基于QFD 的老年人車載信息系統用戶體驗優化設計

何若喬，李永鋒，朱麗萍

（江蘇師范大學，江蘇 徐州 221116）

公安部交通管理局2019 年公布的數據顯示，中國機動車駕駛人總量達4.35 億，60 歲以上的駕駛人約1 400 萬，占駕駛人總數的3.05%[1]。數年后，老年人自主駕駛出行的需求會越來越高[2]。未來老年駕駛人將在機動車駕駛人中占很大比重，老年駕駛人事故率較一般駕駛人有較大增長[3]，隨著年齡的增加，老年駕駛人的視覺、感知、反應能力等諸多心理、生理問題都會直接影響駕駛的安全性[4]，因此，關于老年人車載信息系統用戶體驗的研究越發重要。

車載信息系統的研究主要集中在技術研究和功能疊加上[5]，但操作系統的復雜性導致駕駛人停留在車載信息系統上的時間隨之增加，研究表明在行車過程中視線離開觸摸屏的時間更短、安全性更高[6]。ARVIN 等[7]對汽車事故的研究也發現，如果駕駛者的視線離開路面2 s，事故發生率會提高2 倍[8]，尤其是老年駕駛人在適應新技術帶來的智能化、高效率的同時，應更加關注安全性能本身[9]。然而，現階段很少有針對老年駕駛人的車載信息系統用戶體驗優化研究。

質量功能展開（Quality Function Deployment，QFD）是將顧客要求轉化為保證生產階段質量所需的設計目標和關鍵點的一種方法[10]。Kano 模型可以捕獲產品性能與客戶滿意度之間的非線性關系[11]，抓住主要需求，提高用戶滿意度。PUGH 概念選擇是通過概念甄別和概念打分對設計方案進行優化的一種方法，其可以提升用戶體驗的滿意度[12]，然而在目前的研究中，很少有在QFD 中結合Kano 模型和PUGH概念選擇作為優化老年人車載信息系統用戶體驗的設計方法。

綜上，將Kano 模型和PUGH 概念選擇引入QFD中，提出基于QFD 的老年人車載信息系統用戶體驗優化設計的方法，為設計師提供客觀、有效的設計方案，優化用戶體驗，以解決老年人在行車過程中的車載信息系統用戶體驗滿意度問題。

1 理論背景

QFD 是一種規劃工具，最早于1966 年由Akao提出，它是一種獲取和改進顧客需求，并將需求轉化為設計要求，以指導設計和生產的定量分析方法[10]。QFD 的基本原理是運用質量屋矩陣，通過數據分析處理，找出滿足客戶需求貢獻最大的設計要求，從而優化用戶體驗、提高用戶滿意度，見圖1。很多專家已將QFD 運用到研究中，例如，Miller 等[13]通過質量功能來進行車門設計，以優化客戶在開門和關門時的舒適度；熊偉[14]也比較全面地介紹了質量創新的理論體系和方法，并通過在十幾個行業領域中的應用，形成了質量創新理論體系。

圖1 QFD 質量屋Fig.1 QFD house of quality

目前，已經有學者采用將QFD 與其他研究方案相結合的方式來優化設計方案。在Amol 等[15]對手推車的研究中，將PUGH 概念選擇應用到QFD 中，以選擇合適的手推車設計方案。在Yadav 等[16]的文獻中，將Kano 模型和PUGH 概念選擇引入QFD 中以確定合適的產品。Kano 模型是日本Kano 教授提出的一個可以根據顧客滿意度對其需求進行分類并區分優先級的工具，有利于設計師充分了解用戶需求[11]。PUGH 概念選擇法是Pugh 在20 世紀80 年代開發的一種方法，也稱PUGH 矩陣，主要用于評估概念[12]。

2 研究方法

基于QFD 的老年人車載信息系統用戶體驗優化設計研究方法框架，見圖2。首先，運用Kano 模型分析老年群體的需求信息，確定用戶需求重要度。其次，基于QFD 將用戶需求轉換成設計要求，并建立“用戶需求—設計要求”質量屋，得到相關矩陣并通過定量分析確認設計要求重要度。最后，依據PUGH概念選擇產生設計方案，對可選方案進行評估，以確定最終設計方案。

圖2 研究方法框架Fig.2 Research method framework

2.1 Kano 模型

2.1.1 用戶需求獲取

為深入了解用戶需求、提升用戶體驗，通過訪談法收集用戶需求并對其進行梳理和整合，以占比較高的用戶需求為主，去除占比較低的需求，通過KJ 法對整理后的需求進行劃分，從而確定車載信息系統功能對用戶的重要性。

