基于KANO和TRIZ理论的学龄前儿童餐盘设计研究

谢尚航 王家俊 张涛

摘要：解决当前学龄前儿童餐盘存在的问题，更好地满足用户需求。运用KANO模型理论调研用户需求，分析出满足用户需求的关键属性，通过TRIZ理论将关键属性转化为设计要素。得到产品的创新设计方案。该方法为学龄前儿童产品的创新设计提供了参考。

关键词：学龄前儿童；餐盘；KANO模型；TRIZ理论；用户需求

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2023）23-0124-05

Abstract：In order to solve the current problem of preschool food containers to better meet the needs of users. KANO model theory is used to investigate needs of users，analyze the key attributes to meet users needs and transform the key attributes into design elements through TRIZ theory. Obtained innovative solutions for product design. This method provides a reference for the innovative design of products for preschool children.

Keywords：Preschool children；Food container；KANO model；TRIZ theory；User needs

引言

随着消费升级、育儿思维转变，以及“三胎”政策的释放等多重因素叠加，儿童专用产品市场规模呈现出稳定扩张的局面。市场增长伴随着对产品种类多样化的潜在需求，消费者对于产品的品质、功能不断提出新的要求。传统学龄前儿童餐盘主要满足基本的盛放功能，在实用、安全、趣味性等方面存在提升与改进的空间。在此背景下，基于儿童餐盘产品的现状，通过KANO模型和TRIZ技术矛盾冲突法结合运用的方式，规划一款能满足被调需求的学龄前儿童餐盘设计策略。文章以猫爪儿童餐盘产品为案例，希望能为后续设计师在学龄前儿童产品的设计与创新中提供参考。

一、产品现状

调查目前市场上的餐盘产品，根据选用的材料不同，一般可以分成①不锈钢餐盘：常见的有304食品级不锈钢，该材料产品的优点是强度高，理论上能够直接接触pH值为中性的食品。但在日常生活中，较难准确判断每一种食品的pH值，若长时间盛放酸、碱性食物，或会导致其中重金属物质析出进入食物当中。且此类材质导热性强，直接盛放高温食物易烫手；②塑料餐盘：其中聚丙烯（PP）是用于该类产品的主要材料，其耐高温且摔后不易破碎，但儿童使用时稳定性不佳，容易翻覆；③硅胶餐盘：此类材质的产品优点是质地柔软、防摔、可塑性好。食品级硅胶的特性是材料呈透明状且本身无毒、无刺激性气味，但是以目前主流的加工制作工艺，部分可塑剂、染色剂等助、溶剂可能会被添入材料之中，或对人体产生一定的危害性，直接接触食品不利于儿童健康。同时硅胶吸附性强且不能长时间耐高温，接触食物后不易清洁；④竹木餐盘：此类材料的优点是天然环保，属于可再生资源。缺点是在潮湿的环境下容易滋生霉菌、开裂，对保存环境要求较高，且材料强度一般，使用周期比较短；⑤陶瓷餐盘：该材质产品的优点是耐腐蚀性强，化学性稳定，容易清洁。是成人餐具的理想材料，但儿童思维、生理机能尚未发育成熟，用餐时容易出现将餐盘摔落的情形，陶瓷材质不仅产品本身容易损坏，还可能会给儿童造成伤害；⑥新材料餐盘：如聚乳酸（PLA），无毒环保，丢弃后能够生物降解，但热稳定性较差。且通常新材料在诞生初期阶段产量较少、价格高，一般在发展的成熟期后用于普通日用品的生产制造。餐盘根据造型可分类成传统规则造型和新式造型。传统造型如圆形、长方形等，优点是实用性相对较强，使用、清洁及收纳较为便利，但对儿童的吸引力一般；新造型通常正好相反，吸引力强而实用性相对较弱。

二、儿童产品的设计原则

（一）与儿童生长发育情况匹配

儿童正处于身体快速发育的阶段，处于年龄段初和年龄段末尾的儿童生理和心理可能会有一定差异。在设计过程中要顾及各个年龄儿童的特征，确保产品在一定范围内具有适用性[1]。

