基于iNPD-AHP-TR...成模型的手部按摩仪设计研究_李衍豪.pdf
《基于iNPD-AHP-TR...成模型的手部按摩仪设计研究_李衍豪.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于iNPD-AHP-TR...成模型的手部按摩仪设计研究_李衍豪.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 包 装 工 程 第 44 卷 第 12 期 172 PACKAGING ENGINEERING 2023 年 6 月 收稿日期:20230111 基金项目:山东省重点研发计划项目(鲁渝协同)(2021LYXZ012)作者简介:李衍豪(1997),男,硕士生,主攻产品设计及其理论。通信作者:戚彬(1980),男,博士,副教授,主要研究方向为工业设计及其理论。基于 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型的手部按摩仪设计研究 李衍豪,戚彬,娄轲,杨雪,祝贺(山东理工大学 农业工程与食品科学学院,山东 淄博 255000)摘要:目的目的 由于手部工作压力越来越大,双手出现不适的状况日益增多,为满足人们
2、对手部按摩保养新的需求、填补市场空白,精准有效地开发新型手部按摩仪具有重要的现实意义。方法方法 通过梳理产品设计与评价方法,将层次分析法(AHP)和发明问题解决理论(TRIZ)融入一体化新产品开发(iNPD)过程中,得到用于产品创新设计的集成模型。分析设计缺口,进行概念化设计,制作产品模型,得到使用评价,从而指导手部按摩仪的设计研究。结果结果 在集成模型的指导下,科学高效地开发设计了新型手部按摩仪,该产品通过改进的经皮电技术刺激手部肌肉,达到按摩效果,其全新的功能设计、外观设计、交互设计填补了市场空白,满足了人们的使用需求。结论结论 实践证明,在集成模型指导下能够准确把握手部按摩仪设计机会,科
3、学地解决技术问题,有效满足用户需求,缓解手部疲劳,同时,该理论模型能够为设计师及企业在相关产品创新设计时提供思路与方法。关键词:一体化新产品开发;层次分析法;发明问题解决理论;产品设计 中图分类号:TB472 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2023)12-0172-08 DOI:10.19554/ki.1001-3563.2023.12.018 Design and Research of Hand Massage Instrument Based on iNPD-AHP-TRIZ Integrated Model LI Yan-hao,QI Bin,LOU Ke,YANG X
4、ue,ZHU He(College of Agricultural Engineering and Food Science,Shandong University of Technology,Shandong Zibo 255000,China)ABSTRACT:Due to the increasing pressure on hands,the discomfort of hands is increasing day by day.It is of great practical significance to accurately and effectively develop a
5、new hand massage instrument to meet peoples new demand for hand massage maintenance and fill the market gap.By combing product design and evaluation methods,analytic hier-archy process(AHP)and theory of inventive problem solving(TRIZ)were integrated into the process of integrated new product develop
6、ment(iNPD),and the integrated model for product innovation design was obtained.The design gap was analyzed,the conceptual design was carried out,the product model was made,and the use evaluation was obtained to guide the design and research of the hand massage instrument.Under the guidance of the in
7、tegrated model,a new hand massage instrument was developed and designed scientifically and efficiently.The product could stimulate the hand mus-cles through the improved transcutaneous electrical technology to achieve the massage effect.Its brand-new functional design,appearance design and interacti
8、ve design filled the gap in the market and met peoples use needs.Practice proves that under the guidance of the integrated model,the design opportunity of the hand massage instrument can be accurately taken,the technical problems can be scientifically solved,the user needs can be effectively met,and
