韓軍　周力　劉少立

關(guān)鍵詞：AHP 改良設(shè)計(jì) 空調(diào) 智能家居 用戶需求

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2022）09-0138-04

引言

近年來，智能空調(diào)的發(fā)展程度相較于其使用場景和用戶需求并不顯著，伴隨著用戶需求多元化和產(chǎn)品功能場景化，傳統(tǒng)的空調(diào)功能已無法滿足智能空調(diào)的功能需求。如今空調(diào)的智能化仍然停留在遠(yuǎn)程操作的階段，而對于其人機(jī)交互、學(xué)習(xí)成本、任務(wù)路徑等方面缺乏系統(tǒng)的思考[1]。真正的智能空調(diào)不應(yīng)僅僅停留在實(shí)現(xiàn)通信連接，而應(yīng)該在人機(jī)交互層面進(jìn)行更深入地研究。人性化的設(shè)計(jì)不僅重視用戶的物質(zhì)需求，更強(qiáng)調(diào)用戶心理層面的滿足。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)就是更加符合人的物質(zhì)需求和心理需求，這也是設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的出發(fā)點(diǎn)[2]。

在新冠疫情對日常生活的影響與日俱增的形勢下，設(shè)計(jì)師也應(yīng)當(dāng)通過室內(nèi)外的規(guī)劃布局、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、交互體驗(yàn)來解讀如今的家居生活，通過設(shè)計(jì)的手段做到平疫結(jié)合，從功能的角度使空調(diào)對居家隔離和居家防治起到積極作用[3]。從智能家居產(chǎn)品的發(fā)展趨勢來看，智能空調(diào)應(yīng)該在傳統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上推動(dòng)進(jìn)階功能需求細(xì)分并加以滿足，提出更切實(shí)可行的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來對于設(shè)計(jì)提出指導(dǎo)性建議，從具體功能的用戶體驗(yàn)出發(fā)探索智能空調(diào)的改良設(shè)計(jì)方法。

一、 智能空調(diào)概述

（一）空調(diào)功能發(fā)展簡介

1902年，Willis H.Carrier發(fā)明了世界上第一臺現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)，并用于印刷廠的溫度控制;1919年，位于布魯克林的Abraham & Straus商店成為第一家使用舒適空調(diào)的大型商店;1930年，出現(xiàn)了第一代一體窗式空調(diào)，其功能僅限于制冷且伴隨嚴(yán)重噪音問題;1961年出現(xiàn)了第二代分體式空調(diào)。而在我國，伴隨著我國改革開放的高速發(fā)展和社會(huì)變革，空調(diào)功能也在短短幾十年里出現(xiàn)了快速的變化：從80年代單一的制冷制熱功能，到1997年提出了針對工薪階層的變頻功能，針對2003年“非典”出現(xiàn)的光波殺菌功能等，2005年出現(xiàn)的針對消費(fèi)者心理的外觀設(shè)計(jì)展現(xiàn)出了超空調(diào)的設(shè)計(jì)趨勢，即空調(diào)被賦予了超過自身基礎(chǔ)功能的附加價(jià)值[4]。

迄今為止，智能空調(diào)已經(jīng)成為智能家居系統(tǒng)中的重要一環(huán)，對于構(gòu)建家居環(huán)境的溫度和濕度具有決定性作用，但由于其在操作過程中易被忽略且無法可視化，在傳統(tǒng)智能家居設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)優(yōu)先級并不突出，相較于其現(xiàn)實(shí)重要性是嚴(yán)重不匹配的。智能空調(diào)相較于傳統(tǒng)空調(diào)，在交互方式升級的基礎(chǔ)上，需要對其具體功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行更深入的探究和細(xì)化，并且強(qiáng)調(diào)空調(diào)與周圍環(huán)境的聯(lián)結(jié)，而非作為一個(gè)孤立的產(chǎn)品存在于家居環(huán)境中，同時(shí)在針對環(huán)境感知的基礎(chǔ)上及時(shí)作出調(diào)整，以用戶體驗(yàn)為核心進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)下的智能空調(diào)產(chǎn)品需要具有制冷、制熱、濕度調(diào)節(jié)、空氣凈化等主要功能，同時(shí)可能具備香氛、音響等輔助功能，主要安裝位置為家庭環(huán)境中的臥室、客廳等地點(diǎn)。

