多方法集成的雙座椅童車設計研究

唐茜，肖聰迪，邵琦，劉艷婷

多方法集成的雙座椅童車設計研究

唐茜，肖聰迪*，邵琦，劉艷婷

（湖北工業大學 工業設計學院，武漢 430068）

為解決二孩家庭在使用童車過程中的痛點（如出行費時費力，無法兼顧兩名兒童等）問題，梳理用戶需求，提出了集成多模態平衡（VACP）/層次分析法（AHP）/質量功能配置（QFD）的二孩童車設計研究。首先，通過實地調研與問卷調查提取二孩出行用戶旅程圖，基于VACP理論進行童車設計需求的量化與初步篩選，在此基礎上應用AHP分析需求權重，確定用戶需求重要度；其次，運用QFD確立用戶需求與質量特性關系，將設計要素進行聚合性優化，明確設計要求并得到優化方案；最后，利用JACK建立童車虛擬環境以驗證方案合理性。針對二孩家庭特殊出行場景，設計座椅結構可調整以增強童車安全性、便捷性；設計智能監測交互功能增強童車互動性。通過JACK仿真驗證了創新設計方案的科學性，從側面印證多方法集成設計方法的可行性，為構建童車產品提供依據與理論創新。

二孩家庭；童車設計；VACP理論；AHP；QFD

2015年我國全面放開生育二孩，中國生育政策進入2.0時代，生育政策的變化對家庭的生育與消費產生積極影響[1]。至2021年，中國童車市場規模達73.97億元（人民幣），比上年增長2.1%。國內學者在童車產品創新設計方面有較多探討。王軍等[2]融合A-Kano與FAST設計方法進行童車創新設計；吳曉莉等[3]利用KJ法與FAST方法建立用戶需求與童車功能間的關系；張春紅等[4]針對童車現有問題，結合人機工程學產出可轉化為腳踏車的童車設計。然而，目前童車研究多數僅限于對童車功能與造型的探討，針對二孩家庭的童車設計較少。二孩家庭在出行情況上有別于獨生子女家庭[5]，因此，在二孩童車安全性、便捷性、互動性等方面應進行深入研究以改善使用體驗。在安全性方面，逄智宏等[6]通過對兒童床產品結構進行分析，在兒童床標準制定等方面給出合理化建議；曹艷超等[7]從人體工學角度出發，提出符合人體工學的課桌椅的機械安全要求。在便捷性方面，馬駿[8]通過結構創新設計可減輕工作者勞動強度的可調節式醫用推車。在互動性方面，劉朧等[9]通過分析老年人與產品交互的生理、心理等因素進行數據分析，得到老年人手機設計模型，陸冀寧[10]以趣味設計作為研究對象，對產品互動層次進行梳理。面向二孩出行場景，如何客觀洞察用戶需求，據此進行二孩童車的針對性設計，是值得探討的問題。

二孩需求具有復雜性與多樣性的特點，要從需求的全面化、廣泛化提取方向著手，加以量化得出需求優先級排序，明確設計目標。張萍等[11]基于多模態交互平衡機制，分析交互負荷并進行針對性設計，驗證了VACP理論在設計中的有效性；王雅坤等[12]將AHP方法引入挖掘機操作界面決策評價，驗證該方法可以對礦用挖掘機設計進行有效評估；高志來等[13]基于QFD進行橋式龍門銑床橫梁結構優化設計。然而，以上單一方法或片面分析需求提取，弱化量化過程，或忽視需求獲取，設計無法從通盤角度考慮設計，導致設計偏差。萬延見等[14]通過總結復合思維過程模型，驗證了多方法集成產品創新設計的可行性及合理性。二孩童車設計不僅涉及需求提取，也涉及需求量化處理及多元需求下的設計要素獲取，必須借助多方法集成的方式對二孩用戶進行更加細分的需求提取與分析，精準匹配二孩家庭使用場景，進行童車結構與功能創新[15]。