（二）确保产品及使用时期的安全

安全是儿童用品的生命线，尤其是低龄儿童对风险损害的认知及抵抗能力不足，在设计时必须着重予以关注。其一是产品本身选用的材料、设计的造型等不能对儿童健康、安全造成妨害；其二是要将产品在使用和维护全过程中的情形考虑周全，对可能发生风险做出预防规避。

（三）有一定的趣味性，增强儿童的使用意愿

儿童的注意力和学习能力都是随着年龄增长而逐步提升的，新颖的产品更能够激发起他们探索和使用产品的欲望；具有趣味性的产品能够帮助儿童在训练集中注意力的同时，引导他们进行技能学习，提升了学习效果也间接延长了产品的使用寿命。

三、研究内容及方法

（一）KANO模型概述

KANO模型是一种分析用户需求的有效工具，由日本东京技术学院垨也寂昭教授提出。其被视作一种创新型的需求分析方法，基于分析用户需求与用户满意度之间的关系，揭示了产品功能对用户满意度的影响[2]。运用此种分析方法可发掘潜在的用户需求，并对用户需求进行分析和筛选，更加准确、真实地了解用戶满意度的构成要素，从而为产品的改进与设计创新奠定基础。其中用户的需求属性调查结果被划分为5个归属类，分别是：兴奋需求、反向需求、基础需求、期望需求和无差异需求。此模型也成为设计师详细掌握设计需求的一个重要工具，杨令等人通过KANO模型对公交汽车等候站台的需求属性进行划分，创新设计了智慧公交站台[3]；邴媛等人利用KANO模型为农用设备机械提供了重要的设计创新方法参考[4]。

（二）KANO模型运用步骤

运用KANO模型进行问题分析分为下列3步：特征调查、问卷调查、评价分析。通过网络调查、用户访谈、文献调研、市场考察等方式收集与产品相关的用户需求特征词汇若干组。根据KANO问卷调查模板（如表1）将每一个需求特征词汇设置正向、反向两个问题，将调查结果与KANO评价表（如表2）比照，得出与各功能特征之中每一个分项获选的票数，并取最多数所在的类别代表该功能的KANO属性分配，并作出综合分析。

（三）TRIZ理论概述

TRIZ翻译为创造发明的问题解决理论，由苏联海军发明专家阿奇舒勒率领科研队伍，在整理、归纳超过数百万件专利、创新方法后得到[5]。TRIZ理论成功地揭示了创造发明的内在规律和原理，着力于强调、阐述厘清现有系统中的技术矛盾，并从根本上消除当前存在的技术矛盾。运用相关分析工具，获得符合现阶段实际的解决方案。实践证明，有相当一部分高质量的创新与发明，是在TRIZ相关理论方法的指导下快速实现的。技术矛盾冲突分析方法是TRIZ理论中重要的工具之一。王成军等人通过运用TRIZ的技术矛盾理论，对冷凝设备清洗机器人的关键组件进行设计，解决了当前机器人喷枪的给进效率低等问题[6]。杨亮亮等人通过利用TRIZ技术矛盾理论方法，为温度可调节保温杯提供了创新设计参考[7]。ChouJyhRong基于TRIZ理论方法，对防疫新型口罩进行了设计研究[8]。

（四）技术矛盾冲突分析方法

当一系统中的某个特征或技术参数被改变时，必然引发系统中另一特征或技术参数的变化，致使该系统的效能降低。这种矛盾问题称为技术矛盾。阿奇舒勒归纳出通用技术参数39条（如图1）来准确、简洁地表述不同领域的技术矛盾。将实际问题与参数对照、结合转化成标准的TRIZ问题，任意一种标准的技术矛盾都可通过2个参数互相组合得到。

