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基于QFD与TRIZ的人猫共用家具设计研究

萌宠菠菠乐园
2024-10-06 13:26

基于QFD与TRIZ的人猫共用家具设计研究
Research on the Design of Human-Cat Shared Furniture Based on QFD and TRIZ

1. 引言

当今社会宠物经济发展迅速，人们越来越多地将情感寄托于宠物身上。需求促进市场的增长。宠物饲养需求的增多进而推进相关宠物消费产业的发展，宠物消费市场逐渐扩大。人猫共用家具是将宠物生活场所与日常家具进行巧妙结合，在合理利用空间的同时也实现人与猫的互动，非常适用于小户型家庭。在过去传统的宠物家具设计理念下的宠物猫家具占地面积大且很难实现人猫共用的需求，存在许多问题。因此，充分挖掘用户主体即饲主与宠物猫的内在需求，设计研发出合理舒适的人猫共用家具成为亟待解决的问题。

2. 人猫共生的心理与习性需求分析

2.1. 饲主的心理分析

在饲主的角度，宠物对人来说不止是被照顾的关系。更多的是情感寄托，填补人际中缺乏的温暖和友爱，宠物对比人类要单纯、天真和可靠，宠物的友好和忠贞能够慰藉人类失意和沮丧的心，安抚城市生活所造成的孤独感 [1] 。众多心理研究表明，动物的陪伴还对抑郁症、自闭症病患的治疗中有积极的效果。

除此之外，我国现已进入老龄化社会，宠物的陪伴成了老年人的一种精神依靠，相关研究证明饲养宠物对人的健康存在着积极的影响，其中能够对老年人的心血管疾病及老年痴呆等病症等进行积极改善 [2] 。

2.2. 宠物猫的心理分析

猫的好奇心非常强，对窗外的世界、对缝隙和孔洞都有浓厚的兴趣，古代是为了观察和捕食猎物，进化为家猫即使不用捕食也会。他们体型小容易受到大型捕食动物的侵害，所以谨慎小心，对狭小的空间感到安全，譬如纸盒子。宠物的心理仍在进化中，物种越高级则心理变化越复杂。有调查显示，人类与宠物的互动陪伴行为越多，则宠物的社交倾向就越明显。

2.3. 共生状态下人与猫的行为分析

饲主对猫的照养主要包括每日喂食，清理排泄物，换猫砂，清理猫窝以及必不可少的人猫互动。在饲主的这些行为触点中，主要接触到的家具是猫窝，猫窝也是猫咪活动最频繁的领域。对于猫来说，猫的祖先来自沙漠，为了使捕食者闻不到气味，猫会用沙子掩埋自己的排泄物 [3] 。因此猫砂盆是必不可少，猫的睡眠时间占据百分之七十，一天大约十几个小时都在睡梦中。睡眠位置会选择安全、安静的高处因此猫咪多喜欢趴在猫舍的上层睡觉，而一层多用来放置猫砂盆。猫咪喜欢动态的事物，动态的事物能够引起猫咪的极大好奇心 [4] 。因此逗猫棒和猫咪玩具都采用了这一原理。除此之外，猫咪喜欢密闭的空间尤其是在上厕所时，密闭的空间能给猫咪带来很大的安全感。在猫的行为过程中，最主要接触到的是猫爬架，猫窝，沙发等的人类休息区域。

3. 人猫共用家具的设计原则

人依据对共生状态下的人与猫的心理、行为特征分析，笔者从色彩、材质、造型三个方面对人猫共用家具的设计原则进行分析归纳。

3.1. 造型方面的设计原则

首先，在造型方面，动物的审美与人的审美不会产生太大的冲突，猫可以感受到宠物用品设计所传达出的形态美感。从相关研究可以得知，优雅、流畅、简约造型的宠物猫用品会给猫带来平和的心境，而夸张、独特、的造型则更能吸引宠物的好奇心 [5] 。猫富有好奇心，喜欢钻进圆洞里观察，同时狭小得空间可以赋予猫安全感，所以有时候猫也喜欢钻进狭小得盒子里。共用家具的造型设计不仅要满足风格简约，还要满足猫咪的安全感和好奇心。

3.2. 材质方面的设计原则

在材质方面，材质对于猫的影响主要体现在猫的生活需求方面，也直接影响了猫咪的生活质量。猫喜欢相对封闭的空间，并且有磨爪子的习惯 [6] 。因此猫窝的材质多选择耐抓耐磨的材质。猫咪上厕所会产生较大的异味，因此材质要多选择天然材料有助于吸附异味。因此在共用家具的材质运用上，可以采用多种材质结合的设计方式，既可以打破仅有一种材质的刻板问题，也可以满足人与猫共用的方面的不同需求点。

3.3. 色彩方面的设计原则

在色彩方面，共用家具的色彩搭配应充分考虑到对饲主与家装环境的影响。当下人们喜好的家具色彩多是以高级灰为主，色彩明度比较低，饱和度低，亮色与暗色相结合。整体给人一种干净整洁，高级的宅寂风。猫咪主要通过蓝绿色阶来区分事物的颜色，它们只能识别蓝色绿色与黄色 [7] 。在它们的视觉世界里，色阶比色彩的影响更加明显。因此共用家具想要吸引猫的注意力，配色上需要有色阶的区分，也可以使用一些蓝色和绿色的色彩元素。