9、 the hand fatigue can be alleviated.At the same time,the theoretical model can provide ideas and methods for designers and enterprises in in-novative design of related products.KEY WORDS:integrated new product development(iNPD);analytic hierarchy process(AHP);theory of inventive problem solving(TRIZ
10、);product design 第 44 卷 第 12 期 李衍豪,等:基于 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型的手部按摩仪设计研究 173 日益增长的手部劳动,如打字、操作手机等大大加重了手的使用程度,导致手部腕管综合征、关节痛等疾病发作呈增长趋势,特别是以手部高强度活动为职业的人群,此类问题更为严重。因此,对于肌肉放松、缓解疼痛的手部按摩仪的需求日渐增长,但传统的手部按摩仪受时间、地点的使用限制,用户使用率不高、体验不佳。所以,综合考虑社会、经济、技术、用户使用需求等多方面因素,对手部按摩仪进行创新设计具有一定的现实意义。针对传统产品的创新设计与评价研究,国内学者,如武春龙等1应用 T
11、RIZ 和AHP 对服务型产品进行了创新设计,有效提高了服务产品的核心竞争力;李浩等2基于产品设计制造一体化开发内涵,结合用户使用需求,为创新设计落地提供了有效途径;苏建宁等3建立了 AHP/QFD/TRIZ模型,对玫瑰花蕾采摘机再设计,提高了采摘效率。国外学者为了获取产品的创新方向和新型应用技术,将 iNPD4、I-KANO5、SWOT-FAHP6等方法应用于产品需求调研、产品概念设计等方面。由上述研究可知,对产品进行创新设计需要采用合理的方法获取用户需求并有针对性地对产品的功能、技术和结构作出改进。但现有的设计方法过程复杂、作用单一,无法精准地把握用户的使用需求,且目前针对手部按摩产品的创
12、新设计较少。面对手部按摩仪的设计开发任务,没有合适的理论能够指导前期调研、中期设计、后期评价,在进行设计工作时,常是按照设计师的主观意志进行的。基于此问题,本研究通过对不同学者提出的产品设计与评价方法进行梳理,创新性地提出基于 iNPD-AHP-TRIZ 的集成模型。该模型将 3 种方法有机融合,从不同设计阶段指导手部按摩仪设计,能够在短时间内对现有的手部按摩仪设计缺口与解决方法进行系统化、流程化分析,优化手部按摩仪产品外观,创新按摩技术,缩短手部按摩仪产品创新时间,提高工作效率,激发创造性思维。1 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型概述 iNPD(integrated New Produc
13、t Development)包括识别机会、理解机会、产品机会概念化、实施产品机会 4 个阶段7,是整合产品创新开发的重要设计方法8-9。层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)强调在面临多个方案选择时,通过结构分层、科学比较的思维,计算出各项指标权重的大小10,因此被广泛应用于设计领域和决策领域11-13。发明问题解决理论(TRIZ)认为,各种技术的发展都遵循着类似的进化规律14,不同领域的创新发明存在着共通之处,因此,TRIZ 可以为产品的创新设计提供科学技术指导15-16。在手部按摩仪设计过程中,iNPD 可以将各方面因素考虑进设计的不同阶段,对创新方向进
14、行定性分析;AHP 将各级各类需求建立层次结构,确定各项指标权重,进行定量分析。两者相结合可得到社会、用户等多方面因素对手部按摩仪的综合评价及其不足之处,进而找到创新方向。在手部按摩仪的设计需求转化为具体设计方案时,会遇到设计矛盾,TRIZ作为矛盾冲突的解决工具,能够为其设计提供适合的发明原理,为产品设计的具体矛盾找到解决办法。iNPD-AHP-TRIZ 集成模型不是简单的叠加关系,而是功能互为补充,有机地融合于手部按摩仪设计的 4 个阶段,快速高效地分析手部按摩仪的设计方向,进行概念化设计,制作产品模型,得到使用评价以指导产品迭代升级,设计开发出能够满足使用需求的新型产品。2 iNPD-AH
15、P-TRIZ 集成模型应用 2.1 应用集成模型对产品进行综合评价 iNPD 的第 1 阶段是对产品进行 SET 因素分析,识别产品机会,第 2 阶段是理解机会并结合 AHP 将各需求进行量化,计算相应的权重值并对重要度进行排序。具体流程如下:1)将产品需求分级分类并构建三级层次结构。2)构建评价矩阵。假设有元素1a,2ana,则可以构建优先关系矩阵:M=ijB,i=1,2n;j=1,2n。其中,ijB为元素ia和元素ja对于上一层级的贡献程度。为了更加直观量化,采取九级标度法表示指标的重要程度,具体说明如表 1 所示。表 1 判断矩阵标度说明 Tab.1 Scale description
16、of judgment matrix 标度评价等级 具体含义 1 同样重要 指标 i、j 同等重要 3 稍微重要 指标 i 比指标 j 稍微重要 5 明显重要 指标 i 比指标 j 明显重要 7 强烈重要 指标 i 比指标 j 强烈重要 9 极端重要 指标 i 比指标 j 极端重要 1/3 稍微不重要 指标 i 比指标 j 稍微不重要 1/5 明显不重要 指标 i 比指标 j 明显不重要 1/7 强烈不重要 指标 i 比指标 j 强烈不重要 1/9 极端不重要 指标 i 比指标 j 极端不重要 3)进行一致性检验。为保证评价过程的准确性和逻辑性,需要对结果进行一致性检验,见式(1)(3)。CI
17、CRRI=(1)()max=11niiiCWnw=(2)max=1nCIn-(3)式中:CR 为计算一致性比例;CI 为判断矩阵一174 包 装 工 程 2023 年 6 月 致性指标;RI 为随机一致性指标,数值可查表得出;max为最大特征值;w 为对应的特征向量;n 为指标数量;(CW)i为特征向量 CW 的第 i 个分量。当计算出的一致性比率 CR0.1 时,则认为该评价矩阵的一致性是可以通过的;反之,需要重新构建评价矩阵。4)通过方根法计算各个指标的权重值,过程如下。首先计算评价矩阵 M 每一行数值的乘积 Mi 1(1,2)niijjMCin=(4)式中:Cij表示评价矩阵中第 i 行