綜上所述，文章基于VACP/AHP/QFD對二孩家庭的特殊性進行針對性研究，借助VACP對大量的交互負荷進行篩選，從而針對性地提升交互效率，在此基礎上引入AHP分析，通過AHP定性與定量相結合的方式，得到更為明確的二孩童車設計要素，QFD結合需求權重與童車質量特性，明確二孩童車具體設計要求，最后通過JACK仿真實驗對設計進行檢驗。多方法集成的產品設計流程為童車設計提供客觀數據支持，提升童車對二孩家庭的適用性。

1 研究方法

1.1 VACP

多模態最早出現在語言學領域，延伸到社會符號學、教育學等多個領域[16]。近年來諸多學者將多模態理論引入設計研究中，李兵等[17]分析各種多模態輸入整形器的抑振特性和選用原則，分析機器人抑振綜合性能。

VACP理論是由麥克科拉肯（McCracken）和奧爾德里奇（Aldrich）在多模態理論基礎上提出的。VACP理論將視覺（V）、聽覺（A）、認知（C）和動作（P）等4種資源下分別可能發生的行為進行窮舉，對資源占用程度進行打分，分數越高證明其交互載荷越大。基于VACP理論，本文構建了二孩家庭出行多模態交互平衡機制，通過VACP標準量表對二孩出行時家長及兒童行為進行量化，篩選出童車使用場景中交互任務負荷較強的幾個環節，并進行針對性設計。

1.2 AHP

層次分析法由薩蒂（Saaty）教授于20世紀70年代提出，這種分析方法將定性判斷與定量計算有效結合。運用層次分析法解決實際問題。AHP可以將決策過程中定量與定性因素有機結合，通過比較判斷矩陣的建立，排序計算和一致性檢驗得到的結果具有說服力[18]。梳理二孩童車設計需求的準則層與指標層，建立二孩童車設計需求層次分析結構。

1.3 QFD

質量功能配置由日本質量專家于20世紀70年代提出。它可以保證將顧客要求準確地轉換為產品設計要求（具有的功能、結構等）。質量功能配置（QFD）的核心是質量屋。通過構造QFD質量屋，把童車用戶需求轉換為相應的生產技術要求，明確二孩家庭設計要素與童車質量特性要素關系，為產品設計提供準確的技術支撐與約束指標，以二孩童車用戶需求為出發點，滿足用戶需求。

多方法集成的雙座椅童車設計研究以雙鉆模型為指導，通過VACP/AHP/QFD多方法集成的方式進行二孩童車設計的發散-收斂-再發散-再收斂流程。第一階段，通過實地調研與問卷調查分析二孩家庭（童車適用年齡通常為0～4歲，因此調研主要面向0～4歲且二胎間年齡差為1～3歲的二孩家庭）的使用場景，將二孩家庭出行的場景及觸點進行整理。第二階段，通過VACP重構童車使用場景，將童車使用場景下的動作進行評判，篩選童車使用過程中交互負荷較大的行為，以此為基礎建立AHP用戶需求層次結構，分析用戶需求權重。第三階段，將所得到的用戶需求權重與童車質量特性相結合，通過QFD明確童車設計要求，構建QFD質量屋，得到設計目標并把控設計方向，避免設計偏差，通過發散性創新產出草案。第四階段，通過7點標度打分法，結合專家意見明確童車設計要素，使用JACK仿真實驗進行設計驗證，完成二孩童車創新設計。技術路線見圖1。聚焦二孩家庭出行場景，通過多方法集成方式提煉二孩家庭相較傳統一孩家庭特殊的設計需求，指導設計產出。

2 二孩家庭童車設計需求調研與分析

2.1 童車使用場景下的用戶需求

進行用戶需求分析的前提是充分了解童車使用的全部流程。本研究采用實地調研與問卷調查方式進行前期調研，在線下選取80名0～4歲二孩兒童的家長作為調研對象，采用焦點訪談方式對二孩家庭基本情況及出行情況進行面對面交談，在交談過程中進行錄音，同時邀請童車設計領域的4名產品經理進行半結構化訪談，訪談過程中進行記錄；通過線上平臺發放127份二孩家庭關于出行情況的調查問卷，成功收回121份問卷，將訪談資料與問卷的原始資料進行整理，提取出二孩家庭在出行及使用童車過程中的用戶行為、場景及感受等，并將其轉化為痛點與機會點。結合當下二孩時代的出行場景，以二孩家庭為主要使用群體，將童車使用場景分為出行準備、出行中、到達目的地和回家后四個場景，將整理后的資料匯總為用戶旅程圖，見圖2。

