基于KANO-效用理论的产品创新需求筛选方法

孔造杰，赵啸天，李 斌，耿立沙,2

（1.河北工业大学 经济管理学院，天津 300401；2.石家庄科技工程职业学院 管理工程系，石家庄 050800）

0 引言

创新在企业的发展以及整个社会的发展中都发挥着举足轻重的作用，创新是制造型企业获取核心竞争力的主要途径之一，而产品是企业创新的载体，企业创新的成败直接影响产品的市场命运，因此企业要十分注重产品的创新的重要性。在产品设计过程中首当其冲是产品的需求的确定，顾客需求作用与产品创新的模糊前端，在产品创新中首先要确定顾客的需求，只有充分满足顾客需求的创新产品才能最终被顾客接受。因此对需求的研究显得十分重要，需求本身就代表着顾客对未来产品或者当下产品的一种憧憬，然而并不是所有的这种“美好憧憬”都能转化为实时存在的产品功能，并且大量的需求杂乱无章，具有动态性，模糊性等特点，这给企业的研发部门带来了一定的难度与挑战。很多企业盲目追求利益而忽视了对资源以及环境的重视，这样的产品虽然能短暂的实现企业的经济增长，但是不符合企业的可持续发展战略。随着社会经济的发展，技术，市场，成本，环境，资源等方面逐渐成为企业产品研发考虑的焦点，在分析顾客需求时也要将这些方面考虑在内，选出符合客观规律，满足当前多方要求的需求，避免在生产过程中造成不必要的成本损失，资源消耗，环境污染，所以十分有必要在产品研发前期对产品需求进行一个精确的筛选。

目前，产品需求筛选已经成为学术界和企业界关注的焦点，在这种背景下众多学者对需求筛选进行了一系列的相关研究，并取得了相应的研究成果。耿秀丽[1]等提出一种基于条件概率的特征选择技术来识别顾客需求的方法，通过条件概率的特征选择技术和KANO模型来计算顾客需求的重要性。王晓暾[2]等提出了质量功能展开中顾客需求重要度的粗糙层次分析法，通过求解粗糙成对比较矩阵来确定顾客需求的重要度以实现对顾客需求的筛选。侯智[3]等利用KANO模型将产品质量分为基本质量，工作质量和惊喜质量，建立用户满意与产品质量之间的函数关系，从而择优生产。樊磊磊[4]等利用KANO与模糊聚类方法对创新需求进行分类，确定需求与需求之间的从属关系，从而使需求分类更具合理化。孟庆良[5]等提出了定量化的KANO模型来客观的对需求进行分类。Xu Q[18]等提出了一种专注顾客偏好需求的“分析KANO模型”，将客户偏好纳入产品设计中，以保持客户满意度与生产者之间的最佳平衡。综上所述可知产品需求的研究已经成为当前学术界的研究热点，上述的研究从不同的角度对产品需求进行了研究，然而这些方法在计算需求重要性时考虑的因素不够全面，如忽视了需求对研发成本，资源，环境等方面的影响。此外在需求重要性的计算过程中存在主观性过强的问题。鉴于此，本文提出一种基于KANO-效用理论的产品创新需求的筛选方法，首先，利用KANO模型对需求集进行分类处理，将产品需求分为基本需求、期望需求以及魅力需求三类，其次，通过模糊语句与效用理论来计算期望需求和魅力需求的综合效用值。最后，根据计算所得的各项需求的综合效用值来实现对需求的筛选。该方法能够将多方因素对需求的影响纳入到需求重要度的计算过程中来，更加客观全面的计算产品需求的重要度以实现对需求的筛选目的。

1 相关概念提出与界定

为了更好的对本文所提方法进行介绍，有必要对相关概念进行相应的界定与概述说明，文中的主要概念如下所示。

1）创新需求：创新需求是客户对未来产品或者当下产品功能的设想，包括产品的基本功能以及服务功能。目前针对创新需求的产生通常采用客户的问卷调查法，头脑风暴法，列举法等。阿奇舒勒提出的Triz能很好的解决传统方法的不足，通过进化理论创造客户需求。