2.1.2 用戶需求重要度

依據Kano 模型設計用戶需求問卷調查，每個問題中的用戶滿意度評分可以是以下5 個評分級別之一：很滿意、理應如此、無所謂、可以忍受和不滿意。問卷調查的結果根據卡諾模型矩陣進行類型判斷，Kano 模型包括基本需求（M）、期望需求（O）、魅力需求（A）、無關需求（I）、反向需求（R），其中期望需求和魅力需求對提升用戶滿意度起著關鍵性的作用，反向需求不作為參考數據，見表1。

表1 用戶需求卡諾模型判斷矩陣Tab.1 Judgment matrix of user demand Karnaugh model

基于Kano 模型的單一的定性分析不足以完全捕捉用戶需求，因此，引入調整系數ki，取值1.5、1、0.5、0，并分別賦予魅力需求、期望需求、基本需求及無關需求[17]。wi為第i指標的權重[18]，最終的用戶需求重要度Wi如下：

隨后根據用戶需求來挖掘體驗的痛點和問題，并通過定量分析得到更貼合用戶的真實需求，為后續的設計研究提供參考。

2.2 質量功能展開

2.2.1 確定設計要求

結合Kano 模型得出用戶需求，提出符合老年人需求特征的設計要求。車載信息系統設計的目的是使駕駛過程更加安全、高效，提高車載信息系統的可用性和易用性，提升老年駕駛人在行車過程中的體驗感，增強用戶滿意度。

2.2.2 建立質量屋模型

基于QFD 建立用戶需求與設計要求質量屋模型，各部分與功能之間的相關性用得分表示，5 分、3 分和1 分分別代表強相關、中等相關和弱相關。為確保每個用戶需求都與設計要求關聯，對質量屋模型進行檢驗，利用QFD 的優勢突出關鍵設計要求以開展設計，確定設計要求重要度Hj的計算方法如下，其中，Rij為第i個老年人需求與第j個設計要求之間的關系度值：

2.3 PUGH 概念選擇

通過PUGH 概念選擇對設計方案進行等級評估，結果由評估的重要度之和得出，比較方案優劣性，將產生的新方案加入評估中，對設計方案進行詳細分析，以確定最終方案。

2.3.1 設計方案產生

根據質量屋模型確定的設計要求重要度，其分值越高表示對提升老年人車載信息系統的滿意度越重要，得出的設計要求作為設計方案的參考因素。視覺界面通常由一系列菜單、文字、圖形等視覺元素構成，包括大小、形狀、間距、顏色等元素屬性[19]。將重要度排在前4 位的設計要求作為主要元素，其他為輔助元素。

2.3.2 方案評估

概念等級評估通過1—5 的分值表示相對性能的差別（1 分表示比參考概念差很多，5 分表示比參考概念好很多），分值是結合設計要求的重要度計算而來，評估的最終分數如下，其中，vij表示概念j在第i個標準上的原始評分[20]：

隨后根據評估結果確定最終方案，得到客觀、可用的設計方案并進行優化，總結以老年駕駛人為目標的車載信息系統設計原則，以增強老年用戶體驗滿意度。

3 案例研究

3.1 老年人車載信息系統用戶需求的Kano 分析

3.1.1 運用KJ 法獲取老年人車載信息系統用戶需求

對60～74 歲擁有合法駕駛執照且有10 年以上駕駛經驗的60 位用戶進行調研，采集到的信息結果顯示，所有車載界面用戶都有相似的要求，只有少數用戶有不同的要求。為避免信息過載，選取大眾需求，利用KJ 法對信息進行分類，得到6 個一級需求和15個二級需求，見圖3。

圖3 收集的用戶需求Fig.3 Collected user requirements

其中，狀態可見性，對操作結果及車輛運行狀況等進行顯示，可以減少老年駕駛人的焦慮感；用戶可控性，為老年駕駛人提供自由控制車載信息系統功能，以及對出現的錯誤進行恢復，可以減少其在使用時的緊張感；一致性需求，為老年駕駛人提供相同的結構特征和操作環境，可以降低其操作難度；防錯性，對老年駕駛人在進行錯誤操作時給予提示，可以減少不必要的麻煩；易取性，減少無關信息的產生，聚焦老年駕駛人的注意力；靈活高效性，為老年駕駛人提供特定的操作方式，通過自定義功能減輕老年用戶的認知困難，提高其操作效率。

3.1.2 老年人車載信息系統需求重要度確定

采用電子問卷和紙質問卷相結合的調查方式。共發放60 份問卷，其中有效問卷52 份，回收率為86.67%。對收集后的問卷根據式（1）進行定量分析，確定魅力型需求有C11操作反饋、C14等待反饋、C31結構一致、C32操作一致、C33反饋一致，期望型需求有C12運行狀況、C21自由控制、C52層級明確、C61個性化設置，必備型需求有C22恢復錯誤、C41排除錯誤、C42應激評估，反向需求有C13相對車輛、C51操作可見、C62功能排序，沒有無關需求。根據Kano模型刪除反向需求C13、C51、C62。最終的用戶需求重要度見表2。