逐層分解童車使用場景，對臥室、外出規劃、下樓、路口、街道、活動、休息、嬰兒下車、收拾物品、推車收納和清洗消毒等童車觸點進行發散性思維，分析童車用戶行為，總結童車痛點與機會點。得到用戶初步需求，分別是：1-放置出行所需物品、2-出發前檢查安全扣、3-設定出行路線、4-乘坐交通工具、5-安全推行、6-注意路況信息、7-身體狀態檢測、8-注意嬰兒車狀態、9-位置感知、10-上下樓梯、11-上下電梯、12-上下車、13-二孩間互動、14-親子互動、15-照顧嬰兒、16-防走失、17-停放嬰兒車、18-收納嬰兒車、19-清洗嬰兒車、20-維修保養嬰兒車。

2.2 基于VACP理論的童車需求分析

在VACP模型中，每一個字母代表一個資源，V為視覺，A為聽覺，C為認知，P為動作。根據前期調研所得出的初步需求，結合VACP標準量表（見圖3），對每個操作層級從視覺（V）、聽覺（A）、認知（C）、運動（P）等4個方面進行打分匯總，在VACP模型中，分數越高意味著交互資源被占用的程度越高，用戶所需要花費的精力也越大。

根據量表進行打分，得到童車產品用戶的VACP資源量化需求，見圖4。依據各個操作層的VACP資源量化需求數值，篩選出其中12個交互負荷較大的作為主要設計需求點，分別是：1-安全推行（20.9）、2-二孩間互動（20.4）、3-親子互動（20.4）、4-照顧嬰兒（20）、5-身體狀態檢測（19.4）、6-防走失（16.9）、7-注意路況信息（14.5）、8-維修保養嬰兒車（13.2）、9-關注嬰兒車姿態（13.1）、10-設定出行路線（12.8）、11-位置感知（11.6）、12-清洗嬰兒車（11.6）。據此對童車初步需求進行整理。為方便后續研究，將整理所得結果標注為1-12，見表1。

圖2 用戶流程圖

圖3 VACP標準量表

2.3 基于AHP層次分析法的需求深入分析

2.3.1 構建層次分析模型

依據前期用戶需求調研，篩選出12個二孩童車設計需求點，邀請15名二孩家長現場參與設計需求整理，結合家長意見將設計需求歸結為三類，安全性（安全推行、防走失、注意路況信息、位置感知）、互動性（二孩間互動、親子互動、照顧嬰兒、身體狀態檢測）與便捷性（維修保養嬰兒車、關注嬰兒車姿態、清洗嬰兒車、設定出行路線）。通過專家訪談建立了童車設計需求層次分析結構（見圖5）。目標層為基于二孩家庭出行的設計需求（）；準則層為安全性（）、互動性（）與便捷性（）。

通過建立二孩童車設計需求層次分析結構，來確立各個層級之間關聯性，明確了童車設計的具體方向,計算目標層與各個準則層設計需求權重并進行排序，通過排序后的權重指導后續設計。

2.3.2 二孩童車需求要素權重分析

圖4 VACP資源量化需求

表1 用戶初步需求

Tab.1 Initial user needs

1）對判斷矩陣進行正規化，即

2）各列正規化后的判斷矩陣按行相加，即

3）再對向量=[1,2,…,v]T進行正規化：

這樣得到的向量[1,2,…,]T即為權重向量。

結果見表3～6。

圖5 童車設計需求層次分析結構

Fig.5 Hierarchical analysis structure of stroller design needs

表2 1～9標度法

Tab.2 1～9 scale method

表3 二孩童車設計總需求判斷矩陣

Tab.3 Judgment matrix under the total design need of two-child stroller

表4 二孩童車安全性判斷矩陣

Tab.4 Judgment matrix of under the safety of two-child stroller

表5 二孩童車互動性判斷矩陣

Tab.5 Judgment matrix under the interaction of two-child stroller

表6 二孩童車便捷性判斷矩陣

Tab.6 Judgment matrix under the convenience of two-child stroller

2.3.3 一致性檢驗

為了避免在層次排序中出現因素兩兩對比時自相矛盾的現象，需要進行一致性檢驗，步驟如下：

首先，計算一致性指標C：

式中：R為平均隨機一致性指標，見圖6。當C<0.10時，一致性檢驗通過。反之調整并重新計算[20]。經過一致性檢驗，可知表2～5的判斷矩陣一致性檢驗C均小于0.1，見表7。檢驗結果符合要求。