2）区间效用值：决策者或者专家针对不同评价属性的效用值，此效用值不是具体的数字，而是采用区间数的形式，这样更加精确了属性的权重，例如ukij为需求xi的效用值ukij=[alij，auij]。

3）综合效用值：综合效用值指不同评价属性的效用值与相对应的评价标准权重的乘积和。综合效用值作为每个被评价需求的最终量化值。

4）模糊语句：模糊语句用来表达不能用数量关系来确定的产品属性，比如形容对环境的影响，可以表示为，没有影响，轻微污染，中度污染，重度污染。

2 基于KANO-效用理论的需求分类与综合效用值计算

2.1 需求分类

KANO模型作为一种结构性问卷及调查方法，帮助企业了解不同层次的产品需求，在产品创新领域发挥着重要的作用。由于KANO模型在进行分类具有操作简单，客观有效等特点，使得其被广泛的应用到各个行业的需求分类中，如服务业、制造业等。因此，在本研究中同样选取KANO模型对需求进行分类。

KANO模型在调查客户需求时采用正反两方面的提问方式，即产品拥有这项功能时客户的感受，产品不具备这项功能时客户的感受又是怎样。由此可以判断此项功能对客户的重要程度，一般将客户的感受分为五类，满意，应该如此，无所谓，可以承受，不满意，通过正负双向问题对客户的评价结果可以将客户的需求分为五类，基本型需求M，期望型需求Q，魅力型需求A，无差异需求I，逆向需求R。在产品研发中，无差异需求和逆向需求这两类需求对产品创新功能的研发起不到帮助作用，所以在此不予考虑。只需要重点研究期望型，基本型，魅力型需求。三者相对顾客满意度之间关系如图1所示。

图1 顾客需求的kano模型示意图

通过KANO模型可得到顾客需求的分类结果，将其中的基本需求、期望需求、魅力需求这三类需求提取出来，由于基本型需求是产品必须满足的，所以产品的新需求只能来自期望需求和魅力需求，这两类需求需要重点关注。

2.2 需求综合效用值计算

前面提到的KANO模型虽然能够实现对需求的分类，但是无法实现对同类型需求的筛选和比较，当企业面对资源有限的情况时，企业不得不放弃同一类型需求中的一部分需求，这时KANO模型的不足之处便被暴露出来了，所以有必要通过其他方法来解决这个问题。由于需要考虑多方因素对需求重要度的影响，通过对已有方法的分析得出效用理论能够很好的实现需求综合效益的求取。

效用理论是决策者用来评价筛选方案而采用的方法，效用值是介于0～1的数字，用来表征决策者对该方案的欣赏程度。通常用效用曲线来描述决策者对方案的偏好程度，包括风险厌恶型，风险中立型以及风险喜好型，三种喜好分别对应着保守型效用曲线、中间型效用曲线、冒险型效用曲线。决策者往往根据自身的技术条件，市场前景来选取效用函数的类型，这三种效用曲线如图2所示。

图2 三种不同的效用曲线

效用理论能够将需求各个方面的影响综合换算成产品效用，能够让决策者对于各项需求对产品的作用有一个清晰的认识。对于顾客需求而言，并非各项顾客需求对产品的效用都能直接通过定量的方式来表达而有些效用是定性的，因此有必要将这些定性的效用给定量化，结合本研究对象的特点，在研究已有研究的分析基础上提出采用模糊语句和区间数来将顾客需求的定性效用进行定量化，其具体的操作步骤如下。

步骤一：本文将需求的评价指标分为五类，分别是技术成熟度a，市场欢迎度b，成本消耗量c，资源消耗量d，以及环境破坏程度e，对每个需求都用这五个指标进行评价，评价指标采用模糊语句表达，最好，很好，较好，一般，差，很差。并把每一级别的模糊语句转化为区间数效用值的形式，将定性的指标定量化。具体转化关系如表1所示。

