1、工业 工程 设计 Industrial&Engineering Design2023年6月 第5卷 第3期集成AHP-QFD-TRIZ理论的36岁儿童纸制玩具设计研究胡康，蔡文浩武汉科技大学，武汉 430000摘要：针对36岁儿童纸制玩具缺乏多种功能性的现状，探寻适合36岁儿童的纸制玩具设计方法。考虑到儿童纸制玩具的用户群体的特殊性，首先针对纸制儿童玩具市场现状与多种用户访谈确定家长、儿童两种用户群体实际需求；其次运用AHP建立总体用户层次需求模型对需求进行权重打分，并将所得权重置入QFD将其转化为设计需求，同时得出设计需求的具体权重比，并确定主要设计矛盾；最后与TRIZ相结合确定解决纸制玩具
2、设计矛盾的发明原理，选出最优发明原理对问题进行解决，验证方法可行性。通过集成AHP-QFD-TRIZ理论，寻找儿童纸制玩具的设计点和设计矛盾，并进行有针对性的设计实践。通过该方法发现了设计中的需求与矛盾问题，提高了儿童纸制玩具设计的科学性和有效性。关键词：AHP；QFD；TRIZ；36岁儿童；产品设计；纸制玩具中图分类号：J524文献标识码：A文章编号：2096-6946（2023）03-0078-08DOI：10.19798/ki.2096-6946.2023.03.010Design of Paper Toys for ChildrenAged 3-6 Based on Integrate
3、dAHP-QFD-TRIZ TheoryHU Kang,CAI WenhaoWuhan University of Science and Technology,Wuhan 430000,ChinaAbstract:The work aims to explore the design method of paper toys for 3-6 years old children in view of the lack of multiplefunctions in paper toys.Considering the particularity of the users of childre
4、ns paper toys,the actual needs of parents and childrenare determined according to the current situation of the paper toy market and various user interviews.Secondly,AHP is used toestablish the overall user hierarchy need model to score the weight of the need,and the weight is put into QFD and conver
5、ted todesign needs.Meanwhile,the specific weight ratio of design needs is obtained,and the main design contradictions are determined.Finally,combined with TRIZ,the invention principle to solve the paper toy design contradictions is determined,and the optimalinvention principle is selected to solve t
6、he problem and verify the feasibility of the method.Through the integrated AHP-QFD-TRIZtheory,the design points and contradictions of childrens paper toys are found,and the targeted design practice is carried out.Through this method,the needs and contradictions in the design are found,which improves
7、 the scientificity and effectiveness of thedesign of childrens paper toys.Key words:AHP;QFD;TRIZ;children aged 3-6;production design;paper toys玩具作为儿童必不可少的“朋友”，通过家长及环境的正确引导，可以更好地帮助孩子健康成长1。随着社会的不断进步，家长和孩子对玩具的需求不只满足于娱乐的需要，更多的是考虑到玩具对孩子心理健收稿日期：2022-12-07作者简介：胡康（1980），男，硕士，副教授，主要研究方向为设计科学、产品设计与人因工程、儿童玩教具设
8、计研究。通信作者：蔡文浩（1998），男，硕士生，主攻参与式设计。78胡康，等：集成AHP-QFD-TRIZ理论的36岁儿童纸制玩具设计研究第5卷 第3期康、成长发展的需要，使玩具的材质、教育意义等因素在家长购买玩具时也被考虑在内。就此，赵可恒2提出在玩具设计时对材料的选取，需要充分考虑到材料的各个方面，以用户为导向，将材料的属性、选材、制造、回收、环保等作为一体进行考虑。张璐霞3进一步尝试将瓦楞纸家具作为玩具进行设计，通过家具与玩具的结合，实现纸制玩具产品的多样性。郭华4通过在儿童纸制玩具中引入中国京剧的元素，让儿童在娱乐的同时感受京剧文化，使玩具更具教育意义。这些都是玩具在材质上向着环保健