圖6 平均隨機一致性指標

表7 一致性檢驗結果

Tab.7 Consistency test results

2.3.4 層次權重總排序

將得到的12個需求權重排序匯總（見表8），排序結果如下：親子互動、安全推行、二孩間互動、照顧嬰兒、防走失、注意嬰兒車狀態、身體狀態檢測、注意路況信息、設定出行路線、清洗嬰兒車、位置感知、維修保養嬰兒車。將排序的需求權重導入QFD模型，建立質量功能配置屋，為設計提供技術支撐與指引。

表8 二孩家庭童車需求權重分析

Tab.8 Weight analysis of stroller need in two-child families

3 基于QFD的雙座椅童車設計

3.1 建立質量功能配置屋

QFD設計方法，將用戶主觀需求轉化為具體設計要求，提升用戶的使用滿意度。依據需求層次分析結果，結合童車結構技術特性進行質量功能配置屋的構造工作。其中，為了降低童車結構獲取的片面性，通過查閱相關文獻與專利，收集童車技術特性相關資料，經過整合匯集為具體的設計要求，去除同質性詞語后共得到20個初步設計要求，為了保證設計的客觀性與實用性，再次詢問之前受邀請參與前期調研的2名高校教授及2名產品經理的意見，再次篩選后得到10個設計要求，見圖7。

在得到二孩家庭出行用戶需求權重與童車設計要求后，構建二孩童車用戶需求與質量技術特性之間的質量屋，建立關系矩陣。黑色圓值為5，表示強相關；白色圓值為3，表示中相關；三角值為1，表示弱相關；空白值為0，表示無相關。根據公式（7）計算出技術需求重要度的絕對權重和相對權重。

式中：w為技術需求絕對權重，P為相關性系數，k為技術需求相對權重。具體見表9，明確童車關鍵設計要求，為之后的產品創新設計提供指導。

3.2 關鍵性設計要素提取

依據分析出的各個模塊權重排序進行設計指導，得出如下結論，在二孩家庭雙座椅童車的設計研究中，需要著重考慮用戶在出行互動（20.17%）、座椅舒適度（14.36%）、遠程交互（13.47%）、信息顯示（13.21%）、危險報警（5.11%）的需求，輔以其他模塊進行設計，有效滿足用戶切實需求，提升用戶滿意度。

圖7 設計要求整理

表9 QFD關系矩陣

Tab.9 QFD relationship matrix

3.3 基于設計要求的多方案創新設計

根據以上設計要求，以較為重要的設計要素（出行互動、座椅固定、遠程交互、信息顯示、危險報警模塊）為切入點進行基于雙座椅的童車發散性創新，在大量草圖方案論證基礎上，依據需求權重進行草案初步篩選，得到三款設計草案，分別是座椅上下可調節，方便互動的方案a；結構較為傳統，兩座位整合至一個座椅，中間用隔板作隔斷的方案b；注重嬰兒隱私，兩座椅以同一方向排列的方案c，見圖8。

圖8 多方案創新設計

3.4 設計方案分析

為了驗證設計方案滿意度，挑選出最優設計方案，將方案a、方案b、方案c進行比較，對設計方案進行解釋說明，以問卷形式分發至工業設計學院師生及有童車使用經驗的二孩家庭，共發放200份問卷，回收196份。本次打分采用7點標度（3非常滿意、2很滿意、1滿意、0中等、–1不滿意、–2很不滿意、–3非常不滿意）語義差異量表，設計需求為H1-簡潔的操作、H2-智能化、H3-出行安全、H4-合理的結構、H5-舒適的外觀、H6-出行便利程度、H7-親子互動，取打分平均值（精確到小數點后兩位），評分越高說明用戶滿意度越高。對評分結果進行匯總統計，結果見表10。

