摘要：物联网的蓬勃发展为生产制造带来了新的方法。与此同时，全球化市场竞争日益激烈，用户需求个性化与多样化的特征越来越显著，产品形式也更趋于柔性化与多样化。为了更好地把握用户的个性化需求，建立物联网背景下用户个性化设计方法，本文首先阐述了物联网背景下的个性化设计理念与特点，
然后提出了相应的设计流程与方法：通过大数据获取用户在线评论数据，并基于KANO模型得出用户个性化需求，从而建立个性化设计平台。本文以智能消毒机为例，验证了基于物联网平台的个性化设计方法具有可行性和可适用行，
为品牌方对产品个性化设计生产提供了有效的理论方法。关键词：个性化设计 物联网 个性化需求模型 KANO模型 智能消毒机中图分类号：TB47                  文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2023）14-0150-05
Abstract：The vigorous development of IoT technology has brought
new methods to manufacturing. At the same time，the competition in the global market is becoming more and more intense，the characteristics of personalization and diversification of user needs are becoming more and more apparent，and the product forms are also becoming more flexible and diversified. In order to better grasp the personalized needs of users and establish a user personalized design method in the context of the Internet of Things，this paper first discusses the concepts and characteristics of personalized design in the context of the Internet of Things，and then proposes the corresponding design processes and methods：obtaining user online comment data through big data，analyzing personalized needs based on the KANO model，and establishing a personalized design platform. Finally，the paper takes the personalized intelligent household disinfection cabinet as an example to verify the feasibility and applicability of the personalized design method based on the Internet of Things platform，thereby providing an effective theoretical approach for the brand merchants to design and produce the personalized products.
Keywords：
Personalized design  Internet of things （IoT）Personalized demand model  The KANO model  Intelligent household disinfection cabinet
山东大学机械工程学院  王震亚  任倬欧
物联网背景下个性化设计研究——以智能消毒机为例RESEARCH ON PERSONALIZED DESIGN IN THE CONTEXT OF THE INTERNET OF THINGS—TAKING PERSONALIZED INTELLIGENT HOUSEHOLD DISINFECTION CABINET AS AN EXAMPLE
引言
产品设计经历了手工业时代到大规模生产时代，再到大规模个
性化时代的变迁[1]
。