9、康方向的创新和发展，但是现有市面上的玩具都缺乏对儿童教育功能的扩展，以及缺乏科学合理的方法来指导纸制儿童玩具的设计。基于对儿童纸制玩具的研究，本文通过挖掘用户对儿童纸制玩具的具体需求，将AHP、QFD与TRIZ相结合，寻找一种适合于36岁儿童纸制玩具的设计方法。一、现有36岁儿童纸制玩具设计研究儿童时期的成长对未来起着重要的作用。凌辉5在 36岁儿童自立行为结构的初步研究 中提到36岁这一阶段是儿童成长过程中至关重要的时期，也是人心理、道德和观念等方面初步形成的时期，而玩具在这个时期会一直陪伴在儿童左右。一件亦师亦友的儿童纸制玩具可以满足孩子在此阶段的各种需求。现代儿童对玩具的需求不仅是娱乐，
10、而且需要辅导儿童在36岁这一关键时期形成正确的人生观、价值观和世界观。然而，36岁儿童挑选的玩具，其购买群体是家长，这就造成了此种玩具产品同时包含两个甚至多个用户群体的现状，对此种现状需要科学的方法对多个用户群体的需求进行整理和排序，满足多用户、多方面的需求。而国内玩具市场更看重玩具的娱乐性，很少有玩具可以满足孩子的教育需要6，这种现象不利于儿童的成长和发展。同时，针对现有的36岁儿童纸制玩具满足娱乐与教育的同时，在材料的选取上也要满足儿童对健康和环保方面的教育。由于纸制玩具用料的特殊性，材料本身具有可回收、可再次利用的特点，使用得当有助于提高儿童在环保方面的意识，具有良好的教育意义。因此，需
11、要一种科学的设计理论研究方法指导纸制玩具进行设计，使之符合现代用户的各种需求。二、36岁儿童纸制玩具设计方法概述（一）方法概述AHP理论可以有效地对用户及其需求进行权重打分，衡量不同用户对需求的具体权重进行打分，有效解决儿童玩具这一特殊对象拥有双重用户群体所提出的不同需求的问题。而AHP-QFD的结合可以建立产品规划矩阵，准确无误地将其转化为设计特征，保证产品完全满足顾客需求7。然而这种设计方法只能保证产品定义满足客户的需求，对如何设计产品没有明确的指导方法。因此，需要一种方法指导产品在功能和结构上如何进行设计，由此将TRIZ概念引入。TRIZ概念通过将发现的具体问题抽象为一般问题，并通过通用
12、的解决方法进行解决，由此推导出针对具体方案的具体解决方法。通过以三种研究方法相结合的方式，可以将用户的需求通过科学合理的量化分析进行解决，为产品的设计提供理论依据。通过这种理论方法，引入儿童纸制玩具设计，确定产品的具体设计方案流程，见图1。整体设计流程方案一共分为4步：（1）运用AHP计算用户需求的具体权重值，确定QFD模型中相关参数，了解不同用户群体的需求权重值；（2）建立质量屋，通过对用户需求和技术特性进行分析，建立相关矩阵，对相关参数打分，确定具体设计特征；（3）引入TRIZ理念，通过对在QFD质量屋中得出的设计特征进行分析，确定冲突类型，运用相应的解决方法，并结合纸制材料的特性，找到矛
13、盾的解决方案；（4）方案产出，结合TRIZ的发明原理，找到具体解决方案，完成最终设计产出。（二）方法流程1.收集样本和用户需求进行权重计算基于上述对36岁儿童纸制玩具的基本探究，用户需求的确立是完成此次设计的基础。通过市场调研与家长、儿童的访谈，确定用户的具体需求，并对专家小组讨论将现有可满足用户需求的技术进行整理，将两者进行罗列整理，结合层次分析法（Analytic HierarchyProcess，AHP）8对各需求的权重进行评价打分，以此保证两类用户的具体需求都被不同程度地满足，并且AHP方法要求保证数据一致性，以此判定判断矩阵是否含有逻辑错误，其中判断矩阵一致性指标为CI，见式（1）。
14、CI=(max-n)/(n-1)（1）式中：n为判断矩阵阶数，当n2时，判断矩阵的一致性指标与随机一致性指标RI的比为随机一致性比率CR，若CR0.1，则认为该判断矩阵的赋值具有满意的一致性，见式（2）。CR=CI/RI（2）79工业 工程 设计 Industrial&Engineering Design2023年6月图1结合QFD与TRIZ理论的方案设计流程2.运用QFD理论构建质量屋并定位设计矛盾QFD质量屋可以有效地将用户需求转化为设计需求。采用焦点小组对用户需求进行深入分析，建立质量屋，其中的“用户需求-设计特征”在相关矩阵中对负相关参数用“-”表示。在儿童纸制包装玩具设计时，需要着重
15、解决呈现负相关的设计特征之间的矛盾关系。用户需求与设计特征之间存在强、中、弱、不相关4种关系，分别赋值为9、3、1、0，其表示方法与相关性分值见表1。根据“用户需求-设计特征”矩阵关系可计算设计特征的权重值。设用户需求相对权重集合为W=w1,w2,wn，其中wi0,1,i=1nwi=1,其数值运用上述AHP方法计算完成；设计特征相对权重集合为V，V=v1,v2,vm，其中vj0,1，j=1mvj=1，“用户需求-设计特征”评分矩阵为Rij，见式（3）。Rij=|R11R1mRn1Rnm（3）第j个设计特征总评分为Mj，见式（4）。Mj=i=1nRijwi（4）结合设计特征相对权重排序与呈现负相
16、关的设计特征之间的冲突区域，确定需要解决的设计矛盾问题，并着重平衡与其他设计矛盾间的关系。3.运用TRIZ理论进行设计求解由上述方法得出具体设计矛盾之后，按照TRIZ理论确定具体设计矛盾，对照其理论中的多功能参数进行比对，明确方案具体解决方式，保证产品功能的驱动创新。同时，考虑到36岁儿童纸制玩具的实际特性，在对设计矛盾进行具体区分的同时，保证矛盾的解决不会违背纸制产品的生产原则，以此对确定的设计矛盾进行解决，并根据具体需求探究问题，找到最终解决方案。三、基于AHP-QFD-TRIZ理论的36岁儿童纸制玩具设计实例（一）用户需求数据收集与权重计算36岁儿童纸制玩具的目标用户和传统工业产品有所不一，两种用户群体影响同一产品功能。通过网络调研、用户访谈确定使用玩具时所遇的基本问题，之后由1名幼儿园老师和5名经验丰富的工业设计师组成专家小组，对36岁儿童纸制玩具的实际需求进行深入探讨，并获得用户需求层次模型。随后邀请上述专家对所提出的层次需求模型进行权重打分，并进行表1“用户需求-设计特征”相关性分值相互关系分值符号强9中3弱1不相关0-80胡康，等：集成AHP-QFD-TRIZ理论的36岁