将问题转化为技术矛盾后，需要一种针对性的解决方法，通过对各个行业领域相似的问题进行整理与归纳，阿奇舒勒找到了普遍适用的问题解决方法，即通用发明原理40条（如图2）。将技术矛盾问题对照阿奇舒勒矛盾矩阵（如图3），可得到与解决问题对应的发明原理。

（五）KANO模型和TRIZ理论运用

KANO模型中的方法主要针对需求的调查及重要性分析，但并未对此提出具体的解决方案；TRIZ理论包含解决问题的工具（如技术矛盾冲突法），但对如何精准地发现问题/需求，没有提出明确的理论方法。因此将KANO模型作为一种前期调研的重要工具，可以把用户提出的主观需求进行分析，转化为科学严谨的数据。而TRIZ理论中的技术矛盾冲突分析工具，可将KANO模型得到的用户需求与实际存在的技术问题进行拆分与组合，得到对应的发明原理，继而推算出合理的设计解决方法，以严谨科学的方式满足用户所需，推动产品的设计创新。邢婕等人通过对KANO模型与TRIZ理论结合运用，分析了老年残疾病患的医疗需求以及照顾方法，设计改进了相关医疗设施的功效[9]。综上，文章选择了KANO模型与TRIZ理论结合运用的方法，进行学龄前儿童餐盘的设计创新，来提升用户的满意率，更准确地贴合用户需求。

四、研究过程

（一）问卷调查

学龄前儿童年龄小、思想尚未成熟，不能准确表述其真实想法，且该类产品通常由儿童的监护人购置，因此在遵循儿童用品设计原则的基础上，通过调查其父母等直接监护人的方式来获得与用户相关数据。

本次调查以互联网为主要渠道及远程用户访谈的方式开展，发放网络调查问卷及访谈问卷总计59份，得到有效问卷52份，问卷有效率达到88.13%。本次被调查者年龄分布主要集中在25-39岁，性别比例均衡。其中大学及以上学历达78.84%，超70%生活在城镇，职业主要是企业职工，占样本总数的46.15%。上述人群正处于育儿的黄金年龄段，也是当今社会的中坚力量，对子女教育及生活品质有一定追求。综上分析，文章中问卷的调研方式具备一定的普遍性，且被调查的对象具有一定的代表性，結果具备一定的参考价值。

（二）基于KANO分析

根据KANO模型运用步骤，通过网络调查、用户访谈及市场调研的方式整理儿童餐盘的需求特征词语，将重复的词语以及互为反义的词语归至一类，总结归类后得到20个具有代表性的需求特征词语：1.外观棱角、2.防摔碎、3.食物保温&散热、4.扩展功能、5.使用寿命长、6.价格低、7.智能化、8.材料安全无毒、9.稳定稳固、10重量轻、11.容积适龄、12.食物分隔、13.造型特殊、14.趣味性、15.易清洁、16.易收纳存放、17.材料环保、18.接触防烫、19.物联网、20.可拆装。

通过KANO调查问卷的特点和方法指导，针对每一条用户需求设置两个相反方向的问题，将每类问题提供5个选项供被调查者选择，例如：针对儿童餐盘外观形态这项需求，正向问题为“如儿童餐盘外观具有棱角，您感受如何？”反向问题为“如儿童餐盘外观没有棱角，您感受如何？”两类问题的5个答案选项都是“很不满意、不太满意、无所谓、较满意、很满意”，记录选择每个答案的人数（如表3），并根据调查数据制作KANO评价结果（如表4）。将剩余19个词汇依照编号顺序进行该操作步骤。

对照KANO评价表，将每一个编号中代表相同归属类的数字进行汇总，分别统计其每种属性数据总和并列表。同一编号下，数字最大的分项所在的归属类别即为此项需求的KANO属性。按照编号顺序，将所有的用户需求評价词语按照上述步骤操作，将得出的结果全部进行汇总，见表5。

