Journal of Graphics ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (5): 1071-1083.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2024051071
• Industrial Design • Previous Articles Next Articles
YANG Pei1(), SONG Jiong1, YANG Dongmei1, BAI Renfei2, CAO Guozhong3,4(
)
Received:
2024-05-30
Revised:
2024-07-22
Online:
2024-10-31
Published:
2024-10-31
Contact:
CAO Guozhong
About author:
First author contact:YANG Pei (1982-), associate professor, master. His main research interest covers design-driven innovation. E-mail:yangpei@hebut.edu.cn
Supported by:
CLC Number:
YANG Pei, SONG Jiong, YANG Dongmei, BAI Renfei, CAO Guozhong. Research on design-driven product disruptive innovation methods[J]. Journal of Graphics, 2024, 45(5): 1071-1083.
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URL: http://www.txxb.com.cn/EN/10.11996/JG.j.2095-302X.2024051071
序号 | 一级需求项 | 二级需求项 |
---|---|---|
1 | CA1安全需求 | CA11减震平缓 |
2 | CA12保护人体 | |
3 | CA13防止掉落 | |
4 | CA2操控需求 | CA21趣味操作 |
5 | CA22按键启动 | |
6 | CA23自动行驶 | |
7 | CA24控制简单 | |
8 | CA25电力驱动 | |
9 | CA3功能需求 | CA31提示避让 |
10 | CA32存放物品 | |
11 | CA33快速行驶 | |
12 | CA34续航持久 | |
13 | CA35模块组合 | |
14 | CA36座椅调节 | |
15 | CA37遮阳挡雨 | |
16 | CA4其他需求 | CA41使用方便 |
17 | CA42性价比高 |
Table 1 List of user requirements
序号 | 一级需求项 | 二级需求项 |
---|---|---|
1 | CA1安全需求 | CA11减震平缓 |
2 | CA12保护人体 | |
3 | CA13防止掉落 | |
4 | CA2操控需求 | CA21趣味操作 |
5 | CA22按键启动 | |
6 | CA23自动行驶 | |
7 | CA24控制简单 | |
8 | CA25电力驱动 | |
9 | CA3功能需求 | CA31提示避让 |
10 | CA32存放物品 | |
11 | CA33快速行驶 | |
12 | CA34续航持久 | |
13 | CA35模块组合 | |
14 | CA36座椅调节 | |
15 | CA37遮阳挡雨 | |
16 | CA4其他需求 | CA41使用方便 |
17 | CA42性价比高 |
类别 | 编号 | 设计要素 | 需求类别/% | Si | Di | ωi | 类型 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
M | O | A | I | R | |||||||
安全需求 | CA11 | 减震平缓 | 45.83 | 29.17 | 12.50 | 12.50 | 0 | 0.42 | 0.75 | 0.077 | O |
CA12 | 保护人体 | 27.08 | 25.00 | 25.00 | 18.75 | 4.17 | 0.52 | 0.54 | 0.072 | M | |
CA13 | 防止掉落 | 58.33 | 18.75 | 12.50 | 10.42 | 0 | 0.31 | 0.77 | 0.079 | M | |
操作需求 | CA21 | 趣味操作 | 12.50 | 18.75 | 45.83 | 22.92 | 0 | 0.65 | 0.31 | 0.089 | A |
CA22 | 按键启动 | 33.33 | 18.75 | 20.83 | 16.67 | 10.42 | 0.44 | 0.58 | 0.061 | M | |
CA23 | 自动行驶 | 4.15 | 10.42 | 22.92 | 52.08 | 10.42 | 0.37 | 0.16 | 0.051 | I | |
CA24 | 操作简单 | 31.25 | 41.67 | 16.67 | 8.33 | 2.08 | 0.60 | 0.74 | 0.082 | O | |
CA25 | 电力驱动 | 50.00 | 20.83 | 12.50 | 10.42 | 6.25 | 0.36 | 0.76 | 0.078 | M | |
功能需求 | CA31 | 提示避让 | 58.33 | 16.67 | 14.58 | 10.42 | 0 | 0.31 | 0.75 | 0.077 | M |
CA32 | 存放物品 | 37.50 | 29.17 | 16.67 | 16.67 | 0 | 0.46 | 0.67 | 0.069 | M | |
CA33 | 快速行驶 | 18.75 | 6.25 | 4.17 | 54.17 | 16.67 | 0.13 | 0.30 | 0.031 | I | |
CA34 | 续航持久 | 41.67 | 22.92 | 14.58 | 20.83 | 0 | 0.38 | 0.65 | 0.066 | M | |
CA35 | 模块组合 | 6.25 | 16.67 | 8.33 | 62.50 | 6.25 | 0.27 | 0.24 | 0.037 | I | |
CA36 | 座椅调节 | 27.08 | 18.75 | 18.75 | 35.42 | 0 | 0.38 | 0.46 | 0.052 | I | |