4. 基于QFD和TRIZ集成模型的人猫共用家具设计方案

4.1. QFD模型与TRIZ模型

QFD理论是一种能够帮助提高产品质量和降低项目投入成本的研究方法。它包含一套矩阵，有助于确定顾客的需求特征，以便于更好地把握顾客的需求和优选子方案，满足和开拓市场 [8] 。顾客的需求是整个方法过程中最重要的环节。因此本研究前期的主要任务是通过二手资料的整理与调研获取用户需求点，并根据需求点提出产品改进指标。

TRIZ理论是目前公认的最有效的创新方法 [9] 。TRIZ理论用巧妙的方法着力解决系统中的矛盾问题，最终获得最易行、最理想的解决方案。其提出者阿奇舒勒，指出在制定对策时，需要将工程问题进行描述，明确问题是物理矛盾还是技术矛盾 [10] 。物理矛盾需通过40个创新原理来解决，技术矛盾则通过39项工程参数分析解决。

4.2. QFD与TRIZ集成模型优势

单一的QFD理论方法在产品设计过程中具有一定的局限性，多数学者将其与发明问题解决理论(TRIZ)相结合，不仅弥补了该方法的局限性，而且更是从根本上提高了用户对最终产品的满意度。因此。针对QFD质量屋中设计要素间存在的矛盾关系，本文选择结合TRIZ理论分析解决，并对下一步设计做出指引，见图1。

Figure 1. QFD and TRIZ integrated model

图1. QFD与TRIZ集成模型

4.3. 人猫共用家具方案设计

4.3.1. 构建质量屋模型

(一) 通过用户调研获取用户需求

采取访谈法的调研方式。选定九位资深养猫用户并分别与她们进行深入访谈，了解用户在养猫过程中遇到的痛点与需求点，诸如：猫粪气味大，猫砂乱撒，猫厕所不够隐蔽，猫爬架不实用，宠物家具粘毛，安装太麻烦，没法同时承载几只猫，占空间太大等等问题并归纳于表1。

Table 1. User research and demand organization

表1. 用户调研与需求整理

(二) 梳理用户需求并计算权重值

首先，对访谈所得到的用户需求信息进行梳理和编号，得出33个用户需求，分别编号1~33号。对33个初级需求进行再定义，筛选出重复需求。其次，面向目标用户群体发放共200份问卷，有效回收196份。问卷设33个测试项，目标用户将对33个用户需求进行重要度打分，满分为5分。得分4分以上则为用户需求的必须要素，得分小于4分则为用户需求的非必须要素。结果归纳于表2。

Table 2. User demand screening and weight calculation

表2. 用户需求筛选与权重值计算

根据所得数据，筛除第9号需求要素，保留剩余的14项必须要素。接着，在需求要素的基础上分别从材质、造型、色彩、功能四个方面对设计要素进行梳理，见表3。

设计要素

饲主

猫

材质

1) 家具耐磨耐咬(藤编，毛毡，剑麻等)。

2) 实木材料为主，环保耐用。

3) 采用皮质、木制、金属等不易吸附毛发的材质，方便清理猫的毛发。

1) 采用竹、竹编等环保材料。

2) 采用柔软舒适的毛毡、软垫材质。

造型

1) 减少易积灰的死角，以圆润流畅造型为主。

2) 外观简洁，减少空间占用(利用纵向空间)。

1) 采用圆洞作为猫玩耍的空间。

2) 满足猫咪磨爪需求(猫抓板设计)。

功能

1) 增加人、猫物品的储存和收纳功能。

2) 可替换毛毡设计。

3) 增添可互动透明区域。

1) 满足猫咪的好奇心和玩耍需求 (猫玩具设计)。

2) 增添遮蔽性空间。

色彩

1) 用色彩区分人猫使用的区域。

2) 以原木色、白色、黑色、灰色为主。

1) 采用蓝绿色阶区分颜色。 (吸引猫咪注意力)

Table 3. Analysis of design elements for furniture shared by humans and cats

表3. 人猫共用家具设计要素分析

然后，将得到的14项用户需求和17项设计要素输入QFD模型软件，生成质量屋模型，见图2。

最后，提取质量屋屋顶设计要素于需求要素之间存在的矛盾关系，见表4。

矛盾关系

矛盾点

1) 材料问题

1) 藤编，毛毡材料

2) 皮质、实木、金属材料

3) 剑麻、芭蕉叶材料

2) 外观造型

1) 外观平整，部件结构简单(简单)

2) 造型仿猫咪外观形态(复杂)

3) 增加圆洞设计(复杂)

3) 清理方面

1) 增加圆洞设计(有死角)

2) 表面无棱角，内部无死角(无死角)