（二）智能空調(diào)設(shè)計(jì)簡介

智能化的操作方式、功能細(xì)分程度不足，以及對于人機(jī)交互體驗(yàn)的關(guān)注程度不足是當(dāng)下智能空調(diào)存在的主要問題，有別于電視、音響等其他智能家居產(chǎn)品，智能空調(diào)是家居環(huán)境中感知性較低但對于家居環(huán)境整體的影響最大的產(chǎn)品，也是家居環(huán)境健康的重要保證之一[5]。另辟蹊徑的人機(jī)交互思考會(huì)給人帶來不同的設(shè)計(jì)視野和設(shè)計(jì)策略，設(shè)計(jì)是與人密切相關(guān)的，與日常生活聯(lián)系最緊密的智能家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)更是如此。智能空調(diào)作為智能家居應(yīng)用場景的環(huán)境塑造者，更應(yīng)當(dāng)注重發(fā)掘其特有的使用情景[6]。

在家居產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，外觀設(shè)計(jì)往往占有重要的權(quán)重，但其家居功能的實(shí)現(xiàn)才是其產(chǎn)品屬性的實(shí)現(xiàn)方式，這二者并非獨(dú)立的，而是相互影響最終實(shí)現(xiàn)自身價(jià)值。本文通過分析智能空調(diào)產(chǎn)品的發(fā)展概況與更新模式，在智能空調(diào)的設(shè)計(jì)流程中融合了AHP層次分析法，以智能空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)為案例。根據(jù)其主流價(jià)位和設(shè)計(jì)需求匹配其用戶群體和目標(biāo)受眾，運(yùn)用AHP方法進(jìn)行功能需求分析與相關(guān)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，以用戶需求為導(dǎo)向進(jìn)行客觀高效的設(shè)計(jì)分析與評價(jià)，最終將產(chǎn)品功能體現(xiàn)在外觀設(shè)計(jì)上，避免了盲目追求科技感的過度設(shè)計(jì)，提高智能空調(diào)設(shè)計(jì)的普適性和高效性。

二、層次分析法的評價(jià)模型

（一）層次分析法

層次分析法（AHP），是由美國運(yùn)籌學(xué)家在上個(gè)世紀(jì)70年代提出的解決多個(gè)目標(biāo)、方案的優(yōu)化并對問題進(jìn)行判斷、評估和決策的一種有效方法，近年來多運(yùn)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，涉及范圍較廣[7]。AHP是對定性問題定量分析的系統(tǒng)分層分析方法。目標(biāo)層：研究問題的主要實(shí)現(xiàn)目標(biāo);準(zhǔn)則層：研究過程中根據(jù)目標(biāo)問題設(shè)立多項(xiàng)構(gòu)成要素;子準(zhǔn)則層：將各項(xiàng)要素劃分為多個(gè)要素水平，進(jìn)而構(gòu)建多層次的分析模型。

（二）智能空調(diào)用戶功能需求調(diào)研

為了最大程度地保證目標(biāo)調(diào)研對象的精準(zhǔn)覆蓋，本次問卷選擇的調(diào)研人群除了擁有智能空調(diào)使用經(jīng)驗(yàn)的存量用戶外，同時(shí)包含部分未使用智能空調(diào)的新房購買者、高收入白領(lǐng)、科研工作者、設(shè)計(jì)師等潛在用戶。最終對一百五十名用戶進(jìn)行問卷調(diào)研。問卷形式采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置，針對每項(xiàng)功能需求均進(jìn)行了簡要說明，并由用戶對于問卷中的功能需求進(jìn)行選擇。經(jīng)過克隆巴赫系數(shù)公式（1）計(jì)算后為0.859，表面問卷結(jié)果十分理想。本研究最終回收有效問卷一百四十七份。

一般來說，該系數(shù)愈高，即工具的信度愈高。在基礎(chǔ)研究中，信度至少應(yīng)達(dá)到0.80才可接受，在探索性研究中，信度只要達(dá)到0.70就可接受，介于0.7-0.98均屬高信度而低于0.35則為低信度，必須予以拒絕。用戶選擇的主要空調(diào)功能需求如表1。

