《Journal of Innovation & Knowledge》：Designing sustainable sunscreens: A quality function deployment-based circular approach
编辑推荐：
在化妆品领域开发循环产品需要重新思考设计和生产过程，以确保消费者安全和环境可持续性。本研究引入了一个增强的质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）框架，将循环经济原则整合到产品设计中。通过对一个创新的木质素基防晒霜案例研
在化妆品领域开发循环产品需要重新思考设计和生产过程，以确保消费者安全和环境可持续性。本研究引入了一个增强的质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）框架，将循环经济原则整合到产品设计中。通过对一个创新的木质素基防晒霜案例研究，该模型展示了如何系统地将循环标准纳入决策过程。研究结果表明，所提出的QFD-QCC（Quality-Circularity-Cost）方法改善了客户需求、技术可行性和可持续性能之间的协调。它使设计者能够优先考虑优化资源利用、降低生产成本和增强环境效果的干预措施。总体而言，所提出的框架为将循环性整合到可持续产品设计中提供了一个实用且可复制的工具，提供了适用于化妆品行业以外的见解。
在全球化妆品市场消费增长与可持续性压力并存的背景下，消费者对循环经济（Circular Economy, CE）原则的认知日益提升，欧盟通过REACH、CLP等法规及化学品可持续发展战略（European Commission, 2020）推动安全与可持续设计。然而，现有产品设计工具如质量功能展开（Quality Function Deployment, QFD）虽能整合客户需求，但缺少对循环性（circularity）的系统嵌入。为解决这一问题，研究人员提出一种增强的QFD-QCC（Quality-Circularity-Cost）框架，将质量、循环性与成本因素综合引入质量屋（House of Quality, HoQ），并以学术衍生公司（academic spin-off）开发的木质素（lignin）基防晒霜为案例进行验证。该防晒霜的活性成分源自木质纤维生物质，通过蒸汽爆破法提取并功能化，完全替代合成紫外线（UV）过滤器，具有天然、可循环特性。研究基于1,007份意大利消费者问卷，采用层次分析法（Analytic Hierarchy Process, AHP）确定需求权重，通过焦点小组（focus group）定义技术参数与关联矩阵。结论表明，QFD-QCC模型能有效协调客户需求、技术可行性与可持续性，区分创新驱动目标（如环境保护）与客户驱动目标（如防水性），并优先优化活性成分与配方，实现资源节约、成本降低与环境绩效提升。该研究发表于《Journal of Innovation》，为化妆品及更广泛行业提供了可复制的循环产品设计工具。
关键技术方法概述：本研究主要采用以下方法：（1）修改后的QFD框架，在传统6房间质量屋基础上新增QCC房间（Room 7）和关联矩阵（Room 8），共形成9房间结构；（2）在线问卷调查（Google Forms，意大利居民，非概率偶遇抽样，样本量1,007份），结合AHP（层次分析法）确定11项消费者需求权重；（3）焦点小组（由公司质量、营销、研发与生产负责人组成），用于定义技术要求（Room 2）、各矩阵关系值及QCC三因素（质量、循环性、成本）权重；（4）案例研究：学术衍生公司开发的木质素基防晒霜，活性成分经蒸汽爆破和酶法功能化处理获得。样本队列为18岁以上意大利居民，通过社交媒体招募。
研究结果：
- 客户需求（Customer requirements）：通过AHP分析，11项需求中防水性（10.50%）、环境保护（10.33%）、密度（10.31%）和抗皮肤老化（10.29%）权重最高，颜色（5.57%）和香气（7.85%）最低。一致性比率（CR）为0，表明判断符合逻辑。
- 竞争标杆与质量规划（Competitive benchmarking and quality planning）：比较当前模型与两个竞争对手（A和B），创新驱动目标包括环境保护、天然活性成分和抗皮肤老化；客户驱动目标包括品牌声誉、颜色、香气、防水性、密度、低过敏性、保湿和包装可持续性。创新驱动目标因木质素基活性成分而自动满足。
- 质量规划（Quality planning）：计算改进比率和销售强度点。防水性和密度因高重要性被赋予1.5分作为强点；抗皮肤老化、天然活性成分和环境保护同样为1.5分，因创新驱动且与客户需求一致。
- 技术重要性（Technical importance）：分四阶段评估（表1）。在创新驱动目标阶段，活性成分相对重要性为44%，配方为38%；在客户驱动目标阶段，配方占53%，活性成分占25%；在QCC维度阶段，活性成分35%，配方37%，包装11%，认证测试16%；综合QFD-QCC技术重要性（绝对权重），活性成分35%，配方44%，包装15%，认证测试5%。
- 新目标（New targets）：定义新模型技术参数：防晒指数（Sun Protection Factor, SPF）从50提升至60+，成分数量从37种减至22种，包装保留纸材料，认证采用体外测试（in vitro）而非体内测试（in vivo）。
讨论部分总结：QFD-QCC模型通过引入QCC矩阵和区分创新驱动与客户驱动目标，实现了对循环设计的系统化支持。活性成分和配方成为关键技术杠杆，平衡了质量、成本与循环性。该模型有助于公司从废物高值化角度重新设计产品，并支持政策制定者将欧盟可持续化学品战略转化为可测量标准。结论部分翻译：本研究通过提供一个基于QCC的框架，将循环经济原则（CE）与消费者和生产视角整合，促进了QFD模型在新产品开发中的应用理解。它表明所提出的QFD-QCC方法能够支持可持续产品创新中的战略和技术决策，帮助公司在平衡质量、成本和循环性的同时进行新产品设计。
