基于INPD與TRIZ的一物多用嬰兒床創新設計

咼智強 劉偌羽

關鍵詞：視可成長性 INPD TRIZ 陪伴 嬰幼兒

引言

目前，我國嬰兒床現存市場對于不同種類的用戶需求較為滿足，但同一產品在滿足一物多用需求時較為匱乏，并存在使用周期短、功能單一、安全性能缺乏的問題，總體外形、樣式、色彩較為粗放，繼而擁有可伸縮性、多功能性、安全度高、樣式多樣、人機交互的嬰兒床對家庭兒童身心健康發展尤為重要。智能嬰兒床的設計使用不僅滿足家庭對此類所需產品的要求又能有效防護兒童，節約所需成本。針對現有嬰兒床設計缺乏可持續使用的理論指導與設計研究現狀，本文以一物多用嬰兒床作為設計對象，找尋市場現存需求及產品缺口，依據INPD的理論指導進行定位，并結合TRIZ理論對嬰兒床的造型設計進行指導，從而滿足一物多用嬰兒床針對用戶不同年齡階段的需求的同時，滿足嬰兒床的技術支持和所需安全性。

一、基于INPD和TRIZ結合的產品設計模型構架

（一）INPD方法概述：INPD是由Cagan教授總結的產品研發方法之一，核心理念是將研發階段劃分為識別、理解、產品概念化、產品實施，以前端機會的挖掘帶動產品研發的可能。INPD在產品研發過程中，對目標用戶特定需求進行定性定量研究，深入挖掘用戶滿意度。在用戶需求、社會發展、科學技術等多方面綜合考慮產品特征標準，最終確定產品識別缺口機會，為新產品研發做好準備，提高產品研發的成功率。

（二）TRIZ方法概述：創造學領域代表人物根里奇·阿奇舒勒針對發明過程中的痛難點創造性提出TRIZ理論，系統梳理了可能會遇到的發明問題并給出了相應的創新方法和準則。核心是將產品發展演變中產生的設計問題轉化為管理、物理和技術矛盾，通過TRIZ理論中現存解決模式解決矛盾，并在問題解決的過程中將產品的創新改良轉化為發現和消除在設計過程中所產生的矛盾，有效輔助設計師準確把握住產品設計中問題出現的本質，從而突破設計師認知局限，促進設計師研發新產品，提供創新概念，目前廣泛應用于產品創新設計領域。

（三）INPD與TRIZ設計流程架構：通過INPD的四個階段和TRIZ理論對產品一體化設計進行不斷的深入研究，分析兩者的優缺點，將兩者結合，構成設計流程。INPD對于產品界取得巨大成果，可以精確為產品設計找尋方向，但INPD在概念化產品時段有著主觀能動性和不明確性，設計師在解決問題時大多根據自身經驗與理論得出。把INPD與TRIZ相組合，很好地解決了INPD在設計中存在的問題，將兩者組合能夠更好地指導設計師進行產品設計創新，INPD和TRIZ設計流程建構，如圖1。

把INPD四個過程作為產品研究的主線，第一過程是識別產品機會階段，利用SET因素對產品前期用戶需求與設計點進行分析。第二過程是依據第一階段構建出用戶需求層次結構，對目標市場及現有產品等進行調研，根據調研結果進行總結。第三過程是根據第二過程產生的產品定位和標準，利用金字塔法等方法將產品轉變出多個產品概念，推敲出最好的產品概念，INPD的第一、第二過程為設計者找到了產品設計的創新概念，而第三過程通過合適的新概念生成設計方案。最終過程主要是對上一階段產品概念進行反復檢驗促進方案的完善，并最終把產品概念轉化為實物模型設計。

二、智能嬰兒床設計實例

（一）智能嬰兒床造型的INPD構建

1.識別產品機會缺口

一物多用嬰兒床INPD的第一過程主要內容是識別產品機會。一物多用嬰兒床按照SET因子分析法，在社會、經濟、技術方面進行綜合性分析，多方位審視從而獲得理想的產品機會。在一物多用嬰兒床的不斷深入了解與研究的基礎上，對一物多用嬰兒床的SET因素分析，一物多用嬰兒床SET分析見圖2。

2.研究定義產品

INPD方法中第二過程是經過第一過程需求得出一物多用嬰兒床市場現存產品缺口機會并進行全方位研究，將其理解成對需求產品屬性的全局定義。主要針對于產品的目標市場、特定用戶、現存市場產品、產品周邊進行深入調研，定性分析其產品所存在問題與市場差異。對圖3所示的嬰兒床進行深入訪談和實地調研法；使用頭腦風暴法、5w2h法、希望點列舉法等方法將其轉變成多個產品缺口，繼而用SET分析法進行深入劃分、研究與探討。重復以上過程，在多個周期后，研究結果顯示：當前的嬰兒床在使用過程中，普遍不具備可伸縮變形功能，缺乏造型美感，創新性較差，空間利用不合理等，該產品作為典型的嬰兒床范例，在市場競爭力中保持基礎來源于其功能、質量和造型，由于產品同質化和市場完整度的提升，每個公司嬰兒床設計在功能、造型和使用方式逐步相似，產品研發僅僅依靠尺寸和配置還不得以使嬰兒床設計公司在市場中取得顯著成效。