（三）構(gòu)建智能空調(diào)層次分析模型

智能空調(diào)用戶需求的層次分析模型如圖1所示

（四）構(gòu)建判斷矩陣，確認(rèn)權(quán)重

判斷矩陣是本層中的所有判斷指標(biāo)，對上一層某項(xiàng)指標(biāo)的重要度進(jìn)行兩兩比較。并確定目標(biāo)層的指標(biāo)為 R，B 為本層中的因素，則根據(jù)本層中B₁，B₂，...，Bm針對 R 的重要性可以構(gòu)造判斷矩陣，如表2：

表中bij代表準(zhǔn)則層中的各要素在對 R 目標(biāo)層的重要性進(jìn)行對比，要素Bi對比于要素Bj 的重要性評價(jià)，可表示為b_ij=B_i：B_j，則b_ji=1/b_ij，在判斷矩陣中的b_ij可以用 1-9標(biāo)度表及 其倒數(shù)表示，如表3所示。

對于智能空調(diào)改良設(shè)計(jì)的層次分析模型中目標(biāo)層為用戶需求，用A表示;準(zhǔn)則層的評價(jià)指標(biāo)分別為柔風(fēng)，外觀，濕度，隱私，新風(fēng)，用A1、A2、A3、A4、A5代表，隨機(jī)選取50名調(diào)研對象，對目標(biāo)層及基準(zhǔn)層各指標(biāo)進(jìn)行評定得出判斷矩陣及權(quán)重，如表4所示。

為了避免決策者的主觀性為結(jié)果帶來較大的誤差，常用CR值來檢驗(yàn)矩陣結(jié)果一致性。當(dāng)CR的指標(biāo)在一定范圍內(nèi)時(shí)，即可以認(rèn)為此次獲得的結(jié)果受決策者主觀因素的影響程度是可被接受的。在一般情況下，當(dāng)CR的值小于0.1時(shí)，即可通過結(jié)果一致性檢驗(yàn)，且CR的值越小說明結(jié)果一致性越好。CR值的計(jì)算公式（2）如下：

根據(jù)計(jì)算CR值為0.0037且小于0.1

其中，λ_max指的是矩陣的最大特征根，n為矩陣階數(shù)，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，RI在不同階數(shù)矩陣的數(shù)值如表5：

將根據(jù)權(quán)重計(jì)算得出的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素按重要度排序，能夠清楚地看出在智能空調(diào)功能需求中柔風(fēng)功能是最重要的，隱私功能以及外觀次之，新風(fēng)功能又較空調(diào)加濕功能稍顯重要，其重要性排序如表6：

（5）空調(diào)功能需求優(yōu)先級層級塔建立

根據(jù)智能空調(diào)功能重要性排序建立空調(diào)功能需求優(yōu)先級層級塔，如圖2：

三、智能空調(diào)設(shè)計(jì)改良方法應(yīng)用與驗(yàn)證

（一）層次分析法在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

在設(shè)計(jì)實(shí)踐的過程中，不同部件和功能由于其能耗、空間位置、尺寸限制等因素不可避免的會(huì)出現(xiàn)沖突，因此如何在不同功能和尺度間尋求平衡就成了設(shè)計(jì)師的重要職責(zé)，通過層次分析法，對空調(diào)自身的功能優(yōu)先級進(jìn)行梳理，對于消費(fèi)者感知強(qiáng)烈或需求度很高的功能應(yīng)該賦予更高的設(shè)計(jì)優(yōu)先級，這種優(yōu)先級除了體現(xiàn)在出現(xiàn)沖突時(shí)的取舍中可以保留更多的功能性，更多體現(xiàn)在功能對于外觀的影響方面占有更高的比重，這種影響除了設(shè)計(jì)的美觀程度，更多的是外觀功能帶給消費(fèi)者的關(guān)于功能的心理暗示。

層次分析法在設(shè)計(jì)實(shí)踐中的運(yùn)用尤其適用于包含智能空調(diào)在內(nèi)的功能型產(chǎn)品，所謂功能型產(chǎn)品是指功能結(jié)構(gòu)影響外觀和產(chǎn)品細(xì)節(jié)的一類產(chǎn)品，這類產(chǎn)品是在產(chǎn)品的基礎(chǔ)上不影響產(chǎn)品本身的手感，達(dá)到了功能美觀和實(shí)用性，新式功能型產(chǎn)品設(shè)計(jì)的概念是以產(chǎn)品功能創(chuàng)新和使用價(jià)值為主要設(shè)計(jì)點(diǎn)并以功能創(chuàng)新和使用者為中心的概念[8]。本文會(huì)按照層次分析法生成的功能優(yōu)先級順序詳細(xì)論述不同功能對設(shè)計(jì)實(shí)踐的外觀和結(jié)構(gòu)影響，層次分析法的介入使得這種設(shè)計(jì)實(shí)踐具有更多的合理性和邏輯性。