CA37 | 遮阳挡雨 | 20.83 | 31.25 | 20.83 | 20.83 | 6.25 | 0.56 | 0.56 | 0.076 | O | |
其他需求 | CA41 | 使用方便 | 25.00 | 47.92 | 8.33 | 18.75 | 0 | 0.56 | 0.73 | 0.078 | O |
CA42 | 性价比高 | 33.33 | 41.67 | 12.50 | 12.50 | 0 | 0.54 | 0.75 | 0.077 | O |
Table 2 Statistical results of the KANO questionnaire
类别 | 编号 | 设计要素 | 需求类别/% | Si | Di | ωi | 类型 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
M | O | A | I | R | |||||||
安全需求 | CA11 | 减震平缓 | 45.83 | 29.17 | 12.50 | 12.50 | 0 | 0.42 | 0.75 | 0.077 | O |
CA12 | 保护人体 | 27.08 | 25.00 | 25.00 | 18.75 | 4.17 | 0.52 | 0.54 | 0.072 | M | |
CA13 | 防止掉落 | 58.33 | 18.75 | 12.50 | 10.42 | 0 | 0.31 | 0.77 | 0.079 | M | |
操作需求 | CA21 | 趣味操作 | 12.50 | 18.75 | 45.83 | 22.92 | 0 | 0.65 | 0.31 | 0.089 | A |
CA22 | 按键启动 | 33.33 | 18.75 | 20.83 | 16.67 | 10.42 | 0.44 | 0.58 | 0.061 | M | |
CA23 | 自动行驶 | 4.15 | 10.42 | 22.92 | 52.08 | 10.42 | 0.37 | 0.16 | 0.051 | I | |
CA24 | 操作简单 | 31.25 | 41.67 | 16.67 | 8.33 | 2.08 | 0.60 | 0.74 | 0.082 | O | |
CA25 | 电力驱动 | 50.00 | 20.83 | 12.50 | 10.42 | 6.25 | 0.36 | 0.76 | 0.078 | M | |
功能需求 | CA31 | 提示避让 | 58.33 | 16.67 | 14.58 | 10.42 | 0 | 0.31 | 0.75 | 0.077 | M |
CA32 | 存放物品 | 37.50 | 29.17 | 16.67 | 16.67 | 0 | 0.46 | 0.67 | 0.069 | M | |
CA33 | 快速行驶 | 18.75 | 6.25 | 4.17 | 54.17 | 16.67 | 0.13 | 0.30 | 0.031 | I | |
CA34 | 续航持久 | 41.67 | 22.92 | 14.58 | 20.83 | 0 | 0.38 | 0.65 | 0.066 | M | |
CA35 | 模块组合 | 6.25 | 16.67 | 8.33 | 62.50 | 6.25 | 0.27 | 0.24 | 0.037 | I | |
CA36 | 座椅调节 | 27.08 | 18.75 | 18.75 | 35.42 | 0 | 0.38 | 0.46 | 0.052 | I | |
CA37 | 遮阳挡雨 | 20.83 | 31.25 | 20.83 | 20.83 | 6.25 | 0.56 | 0.56 | 0.076 | O | |
其他需求 | CA41 | 使用方便 | 25.00 | 47.92 | 8.33 | 18.75 | 0 | 0.56 | 0.73 | 0.078 | O |
CA42 | 性价比高 | 33.33 | 41.67 | 12.50 | 12.50 | 0 | 0.54 | 0.75 | 0.077 | O |
第一层级 | 第二层级 | 第三层级 |
---|---|---|
PT1动力系统 | PT11动力驱动系统 | PT111能源装置、PT112传感器、PT113控制器 |
PT12传动系统 | PT121驱动轮、PT122传动轴 | |
PT2操控系统 | PT21方向操控系统 | PT211操纵杆、PT212传感器、PT213控制器 |
PT22加减速系统 | PT221操作按键、PT222踏板、PT223控制单元、PT224传感器 | |
PT3车架机构系统 | PT31载具结构 | PT311座椅、PT312靠背、PT313扶手、PT314脚踏板、PT315底盘 |
PT32调节机构 | PT321升降机构、PT322折叠机构 | |
PT4安全系统 | PT41制动系统 | PT411制动器、PT412制动控制单元 |
PT42安全传感器 | PT421距离传感器、PT422碰撞传感器 | |
PT43人体保护 | PT431安全带 | |
PT5辅助功能 | PT44减震系统 | PT441减震装置 |
PT45防倾翻系统 | PT451防倾翻控制器、PT452传感器 | |
PT51照明系统 | PT511照明设备 | |
PT52电子系统 | PT521控制面板、PT522声音警报、PT523通信 |
Table 3 Wheelchair technology system decomposition results
第一层级 | 第二层级 | 第三层级 |
---|---|---|
PT1动力系统 | PT11动力驱动系统 | PT111能源装置、PT112传感器、PT113控制器 |
PT12传动系统 | PT121驱动轮、PT122传动轴 | |
PT2操控系统 | PT21方向操控系统 | PT211操纵杆、PT212传感器、PT213控制器 |
PT22加减速系统 | PT221操作按键、PT222踏板、PT223控制单元、PT224传感器 | |
PT3车架机构系统 | PT31载具结构 | PT311座椅、PT312靠背、PT313扶手、PT314脚踏板、PT315底盘 |
PT32调节机构 | PT321升降机构、PT322折叠机构 | |
PT4安全系统 | PT41制动系统 | PT411制动器、PT412制动控制单元 |
PT42安全传感器 | PT421距离传感器、PT422碰撞传感器 | |
PT43人体保护 | PT431安全带 | |