4) 隐蔽性

1) 增加隐蔽区域

2) 设置透明区域

5) 功能方面

1) 智能化家具设计

2) 家具可重复循环利用

Table 4. The contradictional relationship of design elements

表4. 设计要素的矛盾关系

Figure 2. QFD house of quality model

图2. QFD质量屋模型

4.3.2. 结合应用TRIZ方案

根据构建好的质量屋分析得出共五对矛盾关系，分别是材料矛盾、外观造型矛盾、功能矛盾、清理方面的矛盾以及隐蔽区域的矛盾。功能矛盾属于技术矛盾，这里采用三十九个工程参数进行消除。而剩余的四类矛盾均属物理矛盾，这里应用四十个发明原理消除矛盾冲突。

1) 材料矛盾方面，采用发明原理中的No.3“局部质量改善原理”解释为使物体的各部分都处于各自的最佳状态 [11] 。藤编，毛毡材料能更好的附着猫毛，可以应用于猫咪休息区的躺垫。实木材质耐用，能与家具环境和谐搭配，适合作为整个柜体的材质。剑麻、芭蕉叶材质耐磨耐咬，适合作为猫抓板的材质。

2) 外观造型矛盾方面，采用发明原理中No.2抽取原理和No.5合并原理 [12] ；即抽取物体中必要的有用的部分或属性并将同类或需要连续操作的物体组合起来。因此解决这组矛盾，就要将猫咪形态与园洞镂空结合，设置圆形的镂空，在抽屉把手或者旁板旁，而整体家具的造型和猫抓板的造型仿猫咪形态设计。

3) 功能矛盾方面，采用三十九个通用工程参数的No.35适应性及多用性，解释为物体或技术应用于不同条件下的能力；因此解决这组矛盾，首先要实现家居的智能化。其次，控制柜子的尺寸大小，使得柜子可以再利用，废弃以后可以做写字桌或者床头柜。

4) 清理矛盾方面，采用发明原理的No.24中介物原理，即临时将原物体和一个容易去除的物体结合在一起 [13] 。因此解决这组矛盾，可以在圆洞周围铺盖可替换的毛毡或者在柜体设置可移动隔板、隔板。提高清理区域灵活性以便于清理。

5) 隐蔽性方面的矛盾，采用发明原理中的No.1分割原理，即将一个物体分成独立的几部分。因此解决这组矛盾，需要将柜子整体用隔板分层分区，将透明区域和隐蔽区域分开放置。

4.4. 人猫共用家具设计实践

通过将QFD模型与TRIZ理论相结合，笔者得到了设计要素矛盾的最优解，也即是设计的最优解。笔者从造型、色彩、材质及功能四个方面对人宠共用家具创新解决方案—分隔式猫窝设计，见图3。

Figure 3. Design scheme for divided cat nest

图3. 分隔式猫窝设计方案

造型方面，猫窝的整体外观造型仿猫咪的外观形态，美观的同时又能吸引猫咪的注意力；除此之外，猫窝增添圆洞设计，为整体造型增添了节奏感，猫咪可以在不同的圆洞区域钻行玩耍。

色彩方面，笔者采用淳朴自然的原木色彩，不仅能恰当的与不同家装风格相融合，还能够给人带来轻松舒适，温暖的心理感受。

材质方面，猫窝主体采用柚木材质，坚硬且耐磨；猫窝的侧面设计了藤编材质的猫抓板，损坏后可以进行替换。猫窝内部放置毛毡材质的软垫，能够有效的吸附猫毛，防止猫毛到处乱飞，除此之外，猫窝中的圆球形小玩具也是毛毡材质，同样起到吸附猫毛的作用。

功能方面，猫窝分为两部分；一部分是猫咪的休息玩耍区域，一部分是猫砂盆。笔者将猫咪休息玩耍区域与猫砂盆分隔开，使得猫窝更加干净易清理，也有效的减少了异味。猫咪的休息玩耍区域设计了格栅式半遮挡，为猫咪提供隐蔽空间；其他区域为透明区域，设计了宠物爬台与软垫，猫咪玩耍休息时，饲主能够与其互动；顶部增加翻转式猫草设计，不仅能够吸引猫咪的注意力，还能够当作猫食盆使用，顶部的空间能够起到收纳作用。猫砂盆区域的格栅间隔增大，便于通风透气，有效防止异味；除此之外，猫砂盆的侧面抽屉，便于饲主更换猫砂、清理异物；猫咪排泄过后，饲主只需将抽屉抽出来更换猫砂即可。

5. 结语

本研究提出基于QFD与TRIZ模型的人猫共用家具设计方法，其有效地将用户需求、功能要求进行层层转化，理性筛选，并在各个设计阶段达到理想的研究目标。在功能要求拓展阶段，QFD提供了准确的定量研究，帮助理清功能要求。在设计定位阶段，TRIZ理论帮助找到了设计要素矛盾的最优解，即设计的最优解。在设计完善阶段，以功能要求为设计基础，结合TRIZ模型优化后的设计要素，输出创新性的人猫共用家具设计。

基金项目

本课题由中南林业科技大学研究生科技创新基金资助。

注释

文中所有图片均为作者自绘。

参考文献