（二）柔風(fēng)功能設(shè)計(jì)實(shí)踐

柔風(fēng)設(shè)計(jì)是智能空調(diào)在功能實(shí)現(xiàn)方面最顯著的應(yīng)用，也是其智能性的主要體現(xiàn)之一，在AHP得出的層次優(yōu)先級中占有最高地位，因此在以消費(fèi)者體驗(yàn)為首要任務(wù)的設(shè)計(jì)策略中，外觀和功能分布都需要以柔風(fēng)功能的實(shí)現(xiàn)為首要目標(biāo)。柔風(fēng)空調(diào)在普通空調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了設(shè)計(jì)改良，改善了傳統(tǒng)空調(diào)冷風(fēng)直吹而造成使用者患上空調(diào)病的問題，使用過程中會(huì)獲得更加舒適的體驗(yàn)。柔風(fēng)板設(shè)計(jì)通過在空調(diào)的出風(fēng)口處設(shè)計(jì)柔風(fēng)葉片，可以有效地將風(fēng)流打散從而形成康達(dá)效應(yīng)，使得風(fēng)流順著用戶體表流動(dòng)，避免了風(fēng)流直吹帶來的不適感[9]。柔風(fēng)功能對于空調(diào)外觀設(shè)計(jì)的影響直接體現(xiàn)在出風(fēng)口的設(shè)計(jì)上，需要預(yù)留足夠出風(fēng)面積，同時(shí)保留足夠的內(nèi)部空間給柔風(fēng)板，因此需要在底部的交互部分作出取舍，將產(chǎn)品中部作為人機(jī)交互界面。

（三）隱私功能設(shè)計(jì)實(shí)踐

出于對用戶需求滿足的溫感探頭設(shè)置和用戶隱私保護(hù)心理需求矛盾的平衡，需要將溫感探頭進(jìn)行隱藏式設(shè)計(jì)，以保證功能實(shí)現(xiàn)的基

礎(chǔ)上可以帶來完全不同的視覺符號，避免用戶使用過程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)誤解和對應(yīng)的緊張感[10]。為了實(shí)現(xiàn)對于溫感探頭的隱藏，溫感傳感方式可以該用紅外傳感以實(shí)現(xiàn)輕量化，例如COIN系列單片式一元紅外芯或TIMO系列晶圓級衛(wèi)星模組，這些方案具有輕量化、功耗低、超優(yōu)性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，因此可以更好地契合消費(fèi)級電子市場。同樣因?yàn)榫哂畜w積小同時(shí)表面可以處理為平面的優(yōu)點(diǎn)，可以對溫感的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行更好的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)隱藏式設(shè)計(jì)。

（四）外觀功能設(shè)計(jì)實(shí)踐

在人機(jī)交互過程中，產(chǎn)品外觀對于用戶體驗(yàn)的感官是第一位的，用戶首先會(huì)關(guān)注到產(chǎn)品的外觀，包括產(chǎn)品造型和配色。智能空調(diào)作為家居產(chǎn)品的一部分，需要與周圍的環(huán)境融為一體，成為環(huán)境的一部分，而非作為一個(gè)突兀的視覺符號提醒用戶自身的存在感。在造型與認(rèn)知沖突中，消費(fèi)者通常傾向于選擇柔和不具有攻擊性的造型，并且只有在價(jià)格昂貴的高端空調(diào)上，消費(fèi)者才會(huì)希望造型上具備一定的復(fù)雜性，如圖3所示。與此同時(shí)，由于智能家居產(chǎn)品本身具備的智能感同時(shí)意味著未來感和科技感，在設(shè)計(jì)心理學(xué)中通常這些感受都與一些顏色具有隱藏的聯(lián)系，包括白色和藍(lán)色。