通過打分結果可知，方案a總分最高，為17.08分，因此選擇方案a進行設計擴展對象。對方案a打分結果進行分析，其在“出行安全”“合理的結構”“舒適的外觀”方面滿意度較低，需要進行針對性的修改。方案a在以下層次進行改進。

1）在出行安全方面，適當調整座椅高度，以免遮擋視線；拉長車輪軸距，增強行進過程的穩定性；運用智能化設備，提供諸如危險預警、智能語音導航等支持。

2）優化車架結構，在車身中部增加轉軸結構便于使用者調整童車重心，運用支架增強車輪與車身處連接強度。

3）座椅進行優化設計，考慮座椅內部空間舒適度，座椅扶手造型優化。

表10 設計方案打分結果

Tab.10 Scheme scoring results

4 雙人童車設計方案

基于前期調研與分析提取的關鍵性設計要素，在數據分析與技術發展的指導下完成設計。與傳統童車相比，雙座椅童車設計面向兒童年齡為0～4歲，二胎間年齡差異在1～3歲的二孩家庭，聚焦于二孩時代家庭出行需求，在結構、交互等方面進行創新設計，具體設計方案見圖9。

4.1 雙人童車結構設計

根據前期分析，雙人童車在結構上應以親子互動性和座椅舒適度為重點設計要素進行設計。童車整體為白灰配色。車架為Y型結構設計，前端車架向前延伸。嬰兒座艙為方形半包圍設計，側面扶手及圍擋圍繞座艙殼體分布，坐墊置于座艙殼體之上，以插銷結構連接，可快速拆洗。攝像頭及語音設備集成于座艙前把手處，溫度及感應芯片安置在座椅中段座墊處，兩個嬰兒座椅高低配置在嬰兒車前后段。小型觸摸屏位于車架扶手處，家長通過此設備掌控童車狀態及進行交互操作。

在Y型車架結構三點交匯處設置轉軸結構，通過旋轉調整車架角度帶動座椅移動。在推行過程中，兩座椅高低排列，嬰兒以躺姿置于座椅中，兩名嬰兒之間相對獨立，為嬰兒提供更多私人空間，也避免兩孩子因為嬉戲打鬧影響出行安全；在到達目的地后，從扶手處向下按壓，轉軸帶動車架旋轉，左側上下兩根車架向中心聚攏，兩座椅位置平行，兩名嬰兒面對面，便于交流互動，且家長更易看管與照料，具體可見圖9中的童車雙模式使用場景圖。

圖9 雙座椅童車設計方案

4.2 雙人童車交互設計

交互設計的最終目標是給用戶帶來更舒適的體驗，雙座椅童車交互設計以家長與兒童兩個設計對象為出發點，從以下三個方面進行童車交互設計。

1）溫度檢測模塊。通過內置溫度芯片實時監控嬰兒體溫，如有體溫異常情況，通過扶手前端的小型觸摸屏提醒家長進行處理。

2）危險檢測模塊。座椅下方埋入壓力感應芯片，通過座椅壓力變化，分析嬰兒動作幅度，若出現一側壓力過大或壓力變化幅度過大的情況，及時分析及預測是否存在兒童掉出嬰兒車或被拐跑的風險，通過震動及報警將危險信號傳遞給家長。安全扣設計磁力感應，實時檢測安全扣松緊程度，防止安全扣脫落或嬰兒自行解開安全扣等意外發生。

3）遠程互動模塊：在扶手前端放置攝像及語音設備，可以將嬰兒圖像信號和語音信號反饋給因工作無法照顧嬰兒的家長手機終端中，家長可以通過手機掌握嬰兒狀態，并通過語音交互進行對話。

童車界面設計以三級界面為架構，包括一級界面（主界面）；二級界面（菜單欄）；三級界面（導航、座椅狀態、天氣、出行模式、目的地模式和來電顯示）。通過語音及觸屏方式進行交互，減輕家長在帶孩出行過程中的交互負擔，保障出行的安全性。