产品生产模式经历了低产量多样化、大批量单一化到小批量多样化的演变，可以看出，人们对满足个性化需求的期待是经久不变的。物联网的蓬勃发展给个性化产品设计与生产带来了新的方法，柔性制造将用户从消费者转换为设计研发的参与通过用户参与式设计交互打通生产端到消费端的链接。随着经济、技术的发展，市场上的产品附加功能不断增加，产品联网、无线操作不再是
新鲜卖点，产品款式、颜更是更新频繁[2]
。
消费者不再局限于企业生产的产品样式，对消费产品有了自己的评价标准和认识。这种情况下，用户开始寻求独立的、个性的产品展现自己独特的性格，或针对自
身需求进行产品定制。
[3]
疫情时期，消毒成为生活中的重要话题，利用爬虫软件收集零售平台上的产品名含有“智能消毒”的产品，共有产品2176件。可以看出民众对卫生防护、医疗保健等领域的产品提出了更高要求，从戴口罩、喷酒精的基础防护需求扩展到智能化、人性化、多场景的产品需求。按照消毒内容及使用场景进行分类，智能消毒产品可以分为类43类，其中词频最高的为筷子879次，刀具、刀架等厨房用品出现的词频均在700次以上，如图1。都说“病从口入”，从产品数量也可以看出人们对于日常使用的厨具、餐具的安全卫生高度重视。
针对智能消毒机的研究集中在用户需求与外观造型两个方面：
高媛[4]以服务设计理念为理论基础，调研获得消毒机的主流需求：操作简便、体验好、消毒效果好。强威[5]
建立了消毒机的用户需求层次模型。本文建立并规划智能消毒机个性化设计物联网平台，对平台进行功能规划；对硬件产品与用户端App两个接口进行分析与个性化设计，1.建立智能消毒机的尺寸、外观、功能个性化模块库，2.用户端App的用户个性化设计单元、产品管理单元设计。一、物联网背景下的个性化设计
（一）概述
物联网背景下的个性化设计不再是批量定制个性化产品，每个产品的流向都不同，解决的是量产和完全个性化的矛盾。从供求关系来看，这是一种由用户主导，品牌基于用户个性化需求开展产品设计，
并实现产品全生命周期与客户实时交互的个性化设计方案[6]。
从用户购买到使用这款产品，以及后续的产品更新，都可以通过物联网高精度与高效率的技术手段，完成用户参与个性化设计、产品模块化设计的融合。
物联网背景下的个性化设计模式可以归纳为“设计——建立库——设计——制造”，如图2。第一个设计是指从基于大数据的调研过程中获取用户个性化需求，对需要进行个性化设计的产品单元按照层次不同进行不同数量的、统一接口的产品单元模块化设计；第二个设计是指用户参与产品设计的个性化设计过程，用户按照自己的个性化需求在平台上对产品单元进行模块选择，从而完成个性化产品设计。本文以智能消毒机为例，验证上述个性化设计模式的有效性。
图1 消毒产品关键词
（二）特点
1.以每个人为中心
过去对于用户需求的理解，通常通过人分层、场景感知等方式将需求内容聚合后并分发到特定人。这种总结出来的用户需求是通用的，但不一定是包容的，只能满足开发产品的基础功能。其实，每个人的需求是独特的、模糊的和动态的。随着物联网的发展和数据挖掘能力的提升，对于用户需求的理解逐渐从体转向个体，更关注个体的行为数据、购买能力等。
2.云端全生命周期管理
传统的软硬件整合设计开发大多采取软件与硬件分开设计的方法，这会导致软件无法应付硬件的快速更新。物联网背景下的个性化设计可以实现“由内而外”的创新，从用户个性化需求到产品回收的全生命周期的管理：从用户个性化需求的收集到智能硬件的生成、产出及后续使用与硬件回收均可在云平台上直接呈现。
3.模块化
模块化是指1.产品模块化。平台对产品进行模块化分析，通过用户需求单元将功能结构相似的零部件细分成接口相同的单元模块，再对各个模块的各个属性进行优化，最后建立知识库实现平台内的模块共享。2.实现产品个性化设计与管理的物联网平台的模块化。智能产品个性化设计物联网平台支持产品的全生命周期的运行与管理，根据平台系统模块化的特点，将不同功能的工厂、企业等嵌入到平台上，通过网络与用户进行“交流”，了解到用户的个性化需求，并提供相应的零部件与服务，最终共同设计后输出个性化产品。其中每个模块都负责特定的功能实现，围绕平台系统有效运转，共同推动目标任务完成，实现客户需求的大规模、个性化、低成本与快速提供。二、物联网背景下用户个性化需求研究
物联网时代，用户购买产品时从因为“需要”进行购买过度到现在为自己的“想要”买单。物联网背景下的个性化需求是一个集合概念，指需求信息的个性化表现形式，是用户在一定时期内在各种可
能的需求信息中最终选择的具有个性化特征的需求信息[7]，
具有独特性、动态性、模糊性和多样性的特点。
（一）基于大数据的用户个性化需求获取好的产品和服务源于对用户需求的了解，物联网的蓬勃发展拓宽了挖掘用户需求的渠道，所以以用户为中心的观念应贯穿于整个需求获取与分析的过程。用户个性化需求数据获取与分析流程如图3。
综合电商平台上的销售数量与评论数量，选出10款产品。使用八
爪鱼采集器对其进行用户评论的收集，每款产品收集用户评论500份，共采集5000份用户评论文本数据，如表1。