（五）智能空調(diào)設(shè)計(jì)方案

以改進(jìn)用戶的人機(jī)交互體驗(yàn)為目的，建立對于用戶體征狀態(tài)的分析，并進(jìn)一步通過問卷調(diào)查分析了用戶對空調(diào)造型的情感認(rèn)同樣本，最終的設(shè)計(jì)結(jié)果重新定義產(chǎn)品外觀，最終以“簡約”“純色”“科技”和“未來感”的情感語義作為智能空調(diào)的造型設(shè)計(jì)語言，最終的造型設(shè)計(jì)結(jié)果如圖4所示。整體顏色采用純白FDM覆膜處理，點(diǎn)綴以藍(lán)色界面細(xì)節(jié)，保證簡約的同時(shí)增加科技感。

從功能反饋的結(jié)果來看，中間設(shè)置的UI界面可以覆蓋當(dāng)下最廣泛的人機(jī)交互內(nèi)容，例如左側(cè)的狀態(tài)欄顯示當(dāng)前工作狀態(tài)，包括制熱、制冷、新風(fēng)、除濕等;中間的藍(lán)色圓點(diǎn)可以用來展示除濕進(jìn)度和當(dāng)前濕度狀態(tài)，使得用戶對于當(dāng)前濕度狀態(tài)的了解可視化;柔風(fēng)板采用內(nèi)嵌式設(shè)計(jì)在導(dǎo)風(fēng)板打開時(shí)才會(huì)露出，功能布置如圖5和表6所示。從設(shè)計(jì)反饋的結(jié)果來看，建立健康溫馨的家居環(huán)境，以及以用戶體驗(yàn)為中心的交互設(shè)計(jì)。研究過程從提出問題到分析解決問題再到設(shè)計(jì)結(jié)果的反饋，整個(gè)空調(diào)外觀與功能設(shè)計(jì)形成閉環(huán)，為智能空調(diào)的設(shè)計(jì)提供了相對完整的設(shè)計(jì)思路和實(shí)踐驗(yàn)證。

（六）設(shè)計(jì)評價(jià)

為了驗(yàn)證AHP層次分析法對于智能空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可行性，需要對用戶需求滿足程度進(jìn)行評估并獲取用戶的個(gè)人反饋。此次作者邀請了由30人組成的專家小組對此設(shè)計(jì)方案的用戶需求滿足程度進(jìn)行專業(yè)評價(jià)。為了使專家必須做出傾向性的選擇，排除中立態(tài)度的可能，因此將六點(diǎn)量表作為評分標(biāo)準(zhǔn)。其中橫軸為產(chǎn)品評價(jià)指標(biāo)，縱軸為分值。分值1到6代表不同的態(tài)度，分為強(qiáng)烈贊同、中等贊同、輕微贊同、輕微不贊同、中等不贊同、強(qiáng)烈不贊同。評分結(jié)果見表7。

邀請上文中150名參加問卷調(diào)查的用戶進(jìn)行滿意度回訪。以凈推薦值（NPS）作為產(chǎn)品滿意度的分析指標(biāo)，橫軸為分值，縱軸為人數(shù)，其中用戶打出的分值與用戶滿意程度成正相關(guān)。相關(guān)結(jié)果見表8。經(jīng)統(tǒng)計(jì)后將數(shù)據(jù)代入公式3，得出NPS的分值為32.7，較好地滿足了用戶的需求，并得到了相當(dāng)多用戶的支持，說明AHP層次分析法導(dǎo)出的創(chuàng)新方案在用戶滿意度方面上有較大的突破。

結(jié)語

基于AHP層次分析法的功能改良設(shè)計(jì)方法符合系統(tǒng)性的創(chuàng)新原則，通過對智能空調(diào)的使用體驗(yàn)進(jìn)行功能性拆分，使之從抽象的整體使用感受中脫離出來，從而幫助設(shè)計(jì)者抓住空調(diào)改良設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)部分，提高改良設(shè)計(jì)的效率性和針對性。智能家居設(shè)計(jì)在目前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展形勢下已經(jīng)進(jìn)入到一個(gè)新的瓶頸，如何通過設(shè)計(jì)發(fā)掘新的用戶需求或完善現(xiàn)有需求，該設(shè)計(jì)方法為這一問題提供了新的思路并指明方向。