4.3 雙座椅童車人機仿真分析

分析前期所得設計要求，出行互動性和座椅舒適度在雙座椅童車的設計權重較高，需要考慮嬰兒在童車中不同動作及姿態下的舒適度，對其進行重點分析。選擇JACK仿真軟件對嬰兒不同姿態下的舒適度進行模擬分析，將建模數據導入JACK軟件中，分析產品使用過程中符合設計目標群體的人與產品的交互，檢驗設計合理性并獲得有價值的結果。

雙座椅童車仿真分析以1歲兒童作為仿真對象，建立身高數據70 cm，體重數據10 kg（1歲嬰兒身體平均數值）的人體尺寸數字人，對雙座椅童車進行姿態匹配與人機分析，選取兩種代表性姿態進行舒適度分析，分別是出行模式座椅上下布置，嬰兒呈躺姿；目的地模式座椅平行布置，嬰兒呈坐姿。仿真實驗過程見圖10。

圖10 雙座椅童車仿真實驗流程

將rhino中建立的三維模型導出為STL格式，導入JACK中；建立數字人，根據童車實際使用情況，將建立的嬰兒數字人與童車兩種使用模式進行姿勢匹配，抽取自然姿勢下的嬰兒瞬間動作作為關鍵幀進行姿勢分析。

使用Porter數據庫對嬰兒兩種姿勢進行分析，該數據庫定義了數字人不同體型下的關節合理彎曲度，由仿真結果可知，童車在坐姿與躺姿兩種姿態下的關節彎曲角度均在合理范圍內。

使用Reach Zones工具分析可達域，觀察分析數字人在腰部與肩部驅動下，雙手可以達到的范圍。通過可達域分析得出結論，在童車目的地模式下的坐姿狀態下，座墊側部扶手、童車護欄扶手均在嬰兒可達域范圍之內，說明嬰兒在坐姿狀態下可以抓握扶手與護欄；在童車出行模式下的躺姿狀態下，童車護欄扶手在嬰兒可達域范圍之內，說明嬰兒可以借助護欄扶手達到躺姿、坐姿的轉換。

使用靜態強度預測工具，從動力學角度根據姿勢、運動要求和人體測量學評估姿態靜態受力強度，得出SSP評價表，根據仿真結果可以看出，嬰兒兩種姿態下的姿勢靜態受力強度評價趨近于100分，說明嬰兒可以以一個較為舒適的姿態坐或躺在嬰兒車內。

通過JACK人機仿真分析，驗證了在不同姿態下雙座椅童車都能提供較為舒適的乘坐環境，雙座椅童車結構設計較為合理，改善了二孩共同出行場景下的嬰兒使用童車的乘坐體驗。

5 結語

文章聚焦二孩家庭出行場景探究了集成VACP/ AHP/QFD的雙座椅童車設計方法。有別于傳統童車設計流程，VACP/AHP/QFD研究方法滿足了二孩時代下家庭出行的實際需求，使用VACP以童車場景中交互負荷為標準進行需求篩選，通過AHP建立需求層次模型，運用QFD明確設計要素，在此基礎上進行方案創新，通過人機仿真分析驗證了雙人童車設計實踐的可行性及有效性，通過結構創新解決使用過程中的安全性及便捷性問題，通過引入智能交互系統解決使用過程中的交互性問題。研究證明，基于多方法集成的雙座椅童車設計研究可以有效幫助設計師進行思維發散及收斂，在面向諸如二孩家庭等需求特殊的群體進行設計時，可以獲得客觀且合理的設計指導。雙座椅童車設計方案提升了出行過程中家長與嬰兒的使用體驗。通過總結反思，認識到雙座椅童車研究在質量特性技術方面可以借鑒更多智能交互產品，在未來研究中，應深入優化設計方案，通過可持續設計、模塊化設計等拓寬使用人群，進一步助力新時代下的二孩家庭對童車的訴求。

[1] 汪偉, 楊嘉豪, 吳坤, 等. 二孩政策對家庭二孩生育與消費的影響研究——基于CFPS數據的考察[J]. 財經研究, 2020, 46(12): 79-93. WANG W, YANG J H, WU K, et al. Influence of the Two-Child Policy on Household Second Child Fertility and Consumption: Investigation Based on CFPS Data[J]. Journal of Finance and Economics, 2020, 46(12): 79-93.