PT5辅助功能 | PT44减震系统 | PT441减震装置 |
PT45防倾翻系统 | PT451防倾翻控制器、PT452传感器 | |
PT51照明系统 | PT511照明设备 | |
PT52电子系统 | PT521控制面板、PT522声音警报、PT523通信 |
{FR} | {DP} | 设计公式 |
---|---|---|
FR11储存移动所需能源 | DP11能源装置 | |
FR12将电压转换给各装置 | DP12调节电路 | |
FR21可以进行方向调整 | DP21方向控制系统 | |
FR22控制加减速 | DP22加减速系统 | |
FR23趣味操作 | DP23操作器使用形式 | |
FR24在路面上进行移动 | DP24移动机构 | |
FR25传达控制命令 | DP25传感器 | |
FR31防止行驶过程中掉落 | DP31安全带装置 | |
FR32腿部不超过产品前端 | DP32防撞结构 | |
FR33警示行人 | DP33警示装置 | |
FR34防止使用中侧翻 | DP34防侧翻装置 | |
FR35过障碍物时减震平缓 | DP35减震装置 | |
FR41坐姿舒适 | DP41座椅结构 | |
FR42控制行为舒适 | DP42操作装置布局 | |
FR43存放物品空间 | DP43存放空间布局 |
Table 4 Functional-structural decomposition and design formula sheet
{FR} | {DP} | 设计公式 |
---|---|---|
FR11储存移动所需能源 | DP11能源装置 | |
FR12将电压转换给各装置 | DP12调节电路 | |
FR21可以进行方向调整 | DP21方向控制系统 | |
FR22控制加减速 | DP22加减速系统 | |
FR23趣味操作 | DP23操作器使用形式 | |
FR24在路面上进行移动 | DP24移动机构 | |
FR25传达控制命令 | DP25传感器 | |
FR31防止行驶过程中掉落 | DP31安全带装置 | |
FR32腿部不超过产品前端 | DP32防撞结构 | |
FR33警示行人 | DP33警示装置 | |
FR34防止使用中侧翻 | DP34防侧翻装置 | |
FR35过障碍物时减震平缓 | DP35减震装置 | |
FR41坐姿舒适 | DP41座椅结构 | |
FR42控制行为舒适 | DP42操作装置布局 | |
FR43存放物品空间 | DP43存放空间布局 |
Fig. 6 Technology evolutionary routes ((a) Transfer route to active systems; (b) Increasing component diversity route; (c) Function-time dynamics route)
产品特性 | 可视化结构 | 意义诠释区域 |
---|---|---|
操作易用性 | 操作器 | 操作器 底盘(含车轮) |
操作趣味性 | 操作器 | |
通过稳定性 | 车轮 | |
能源装置 | 底盘结构 | |
操作器使用形式 | 操作器 | |
防撞结构 | 底板结构 | |
警示装置* | 按钮 | |
存放空间* | 整体造型 |
Table 5 Meaning visualization interpretation area determination process
产品特性 | 可视化结构 | 意义诠释区域 |
---|---|---|
操作易用性 | 操作器 | 操作器 底盘(含车轮) |
操作趣味性 | 操作器 | |
通过稳定性 | 车轮 | |
能源装置 | 底盘结构 | |
操作器使用形式 | 操作器 | |
防撞结构 | 底板结构 | |
警示装置* | 按钮 | |
存放空间* | 整体造型 |
类比部件 | 样本集合 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
操作器 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
底盘结构 | S7 | S8 | S9 | S10 | S11 | S12 |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
Table 6 Meaningful interpretation component sample category set
类比部件 | 样本集合 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
操作器 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
底盘结构 | S7 | S8 | S9 | S10 | S11 | S12 |
![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
设计评价 | 样本编号 | ||||
---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
样本 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
趣味性 | 2.538 5 | 3.653 9 | 2.423 1 | 2.576 9 | 2.461 5 |
稳定性 | 4.115 4 | 4.346 2 | 2.730 8 | 3.076 9 | 3.038 5 |
平均值 | 3.327 0 | 4.009 0 | 2.577 0 | 2.826 9 | 2.750 0 |
Table 7 Results of programmatic evaluations
设计评价 | 样本编号 | ||||
---|---|---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
样本 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
趣味性 | 2.538 5 | 3.653 9 | 2.423 1 | 2.576 9 | 2.461 5 |
稳定性 | 4.115 4 | 4.346 2 | 2.730 8 | 3.076 9 | 3.038 5 |
平均值 | 3.327 0 | 4.009 0 | 2.577 0 | 2.826 9 | 2.750 0 |
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