图2 物联网背景下个性化设计模式
图3 用户个性化需求数据获取与分析流程
用户评论中用自然语言对所购买产品进行描述，这里的短句描
述里隐藏着用户对产品各单元的期待[8]
，
所以首先对爬取的数据进行清洗，其次结合数据中商家所给出商品固有属性信息对高频词进行聚类。最后，分析出用户在此次购买中所关注的内容，并推断出用户
的真实需求，用规范设计语言对用户需求进行总结[9]
。
通过词汇聚类分析，可以看出用户在评论智能消毒机的时主要要围绕“产品”与“服务”两个方面，具体划分为产品外观、产品使用、产品技术、产品尺寸、产品功能、物流服务和客户服务7个部分，如表2。
（二）基于KANO模型的用户个性化需求分析
1.基于KANO的用户个性化需求模型构建
智能产品的个性化需求研究是对用户个性化需求进行管理、分
类。Noriaki Kano所提出的KANO模型[10]
主要用于用户需求分类和优先级排序，体现了产品性能和用户满意之间的非线性关系。本研究使用KANO模型反映用户个性化程度与用户个性化满意度之间的关系，如图4。可以根据以上对于模型的描述将用户的个性化需求分为：必备个性化需求、期待个性化需求、魅力个性化需求、无差异个性化需求和反向个性化需求。
2. 问卷制作与发放
本研究采用基于个性化KANO需求模型的调查问卷对用户个性化需求进行分类，一共包含28个题项。其中前4题为用户基本信息调查，分别为性别、年龄、收入水平以及厨房使用率。5-28题针对表1归纳出的13项产品需求单元进行个性化程度调研，如表3。
3.问卷分析
本次问卷通过线上形式进行发放，共收回268份有效问卷。为确保问卷质量可靠，首先对问卷数据结果进行效度和信度分析。将全部的数据导入SPSS分析软件进行分析，结果显示问卷的正向问题、方向问题以及整体问卷的Cronbach's α值都大于0.7，这表明问卷的研究数据是可信的。问卷数据的KMO值均高于0.8，说明问卷的效度较好，是合理且有意义的。
4. 基于KANO模型的智能消毒机个性化需求模型根据上述判定方法，将个性化智能消毒机12个需求单元按照个性化KANO模型进行分类，智能消毒机个性化需求分析结果如表4：
（三）智能消毒机个性化需求总结
智能消毒机共有7个个性化需求单元，可以归纳为为产品尺寸、产品外观及产品功能3个部分。个性化无关需求将智能消毒机设计过程中作为通用设计模块，如表5。三、物联网背景下智能消毒机个性化设计策略
（一）智能消毒机个性化设计内容
物联网背景下的个性化设计研究，可以拆分为“互联网+产品+服务”。当前的个性化设计不仅仅是对智能硬件的设计，更是用户购买
图4 个性化KANO需求模型
满意
具备程度低
具备程度高
期待个性化需求
无差异个性化需求
必备个性化需求
反向个性化需求
满意度低
图5 物联网背景下个性化设计内容图6 个性化智能消毒机基础造型模型图
表5  智能消毒机的个性化需求分类
个性化相关需求尺寸产品尺寸M基础个性化需求
摆放位置
外观产品颜M基础个性化需求功能
产品分区O期待个性化需求
产品附加功能
产品操作方式A魅力个性化需求
产品按键形式
个性化无关需求产品造型、产品材质、产品安装
和拆卸方式、产品消毒技术、产
品基础功能I个性化无关需求
与使用管理时的用户体验设计与智能硬件产品整合的系统个性化设计研究。这两者之间是不可分离的，智能产品是用户体验的媒介，用户体验是通过智能产品完成的，两者通过不断交互，最终达到完善用户体验，促进人机环境更加和谐的目的，提高整体价值。
智能消毒机个性化设计系统主要由3个部分构成：个性化智能硬件产品、用户进行智能产品个性化设计与管理的用户端App以及物联网平台的后台管理系统，如图5。
1.个性化智能硬件产品
智能硬件产品是个性化设计的主要目的，也是用户通过个性化设计平台输出的主要内容，具有模块化、相似性与多样性的特征。个性化智能产品可以提升用户的产品使用体验，平台为之提供配套的软件服务，为用户创造可持续、全流程的产品设计。
由于这些消毒机的使用场景是家庭环境，并且使用人大多是女性，根据总结市场上成熟的消毒机造型可以看出以下共有特征：一是整体造型都经过几何化处理，操作面板加入倾斜角设计，拉近用户与产品距离；二是在边界处都使用了圆角设计，在造型衔接处都使用了曲线过度，增加了产品的亲和力，符合产品的使用场景与适用人的需求；三是方形圆角的几何造型符合当下小家电的造型趋势，在视觉上让用户产生熟悉感，唤醒用户对小家电操作的基本步骤，降低了对陌生电子产品的排斥性。根据以上产规律总结，选定8款个性化智能消毒机的基础造型，如图6。用户可根据在具体场景中产品的表现，从多种方案中筛选出适合自身需求的基础造型后，进行各个产品单元模块的个性化设计。
（1）产品尺寸个性化设计