18、第 j 列的指标;n 为指标数量。然后计算评价矩阵中各行指标的几何平均值 ai,见式(5)。(1,2)niiaMin=(5)3)归一化处理,得到相对权重 1iiniiawa=(6)5)得到不同需求的权重值后,按其重要程度排序,确定产品的设计方向。2.2 应用集成模型对产品创新设计 iNPD 的第 3 阶段(产品机会概念化阶段)需要将产品改进方向转化为具体的设计方案。在此过程中会存在设计矛盾,而 TRIZ 作为解决矛盾冲突的重要工具,提出 39 个通用参数和 40 项发明原理,为产品创新提供了方法指导。对产品完善修改后,最终实现iNPD 的第 4 阶段,即完成产品的创新设计。iNPD-AHP-T
19、RIZ 集成模型应用流程见图 1。图 1 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型应用流程图 Fig.1 Application flow chart of iNPD-AHP-TRIZ integrated model 3 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型在手部按摩仪设计与评价中的应用 3.1 识别并理解手部按摩仪创新机会 传统的手部按摩仪受使用条件和体积限制,用户使用率不高,市场反馈不佳,图 2 为市场上几类传统的手部按摩仪。手部按摩仪主要的目标用户为手部劳动工作者(如电竞选手、白领等)和手部肌肉不适的中老年人,因此,本研究将这两类人群作为主要调研对象。在调研时,既要对宏观层面的经济社会对产
20、品的影响进行定性分析,也要对微观层面的每位用户对产品的不同需求进行定量分析,综合考虑后,才能更好地识别产品设计机会。分别采用 SET 因素分析和层次分析法对新型手部按摩仪进行综合调研。SET 因素分析可以定性地研究社会因素、经济因素和技术因素分析对产品的影响,是能够得到新的产品机遇的科学方法。通过对目标对象的调研,得到新型手部按摩仪的社会、经济、技术分析,如图 3 所示。图 2 传统手部按摩仪 Fig.2 Traditional hand massage instrument 第 44 卷 第 12 期 李衍豪,等:基于 iNPD-AHP-TRIZ 集成模型的手部按摩仪设计研究 175 图 3
21、 手部按摩仪设计的 SET 分析 Fig.3 SET analysis of hand massage instrument design 结合目前手部按摩仪设计缺口分析,考虑社会因素方面,设计在不同环境、不同时间能够通用的产品,提高使用频率和适用范围;考虑经济因素方面,产品可以作为亲人之间的情感投资,能够及时关注亲人的手部健康情况;考虑技术因素方面,将物联网技术应用到产品当中,将健康情况数据化,及时掌握个人信息。在设计新型手部按摩仪时,将以上因素重点考虑。结合层次分析法,对不同用户的各项需求进行定量分析。线上通过各大销售网站获取购买手部按摩仪用户的评价及需求,线下对淄博市使用过手部按摩仪的职
22、业游戏玩家、文字工作者和部分中老年群体进行调查,获取在使用手部按摩仪过程中存在的问题以及对未来设计的期望。调研共发放 178 份调查问卷,回收有效问卷 162 份。处理数据信息得到新产品需求35 项,去除相似需求、非设计需求后,获得二级需求 3 项作为准则层,三级需求 9 项作为指标层并建立层次结构,如图 4 所示。图 4 手部按摩仪需求层次结构 Fig.4 Demand hierarchy structure of hand massage instrument 确定各项需求的权重是对手部按摩仪进行客观综合评价的关键,也为其后续设计指明方向。邀请16 名手部按摩仪使用者、10 名工业设计工程
23、师、8名手部按摩仪企业专家按照产品综合评价流程对每个层次中的各个指标进行两两比较并给出相应分值。具体评价结果如表 14 所示。表 1 准则层评价矩阵及权重 Tab.1 Criteria layer evaluation matrix and weight 评价指标B1 B2 B3 权重 wA B1 1 3 5 0.63 B2 1/3 1 3 0.26 B3 1/5 1/3 1 0.11 表 2 使用需求指标评价矩阵及权重 Tab.2 Use demand index evaluation matrix and weight 评价指标C1 C2 C3 权重1wBC1 1 1/3 3 0.26 C
24、2 3 1 5 0.64 C3 1/3 1/5 1 0.10 表 3 造型需求指标评价矩阵及权重 Tab.3 Modeling demand index evaluation matrix and weight 评价指标C4 C5 C6 权重2wBC4 1 7 3 0.67 C5 1/7 1 1/3 0.09 C6 1/3 3 1 0.24 表 4 科技需求指标评价矩阵及权重 Tab.4 Technical demand index evaluation matrix and weight 评价指标C7 C8 C9 权重3wBC7 1 3 1/3 0.26 C8 1/3 1 1/5 0.10
25、C9 3 5 1 0.64 对结果进行一致性检验,各指标一致性比率CR0.1,说明评价结果真实可靠。具体计算结果如表 5 所示。表 5 一致性检验计算结果 Tab.5 Calculation results of consistency test 一致性指标A B1 B2 B3 max 3.04 3.27 3.00 2.88 CI 0.02 0.019 0.01 0.05 RI 0.52 0.52 0.52 0.52 CR 0.038 0.037 0.02 0.10 由此得到指标层的综合权重及重要度排序,如表6 所示。由表 6 可知,操作方便、无使用约束、手感舒适、创新技术这 4 个指标最影响
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 iNPD AHP TR 模型 按摩 设计 研究 李衍豪
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。