根据表5结果：编号1，即“外观棱角”归属为R类；编号4、6、7、12、13、16、19、20，即“扩展功能”“价格低”“智能化”“食物分隔”“造型特殊”“易收纳存放”“物联网”“可拆装”归属类为I；编号3、5、8、11、17、18，即“食物保温&散热”“使用寿命长”“材料安全无毒”“容积适龄”“材料环保”“接触防烫”归属为M类；编号10、14、15，即“重量轻”“趣味性”“易清洁”归属O类；编号2、9，即“防摔碎”“稳定稳固”归属A类；无归属为Q类的结果。归属类R表示反向需求，即当产品出现此项时用户的满意度会大幅下降，所以在本次设计中要尽可能避免此类特征的出现。归属类I表示无差异需求，即无论是否包含此项都不会对产品的用户满意度产生较大的影响，故非本次设计考虑的重点。归属类M表示基本需求，即当产品包含此项功能时，用户满意度不会明显提升，但是不具备这项功能时，用户体验感及满意度都大幅降低。归属类O及A分别表示期望需求及兴奋需求，因为只有通过满足这2类需求，才能最大幅度地提高用户满意度，达到此次儿童餐盘产品设计创新的目的。基于此，拟利用TRIZ技术矛盾冲突法将用户需求转化为设计要素，进行产品设计。归属类Q表示可疑需求，一般不会出现，当此项时代表调查数据中出现矛盾，应重新检查数据或重新调查，以免错误数据干扰产品设计。

（三）基于TRIZ技术矛盾冲突分析

通过上述分析得出的需求，要满足“防摔碎”“稳定稳固”“易清洁”“重量轻”这些兴奋及期望需求。对照目前市场上儿童餐盘的主要材料，防摔碎性能比较好的是塑料、硅胶，但是塑料的重量轻，稳定性一般，容易被移动倾覆；硅胶重量轻、吸附力强，容易固定于桌面，但也易吸附食物，不利于清洁。第1对矛盾恶化的技术参数是2（静止物体的重量），改善的技术参数是13（稳定性）；第2对矛盾恶化的技术参数是10（力），改善的技术参数34（可维修/护）性，见表6。根据组建的矛盾对，找到解决矛盾的发明原理：“矛盾2-13”对应的发明原理为<1，26，39，40>，即1（分割原理）、26（复制原理）、39（惰性环境原理）、40（复合材料原理）；“矛盾10-34”对应的发明原理为<1，11，15>，即1（分割原理）、11（预补偿原理）、15（动态特性原理）。根据儿童餐盘的设计需求，结合上述发明原理，对表6中的发明原理进行分析筛选后，将问题的解决方法选用“发明原理1”（分割原理）——①将物体由可拆卸分解和拼装的部件构成；②物体的各部件较容易被拼装和拆卸分解。

根据TRIZ发明原理内容以及设计原则，采用如下的应用方案：将餐盘分割为可拆卸组合的上下2个部分，并采用不同的材料以应对技术矛盾冲突。其中下半部分为底座，稳定连接上半部分并能固定于桌面；上半部分为餐盘，用于盛放食物。

（四）设计实践

根据TRIZ发明原理所提出的解决方案，采取了区别于传统儿童餐盘部件一体化、造型同质化、材质单一的产品设计思路，对餐盘整体和其上下两部分的设计细节分别提出了具体的策略。遵循儿童产品的设计原则，学龄前儿童对新鲜事物有较强兴趣，因此将餐盘整体采用类似“猫爪”的造型呈现，这样能与常规的餐盘产生较明显的视觉区分，也符合儿童亲近动物的天性，以此提升趣味性、增强吸引力，从而达到促进儿童自主用餐的效果。