表2 用戶需求重要度Tab.2 Importance of user requirements

3.2 老年人車載信息系統設計要求的質量功能展開分析

3.2.1 確定老年人車載信息系統設計要求

根據Kano 模型分析的用戶需求通過QFD 轉化為設計要求，見表3。例如，一級設計要求“D1”界面布局的顯示應該有助于駕駛人做出有效的決策[10]，同時“D2”視覺設計中數據的顯示應包含圖形大小、文字樣式、色彩搭配等。一級設計要求可細化為“D11”圖標功能模塊布局設計、“D12”功能層級分布設計、“D21”配色設計、“D22”文本設計等，其主要功能是幫助用戶提高對界面顯示的辨識度，方便用戶操作，增強用戶體驗。

表3 設計要求Tab.3 Design requirements

3.2.2 建立老年人車載信息系統用戶需求和設計要求的質量屋模型

根據老年用戶需求和設計要求，建立質量屋矩陣模型，質量屋的“左墻”和天花板分別為老年用戶需求和設計要求。每一組用戶需求與設計要求的相關性用分數表示。評分是通過駕齡超過10 年的老年用戶、交互界面專家和設計人員組成的評分小組打分而得出的，見圖4。

圖4 用戶需求和設計要求質量屋Fig.4 User requirements and design requirements house of quality

3.3 老年人車載信息系統界面設計的PUGH 概念選擇

通過PUGH 概念選擇對產生的方案進行等級評分，通過得分情況確定最優方案，使用戶獲得滿意的駕駛體驗。

3.3.1 老年人車載信息系統設計方案產生

根據前期質量屋矩陣分析，以重要度較高并且可用于設計方案中的設計要求“D23圖標圖形設計”“D31功能分類設計”“D32界面導航設計”，以及“D42手動觸屏設計”“D11圖標功能模塊布局設計”和“D41語音輸入設計”作為設計方案的主要參考，并結合其他設計要求對車載信息系統進行方案設計，為避免方案設計的片面性，綜合市場中使用率較高的車載界面布局模式得出4 個方案并對此進行評估，見圖5。在評估中發現，方案A 和方案D 能夠整合成得分較高的新方案E，因此，將新方案加入可選方案進行等級評估。

圖5 設計方案高保真原型Fig.5 High fidelity prototype of design scheme

3.3.2 老年人車載信息系統方案評估

根據設計要求對高保真模型進行評估，方案C作為總體參考概念。為確保評估的客觀性，運用式（3）給概念打分來證實設計要求是否合理，并根據打分得到每個方案的總分和重要度，從而得出最佳方案，見表4。

表4 用戶需求和評估要素相關性Tab.4 Correlation between user needs and evaluation elements

由評估結果可以發現，組合后的新方案E 分數最高，為53.751 分，其次是方案D 為50.494 分，方案A 和方案B 分別為46.189 分和45.090 分，最低的是方案C 為35.661 分。方案A 和方案D 的功能層級分布清晰且文本信息簡潔、詳細，方案B 的語音輸入功能明確，方案C 的圖標功能指向性明顯。方案E 對方案A 和方案D 的優劣性進行補充后得到最終方案，見圖6。

圖6 高保真原型Fig.6 High fidelity prototyp

對老年人車載信息系統進行用戶體驗優化設計的設計原則歸納如下。

1）布局。結合“D11圖標功能模塊布局設計”“D31功能分類設計”和“D32界面導航設計”，利用卡片式的布局使界面排列整齊，扁平化的圖標簡潔、明確，功能作用明顯，提高了老年駕駛人的操作效率，減少了其停留在額外功能上的時間。

2）功能。根據“D41語音輸入設計”和“D42手動觸屏設計”，將手動輸入和語音輸入作為主要功能的操作方式，減少因手動操作帶來注意力分散的危險。同時，為保證老年駕駛人的生命安全，信息欄設計了緊急按鈕，正常狀態為灰色，當老年用戶在駕駛過程中身體不適時，可通過點擊緊急按鈕向外界傳送求救信號。

3）情感。依托“D23圖標圖形設計”，采用簡潔的圖標作為功能入口，以減輕老年用戶的記憶負擔，減少其不必要的操作?？紤]到老年人的消極情感，通過簡單的色彩構成，以幫助老年人有效完成任務，建立情感上的積極、自信，從而帶來更好的駕駛體驗。

4 結語

結合Kano 模型、QFD 及PUGH 概念選擇對老年人車載信息系統用戶體驗優化設計進行的研究，不僅為設計師確定設計要求提供了理論依據，還給出了具有針對性的設計方案。該研究能有效應用于老年人車載信息系統的用戶體驗優化設計中，也適用于其他關于用戶體驗優化的研究課題。后續的研究將繼續完善車載信息系統的測試環節，驗證設計方案在實際駕駛環境中對提升老年人駕駛體驗的效果，從而提高設計方案的可行性。