表1 模糊语句对应效用值转化表

步骤二：通过专家商议以及对客户的问卷调查可以得出各个需求相对每个评价属性的区间效用值，由此建立需求与评价属性的矩阵分析表。

步骤三：建立矩阵后需要对效用值信息规范化，本文采用基于极差变换法的规范化公式。一般的变换方法需要考虑评价属性的性质，评价属性分为效益型和成本型，效益是越大越好，而成本自然是越小越好。为了避免造成评价属性分类的混乱，本文将区间数分为六个等级，分类情况如表1所示，表明数值越大情况越好，这样只采用效益型公式就可以做到信息的规范化。

效益型规范公式：

将评价矩阵规范化如表3所示。

表3 规范化的矩阵分析表

步骤四：利用各属性权重计算每个需求的最终综合效用值，权重的来源采用专家评审以及客户调查，分别为α1α2α3...αn，且α1+α2+α3+...+αn=1，综合效用值采用加权法则，计算公式为：

2.3 需求筛选

通过前面的计算得到了每项顾客需求的综合区间效用值[rli，rui]表达，其中的表示第i项需求的综合区间效用值下限，rui则是表示第i项需求的综合区间效用值上限，然后将各项需求的综合区间效用值与预先设置的标准区间进行对比，如果需求的综合区间效用值落在标准区间内即，则保留该项需求，反之去掉该项需求，依次求取各项需求的综合区间效用值，并将结果与标准区间理想效用值进行对比则可以实现需求的筛选。

3 案例分析

以家用吸尘器为例，来验证所提方法的有效性。吸尘器已经成为家家具备的清洁工具，随着时代的发展，传统的吸尘器已经不能满足广大民众的需求，有必要制造一款符合大家需要的新型吸尘器，本文以KANO模型与效用理论来筛选需求。

通过设计正反互问的KANO调查问卷来确定顾客需求，调查对象还包括专业技术人员，销售人员，来确保需求来源的广泛性。问卷主要来自网上填写，共收回有效问卷100份，具体需求情况调查如表4所示。

由上表可知基本需求M有吸尘，静电保护，过热保护。期望需求O有灵敏度，多功能整合，魅力型需求A有无声，语音识别，材质精巧，手机App控制。其中的基本需求是产品必须要满足的需求，效用值理论主要分析期望需求和魅力需求，筛除不合理需求。通过专家评价以及对销售人员的深度访谈，具体评价情况如表5所示。

表4 KANO需求调查表

表5 情况调查表

通过式(1)对需求评价表规范化，规范结果如下：

经过专家分析讨论给各个评价指标设定了如下权重，技术，市场，成本，资源，环境，权重分别为0.4，0.2，0.2，0.1，0.1。再由式(2)计算各个需求的综合效用值。综合效用值计算结果为，灵敏度[0.3001，0.6329]，多功能整合[0.325，0.575]，无声[0.2499，0.4168]，语音识别[0.3499，0.5167]，材质精巧[0.28，0.48]，手机App控制[0.3,0.5]。经过专家评审设立标准，需要去除综合效用值的创新需求，于是将此作为筛选的标准。由于在当前的技术水平上很难满足无声这一魅力需求，在材质精巧这一需求中，虽然技术可以有限满足，但是生产出的产品成本会提升，不利于企业的长期效益。所以在被评价的需求中无声和材质精巧要被去除，剩下的需求被保留并作为企业产品研发的重点关注的对象。

表6 矩阵规范表

4 结束语

在这个竞争激烈的市场环境下，需求对于产品研发设计的重要性不言而喻，如何从众多的需求中选取出那些能够使企业效益最大化的需求是企业关注的焦点，针对现有的需求筛选方法大多只是对需求进行分类或分层处理，而对于同一类别的需求筛选问题上过于主观这一问题，现提出一种基于KANO-效用理论的产品创新需求筛选方法，首先，利用KANO模型对需求集进行分类处理，将产品需求分为基本需求、期望需求以及魅力需求三类，其次，通过模糊语句与效用理论来计算期望需求和魅力需求的综合区间效用值。最后，根据计算所得的各项需求的综合区间效用值来实现对需求的筛选。该方法解决了KANO模型对需求筛选的局限性，实现了对期望需求，魅力需求的定量化精确筛选，并通过家用吸尘器这一案例验证了所提方法的有效性，优越性。对于该方法的延伸与拓展将是今后的研究的重点。