[2] 王軍, 劉濤, 范永志, 等. 融合A-Kano與FAST的童車創新設計方法[J]. 機械設計, 2023, 40(3): 142-148. WANG J, LIU T, FAN Y Z, et al. Innovative Design Method of Children Stroller Based on A-Kano and FAST[J]. Journal of Machine Design, 2023, 40(3): 142-148.

[3] WU X L, HONG Z, LI Y J, et al. A Function Combined Baby Stroller Design Method Developed by Fusing Kano, QFD and FAST Methodologies[J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 2020, 75: 102867.

[4] 張春紅, 陳之健, 王炯炯, 等. 可轉換為腳踏車的嬰兒手推車的改進設計[J]. 機械設計, 2021, 38(12): 128-132. ZHANG C H, CHEN Z J, WANG J J, et al. Optimization Design of Baby Stroller that can be Transformed to a Tricycle[J]. Journal of Machine Design, 2021, 38(12): 128-132.

[5] 田甜, 宋佳, 李婧, 等. 江蘇省“二胎”學齡前兒童家庭養育環境與行為問題分析[J]. 中國兒童保健雜志, 2023, 31(6): 623-628. TIAN T, SONG J, LI J, et al. Family Rearing Environ-ment and Behavior Problems of the Second Child Aged 4 to 6 Years in Jiangsu Province[J]. Chinese Journal of Child Health Care, 2023, 31(6): 623-628.

[6] 逄智宏, 姚晨嵐, 陳光明, 等. 關于我國童床產品結構設計的安全風險分析[J]. 家具與室內裝飾, 2020(7): 82-83. PANG Z H, YAO C L, CHEN G M, et al. Safety Risk Analysis on the Structural Design of Baby Cots in China[J]. Furniture & Interior Design, 2020(7): 82-83.

[7] 曹艷超, 胡天怡, 鐘文翰, 等. 基于人體工學的中小學課桌椅機械安全分析[J]. 家具與室內裝飾, 2020(5): 30-31. CAO Y C, HU T Y, ZHONG W H, et al. Safety Analysis of School Desks and Chairs Based on Ergonomics[J]. Furniture & Interior Design, 2020(5): 30-31.

[8] 馬駿. 一種醫療用可調節式推車的設計[J]. 機械工程師, 2021(8): 168-169. MA J. Design of an Adjustable Cart for Medical Use[J]. Mechanical Engineer, 2021(8): 168-169.

[9] 劉朧, 楊瑜, 孫濤. 基于人機交互的老年人產品設計[J]. 工業工程, 2010, 13(5): 89-94. LIU L, YANG Y, SUN T. Design of Products for Elder Based on Human Machine Interaction[J]. Industrial Engineering Journal, 2010, 13(5): 89-94.

[10] 陸冀寧. 趣味產品的互動層次[J]. 裝飾, 2010(12): 96-97. LU J N. Interactive Levels of Funny Product Design[J]. Zhuangshi, 2010(12): 96-97.

[11] 張萍, 喻露, 沈朝群. 多模態交互平衡下的健康一體機適老設計研究[J]. 設計藝術研究, 2022, 12(4): 61-66. ZHANG P, YU L, SHEN Z Q. On the Aging-Appropriate Design of Integrated Health Machine under Multi-Modal Interactive Balancing Mechanism[J]. Design Research, 2022, 12(4): 61-66.

[12] 王雅坤, 任家駿, 李愛峰, 等. 礦用挖掘機操作界面的GEM-AHP法決策評價[J]. 機械設計與制造, 2023(2): 20-23, 27. WANG Y K, REN J J, LI A F, et al. GEM-AHP Method Decision Evaluation of Mine Excavator Operation Interface[J]. Machinery Design & Manufacture, 2023(2): 20-23, 27.

[13] 高志來, 邱自學, 任東, 等. 基于QFD的橋式龍門銑床橫梁優選設計方法研究[J]. 機械設計與制造, 2020(9): 44-49. GAO Z L, QIU Z X, REN D, et al. Research on Prefe-rence Design Method for Crossbeam of Bridge Gantry Milling Machine Based on QFD[J]. Machinery Design & Manufacture, 2020(9): 44-49.

