处理手段进行处理。可被逆向回收的医疗垃圾也不可被回收至同一空间内，应由专业的处理人员对其进行包装，如双层包裹回收、低温回收等。

6 结语

针对现代化医院物流系统的不健全以及医院物流系统建设观念的落后问题，本文首先将SET因素分析法应用到智能医疗垃圾回收车的设计研究中，对现代化医院物流系统进行创新并对医护工作者的需求进行分析，寻找智能医疗垃圾回收车的产品机会缺口，从而在造型和功能提出了设计思路，使医护工作者使用更便捷。从根本上来说就是在处理运输医疗垃圾和生活垃圾的方式上，通过智能医疗垃圾回收车切实地方便人们和医护工作者，节省人力、物力，防止医疗垃圾运输途中对医护工作者进行二次污染。

参考文献：

[1]吴凡医疗废物运输产品设计研究[J]工业设计，2021（8）：65-66

[2]陈怡静医疗病区智能AGV垃圾车造型设计分析研究[D]南京：南京航空航天大学，2019

[3]赵宏月，冯乙基于SET因素分析法的学龄前儿童智能机器人设计研究[J]工业设计，2023（7）：64-67

作者简介：

王婉晴，女，2002年生，本科在读，研究方向为艺术设计。

叶辉（通讯作者），男，1997年生，博士在读，讲师，研究方向为数字媒体艺术。