3.智能嬰兒床的存在問題和問題本質

（1）存在問題

嬰兒床作為嬰幼兒成長必需品，市場競爭的核心力主要在產品功能、質量、與舒適性中，但隨著市場中嬰兒床所出現的一物多用、可成長性等功能暫時性存在缺陷。一物多用嬰兒床利用INPD理論，探析出產品設計與產品措施需求之間的聯系，找尋出產品功能需求存在的關系并明確技術沖突。上述問題在整體造型產品機會缺口為：外觀整體會造成產品在市場競爭中附加值降低、產品競爭力和消費者認可度下降；功能性的缺口體現為：嬰兒床使用性不足，產品功能定位不明確；人機交互上缺口為：用戶功能可操作基本為零、沒有多方面關注用戶在人機交互上的需求；安全性上缺口為：材質不自然磨損和接口處松動，嬰幼兒安全受到阻礙，使用周期短暫。通過分析以上問題并進行歸整，如表1所示：

（2）問題本質

TRIZ理論涵蓋了39個工程參數和40條發明原理，依據該理論剖析得出其存在的技術矛盾，通過該兩者得出沖突解決原理在這些原理的推導和研究下得出產品設計發明的解決方法。TRIZ理論中的技術矛盾是通過一個系統在一部分優化或改善的同時另一部分惡化或沖突。一種發明、創新或技術參數的選擇是以其他方面壞化為代價的，兩者相互制約、相互依存。通過推敲與對比發現，由于一物多用嬰兒床的“人機交互”“整體造型”在設計上是呈現對立的。通過39個工程參數進行對比分析，得出一物多用嬰兒床的創新設計之中包含三對技術沖突，三對技術矛盾分別為：（1）產品外形可變換性與物體結構；（2）產品使用舒適性與動態化；（3）產品的適應性及多用性與物體的質量。考慮到創新過程中可能會遇到的因技術矛盾導致的產品內部沖突，將技術沖突作為矛盾矩陣的補充項，代入到原有的40個發明原理。進而獲得最優化的產品模型。

4. 智能嬰兒床設計的問題解決階段

（1）產品工程參數

經過前期收集的目標用戶對現有市場產品外觀、功能等因素的反饋，得出當前市場中嬰兒床普遍存在造型缺乏美感、功能形態單一的現象。然而形態單一的外形致使消費者減少了購買的欲望，導致市場成交額下降，對品牌的信任度也逐漸降低。為增加嬰兒床在市場中的競爭能力和產品附加值，設計應從外形與消費者購買心理出發，在滿足功能與操作簡約的同時改善整體外觀。當嬰兒床的款式變得多樣化時，產品的制作與設計成本也隨之增加。把以上提到的矛盾轉變成39個工程參數：改善參數為形狀，惡化參數為物質損失。

通過對INPD的研究得出功能問題是嬰兒床的核心設計要求，目前市場嬰兒床使用周期短暫，易造成資源浪費。伴隨嬰兒成長發育，固定模式嬰兒床很難滿足一物多用的需求。嬰兒床的人機交互也是增加產品競爭力的關鍵要素，當嬰兒床折疊調節時，它的可成長性功能已經實現，但分析嬰兒床使用特點時，發現存在使用方式單一的問題，不能實現一物多用。針對于此需求的增加，設計應滿足嬰兒不同時期的使用需求，增加產品的附加值。即嬰兒床的長度是可調節的，床體可進行拆卸，達到再組裝效果，實現嬰兒床的一物多用，也可將一側護欄拆卸把嬰兒床放置在床邊，便于媽媽照顧嬰兒，當嬰兒床獨立使用時可將其復原，同時可以組裝成兒童沙發、書桌與置物架。但隨著嬰兒床的可調節設計，結構上的復雜、安全問題隨之而來。把以上提到的矛盾轉變成39個工程參數：改善參數為適應性及多用性，惡化參數為設備復雜性；改善參數為適應性及多用性，惡化參數為運動物體的質量。

產品安全問題對于嬰兒成長時期的防護至關重要，伴隨著嬰兒的成長，床體護欄高度成為嬰兒防護的主要組件，過低或過高所造成的危險與麻煩都會影響產品的使用滿意度。針對這個需求，不同年齡階段的嬰兒在使用產品時，護欄高度可依據需求進行調節，并且升降部件要減少零件松動與磨損，為防范嬰兒出現卡頭現象，護欄欄桿之間距離適中。把以上提到的矛盾轉變成39個工程參數：改善參數為結構的穩定性，惡化參數為物體產生的有害因素。

（2）矛盾矩陣表

依據矛盾矩陣表中所給出的創新方法，與以上研究融合并進行演化，從而得出明確的創新方法，開拓思維，設計備選方案，最后選取最佳方案。表2中第一列為改進參數，第一行為惡化參數，矛盾矩陣表中行與列的交叉處單元格中所表示的數字為40條發明原理的序列號。如表2所示。