[14] 萬延見, 李彥, 李文強, 等. 基于認知多方法集成式產品創新設計策略及實現[J]. 計算機集成制造系統, 2014, 20(6): 1267-1275. WAN Y J, LI Y, LI W Q, et al. Strategy and Realization for Integrated Product Innovation Design Based on Cognitive Multi-Method[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems, 2014, 20(6): 1267-1275.

[15] 李曉杰, 梁健, 李海泉. 基于AHP/QFD與TRIZ的地震救援機器人設計[J]. 機械設計, 2021, 38(11): 121-128. LI X J, LIANG J, LI H Q. Design of Earthquake Rescue Robot Based on AHP/QFD and TRIZ[J]. Journal of Machine Design, 2021, 38(11): 121-128.

[16] 周小舟, 宗承龍, 郭一冰, 等. 多模態交互中的目標選擇技術[J]. 包裝工程, 2022, 43(4): 36-44. ZHOU X Z, ZONG C L, GUO Y B, et al. A Review of Target Selection Techniques in Multimodal Interaction[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(4): 36-44.

[17] 李兵, 魏玉蘭, 歐鵬飛, 等. 負脈沖混合多模態輸入整形器抑振魯棒性分析[J]. 機械設計與制造, 2020(1): 132-135. LI B, WEI Y L, OU P F, et al. Robustness Analysis on Vibration Reduction of Negative Impulses Hybrid Multiple-Modal Input Shapers[J]. Machinery Design & Manufacture, 2020(1): 132-135.

[18] 尉少坤, 李淑娟, 李言. 用層次分析法(AHP)確定QFD中客戶需求權重[J]. 機械設計與制造, 2005(6): 170-172. WEI S k, LI S J, LI Y. Confirming Weight of Voice of the Customer in QFD Using the Method of AHP[J]. Machinery Design & Manufacture, 2005(6): 170-172.

[19] 杜健. 地震勘探作業人員不安全行為及預防對策研究[D].青島: 中國石油大學(華東), 2020. DU J. Research on Unsafe Behavior and Preventive Countermeasures of Seismic Exploration Workers[D]. Qingdao: China University of Petroleum (East China), 2020.

[20] 李翠玉, 谷海燕, 李若璐. 5G智媒時代下親子互動平衡車的設計研究[J]. 包裝工程, 2022, 43(16): 109-115. LI C Y, GU H Y, LI R L. Design of Parent-Child Interaction Balance CarBased on the 5G Smart Media Technology[J]. Packaging Engineering, 2022, 43(16): 109-115.

Design of Two-seat Strollers Based on Multi-method Integration

TANG Qian, XIAO Congdi*, SHAO Qi, LIU Yanting

(School of Industrial Design, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

The work aims to sort out user needs and propose a two-child stroller design method which integrates multi-modal balance (VACP), Analytic Hierarchy Process (AHP) and quality function configuration (QFD) to solve the pain points of using strollers for families with two children, such as time-consuming and labor-intensive travel, and the inability to take care of two children. First, the user journey map for two-child travel was extracted through field research and questionnaires. The stroller design needs was quantified and initially screened based on the VACP theory. On this basis, AHP was applied to analyze the need weight and establish the importance of user needs. Then, QFD was used to create the relationship between user needs and quality characteristics, the design elements were aggregated and optimized. The design requirements were clarified and an optimization plan was obtained. Finally, JACK was used to establish a virtual environment for the stroller to verify the rationality of the plan. For the special travel scenarios of families with two children, the seat structure was intended to be adjustable to enhance the safety and convenience of the stroller. Intelligent monitoring and interactive functions could be designed to enhance the interactivity of the stroller. Through JACK simulation, the scientificity of the innovative design solution is verified, and the feasibility of the multi-method integrated design method is confirmed from the side, providing a basis and theoretical innovation for building stroller products.

two-child family; stroller design; VACP theory; AHP; QFD

TB472

A

1001-3563(2024)08-0199-12

10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.08.022

2023-12-24

人工智能背景下工業設計專業教學模式研究與探索（21Q075）

通信作者