餐盘上半部分：学龄前儿童正处于快速生长发育阶段，应注重食品种类的丰富性，以提供均衡的营养摄入。鉴于不同食物类型，为了保证不同食物之间不因接触串味而影响而口感及观感，在餐盘产品设计角度，常见的方法是对餐盘进行内部分区，这样既能够促进儿童积极进食，也方便监护人根据不同食物特性对各区域采取针对性的清洁方式。在设计细节上，餐盘盛放容器主体选用PP材质，质量轻、不易碎、耐高温可热水清洗。造型分为4个单独的圆形辅食容器和1个“凸字形”的主食容器部件，容积根据《中国学龄前儿童膳食指南》（2022版）中谷物、蔬菜、肉蛋、水果类的每餐建议摄入量计算餐盘的数据，得知单餐参考量——谷类90克、蔬菜90克、水果40克、肉蛋类40克、豆制品10克，以此为依据，并根据不同类别食物的体积估算容积分别约为250mL、100mL、80mL、40mL、30mL。同时容器匹配底部造型，可根据实际情况分区盛放食物，均可嵌入底座进行吸附固定，解决了PP材质作为儿童餐盘不稳定的问题。并为餐盘做了加盖的设计，提升了保温、防尘能力。

餐盘下半部分为底座，在细节设计上主体选用食品级硅胶作为材质，其重量轻、不易碎、吸附力强，底面为硅胶吸盘面，使用时按压底座排出底部空气，利用大气压强及材料本身强吸附力的原理特点使餐盘吸附于桌面，提升餐盘使用时的稳定性。底座不直接接触食物，规避了食品级硅胶中的助、溶剂等因使用环境不稳定，接触后污染食物的问题。同时由于不直接接触食物，底座沾染的食物油污较少，无需经常使用高温水、气清洗，规避了食品级硅胶作为餐具材料但不宜长时间高温清洁的问题。

通过调研儿童生理特征、数据，同时配合产品各部件的尺寸，设计产品长边尺寸最大处为32cm，宽边尺寸最大处为24cm，高度为3.5cm。最终设计的学龄前儿童餐盘方案在满足基本功能及需求的基础上同时具备防摔碎、稳定稳固、易清洁、重量轻等用户关切需求。学龄前儿童猫爪餐盘的设计方案效果展示见图4。

结语

文章基于KANO模型和TRIZ理論对学龄前儿童餐盘进行产品研究、需求研究和技术矛盾分析。使用KANO模型调查、分析产品的使用需求，利用需求调查表筛选出期望需求及兴奋需求项，再通过TRIZ技术矛盾冲突矩阵分析得到合适的发明原理，实现有针对性的学龄前儿童餐盘设计方案，提高用户满意度。文章中目前仅针对了国内的学龄前儿童餐盘的用户需求进行了调查及设计策略探究，在后续的研究中，还会继续对国外该产品的用户需求进行调查、研究，并继续对该年龄阶段其他餐具产品进行深入的分析与探讨，以呈现更加完整的儿童餐具设计策略，进一步满足潜在的用户需求。

参考文献

[1]胡康，张芳.5-6岁学龄前儿童参与式产品设计方法研究[J].设计，2022，35（10）：8-11.

[2]Kano N.，Seraku F.，Takahashi F.et al. Attractive quality and must-be quality[J].The Journal of the Japanese Society for Quality Control，1984，14（2）：39-48.

[3]杨令，董石羽.KANO需求驱动的公交设施人机交互设计[J].设计，2022，35（10）：16-19.

[4]邴媛，张建敏.基于Kano模型与层次分析法的农机造型设计研究[J].机械设计，2022，39（04）：149-155.

[5]成思源，周金平，杨杰.技术创新方法——TRIZ理论及应用[M].北京：清华大学出版社，2014：6-18.

[6]王成军，李家宝.TRIZ的冷凝器清洗机器人创新设计[J].包装工程，2022，43（13）：158-164.

[7]杨亮亮，冯乙.基于TRIZ理论的可调温保温杯创新设计[J].设计，2021，34（17）：136-138.

[8]ChouJyh-Rong.A TRIZ-based product-service design approach for developing innovative products[J]. Computers&Industrial Engineering，2021，161.

[9]邢婕，王爱峰.基于KANO模型与TRIZ理论的多功能护理床优化设计[J].工业设计，2021（08）：154-156.