阿奇舒勒矛盾矩陣表中為找尋化解沖突原理提出了可行性的設計方案，依據嬰兒床創新設計的需求，在40個發明原理中篩選出1（分割）、5（組合）、32（改變顏色）、15（動態化）、4（不對稱）、6（一物多用）、40（復合材料）、和10（事先行動）這些發明原理來解決創新設計中所存在的問題。剩余發明原理對于嬰兒床的創新設計不具備很大的指導意義，因而不采用。如表3所示有關一物多用嬰兒床設計中所出現的發明原理。

（3）嬰兒床問題解決方案

依據矛盾矩陣表得出相匹配的產品設計發明原理，獲得解決方案。

1.嬰兒床造型問題

No.1分割原理：對嬰兒床進行分割，使其容易拆分與組裝，促使嬰兒床的整體外觀統一的同時，在分割后床板、護欄與置物柜等部件也可依據使用情況方便的進行組合與拆卸維修；No.5聯合原理：將嬰兒床床體和置物柜等其他功能部件統一組合并區別于其他產品使得嬰兒床造型溫馨簡潔，安全防護，提高產品的使用率。No.32改變顏色原理：嬰兒在四個月左右視力發育逐漸健全，能夠開始辨別顏色，在嬰兒床的設計中選取適當配色，不僅為產品帶來獨特的氣質，還會為孩子增加豐富的想象力，鍛煉與事物的聯系。如圖4所示：

2.嬰兒床功能性問題

No.15動態化原理：嬰兒床的床體整體加長，進行分割，延長部分設計成兩個具有相互聯系的部件，利用五金件的作用連接兩部分，使嬰兒床實現折疊功能，折疊后能夠滿足嬰兒時期對床的要求，將折疊部分展開后床體變長，增加使用年限，滿足嬰幼兒對產品的成長需要，實現嬰兒床的尺寸伴隨不同年齡階段的嬰幼兒身體成長狀況與使用需求進行調節。No.4不對稱原理：基于對產品結構、外形的需求變化，嬰兒床護欄設計成可翻折狀態，從而改變護欄的高度，方便媽媽照顧嬰幼兒，翻折后可與成人床拼接，媽媽在晚上也可照看孩子。

No.6一物多用原理：伴隨著嬰幼兒的成長，嬰兒時期及幼兒時期對床的使用已經不能夠滿足，可將嬰兒床一側護欄拆除，可作為兒童沙發使用，嬰兒床側邊的抽屜可以作為嬰幼兒日常常用衣物、物品的簡易收納盒，易于拿取，節約了常用物品的尋找時間。嬰幼兒成長至兒童階段，將支撐兒童睡覺床板自由升降，兒童可將其作為書桌使用，抽屜也可存放上學所需書籍或教育用品，方便孩子學習時可以使用。如圖5所示：

3.嬰兒床安全性問題

No.40復合材料：為使嬰兒床提升整體溫馨外型的同時又要確保嬰兒的安全性和舒適性，采用櫸木替代普通木材為床體主材料，櫸木良好的硬度具備優質的承重表現，表面采用水性植物涂層，護欄上方安裝不含鄰苯二甲酸鹽的防啃條，從而滿足嬰兒床陪伴孩子成長的需求，也很大程度上降低產品材料對嬰兒健康成長的阻礙。No.10預操作原理：儲物柜抽屜采用免拉手處理，上邊緣為半圓凹槽設計，可預防兒童在拉開抽屜的時候夾傷手指，安全防撞。

經過對TRIZ理論的研究，結合到發明原理上，最后得出一物多用嬰兒床設計方案如圖6所示。一物多用嬰兒床采用自然、簡約的人性化設計，展現出了嬰兒床造型親和溫馨、可成長性與一物多用的理念。在嬰兒床安全性的外形設計方式上，選取貼近自然的櫸木與明艷的色彩結合。從可成長性角度出發，參考嬰幼兒成長階段的生理現象與心理特點，分析嬰兒床設計的造型、功能、安全三大部分進行設計，使嬰兒床實現一物多用的可成長性陪伴產品，促進兒童家具的綠色、可持續發展。

結論

綜上所述，TRIZ理論能突破常規的設計思維方法，提供科學、有效的原理，找尋明確的方向，而將TRIZ與INPD的結合，從中得到產品設計創新方法。從而分析出消費者真實心理需求，開拓設計師找尋痛點的方式，讓產品設計理論貫穿設計的始終，使設計師在面對產品創新時能準確抓住設計機會點。最終設計方案有效地解決了嬰兒床的可成長性問題及功能性等問題，提高了嬰兒床改良設計的價值，更好地滿足了用戶需求。縱觀現今的嬰兒床市場，產品同質化嚴重且少數創新產品其創新程度并未得到很大提升，這不免刺激了市場之間的競爭力。基于此，設計師在解決問題時應將TRIZ理論應用到INPD方法的產品創新設計中去，不斷深入研究并刺激市場的轉變，促進產品實現質的飛躍。