智能消毒机的尺寸个性化需求包括：产品尺寸与摆放方式。二者均属于基础个性化需求，并且二者的关系为：消毒机的整体尺寸是根据产品使用具体场景设计的。所以为直接、快速获取用户所需消毒机的具体尺寸，可以在获取用户摆放方式需求后，按照用户摆放位置进行消毒机推荐。
（2）产品外观个性化设计
智能消毒机外观需求单元主要由消毒机造型、消毒机颜或图案、消毒机摆放方式、消毒机材质组成。其中消毒机颜或图案属于基础个性化需求。用户与产品交互过程，是感性与理性相互作用的过程，产品的彩可以彰显用户的个性化审美特征与性格特征。智能消毒机的外壳材料为ABS，具有容易获得、综合性能良好、价格便宜的特点。对于ABS表面处理工艺主要分为两种：喷涂与水转印，可以满足单、拼、图案印刷等用户所需方案。常见的智能消毒机多采用黑白灰系为主，搭配复古彩，复古彩多为蓝、绿，符合当下的家电产品彩趋势。个性化设计应不拘泥于固定彩搭配，向用户开放尽量多的彩选项。
（3）产品功能个性化设计
智能消毒机外观需求单元主要由消毒机分区、消毒机基础功能、消毒机附加功能、消毒机操作方式、消毒机按键方式、消毒机消毒技术和消毒机安装组成。其中消毒机分区和产品附加功能属于期待个性化需求，消毒机操作方式与按键方式属于魅力个性化需求。产品功能多样化是实现产品个性化设计的重要环节，根据不同的功能特征，对于产品的通用模块——消毒机整体造型有着重要决定意义。用户根据自身所需消毒内容等需求，对智能消毒机提出进一步要求。在消毒机整体造型设计过程中，考虑到用户对消毒机的基本需求也就是用户所需要消毒的产品，消毒内容很大程度上决定了用户的个性化设计。
2.个性化设计物联网平台
物联网平台整合核心资源和驱动因素，促使知识、技术、能力等资源在平台形成互补共享的模块化体系[12]。智能消毒机个性化设计物联网平台可以分为用户需求数据采集、创新设计、个性化设计、样机展示、产品制造与配送、产品使用跟踪6个模块，如图7。
用户端App是用户与平台连接的接口，位于物联网平台的服务层。App的主要服务内容为个性化产品设计与购买、个性化产品管理、个性化产品模块购买。在产品购买环节中，用户可以根据自身个性化需求进行产品输出，同时可以追踪产品生产、物流等信息。在产品管理环节中，首先是产品自身功能设计与产品开关，其次根据使用行为、使用频率等自动形成可视化报表，方便用户、平台根据产品各方面指标，进行下一步的产品优化设计。
消费者供应商平台工程师
后台管理平台
工厂数据板
用户端App
个性化智能产品
模块化设计的产品举例
参考文献
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图7 个性化设计模块网平台功能架构图9 App产品个性化设计界面图10 App个性化产品管理界面图11 后台管理界面
图8 App信息架构
（1）信息架构
白熊消毒机App是平台用户端的设计表现。App整体信息架构主要分为产品个性化设计和产品管理两大模块，如图8。用户可以在此App上管理从购买到使用维护的产品全生命周期数据；品牌方通过App的用户行为数据分析，可以对产品迭代与更新提供支持。
（2）产品个性化设计交互流程
智能消毒机个性化设计是平台的核心功能。通过模块化、卡片式的调研问卷了解用户使用消毒机的场景、基础需求，其次按照用户偏好进行基础案例库推送，完成智能消毒机基础造型的选择。之后正式进入产品个性化设计阶段，在产品单元个性化设计中按照个性化需求层次模型：产品尺寸-产品外观-产品功能的基本逻辑进行产品编辑。界面具体信息如图9。
（4）产品管理交互流程
产品管理功能包括了产品功能选定、产品开关与产品数据管理3个部分。通过局域网将消毒机与App相连接后，根据不同场景的消毒机对应的功能不同。右4显示的是个性化智能消毒机的数据信息，包括用户使用行为、使用数据以及产品自身配置情况。根据用户的动态需求，可以在产品详情页中对消毒机功能进行升级，也可以在此页面中订购新的配件模块，如图10。
3.后台管理系统
后台管理系统是物联网平台为管理用户订单与个性化智能产品的存在。在对于用户订单的管理中，主要是提供个性化设计的产品模型库以及对用户设计输出的产品进行各个服务模块协同工作的管理等。对于个性化智能产品的管理，主要是对用户购买后的产品追踪、产品生产管理、产品状态管理以及产品维护
管理等。设计师可以从后台数据中清晰地掌握产品服务的具体情况，了解用户行为，进而发现用户的潜在需求，以此优化平台产品与服务，如图11。结语
物联网时代，个性化设计内容不同与以往从产品外观到产品功
能的设计对象的转变，而是设计内容的扩展延伸。在此背景下个性化设计研究具有重大研究意义。首先，本研究阐述了物联网背景下个性化设计的理念及特征；其次，以智能消毒机为例建立了个性化设计方法。给品牌方在设计与生产产品时提供了新的思路。

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