Het ontwerpen van een composiet vouwfiets om de gebruikservaring van pendelaars te verbeteren

Thomas Vervisch
Deze thesis toont aan hoe de studie omtrent een product en het herontwerpen van een product vanaf nul, in deze case study een vouwfiets, tot een disruptief ontwerp kan leiden dat het gebruiksgemak en de gehele gebruikservaring van stakeholders kan verbeteren. Dit gebeurt door een User Centered Design methodologie toe te passen en te vertrekken vanuit gebruikerstesten in de correcte context.

De zoektocht naar de ultieme vouwfiets?

Multimodaal transport is een alledaagse realiteit geworden en raakt de laatste jaren steeds meer ingeburgerd. Daardoor neemt de populariteit van vouwfietsen bij pendelaars toe. Ze gebruiken de vouwfiets als aanvulling op het openbaar vervoer. Ondanks deze toename hebben vouwfietsen nog heel wat gebreken en beperkingen, waardoor het gebruiksgemak van vouwfietsen en de gebruikservaring van hedendaagse pendelaars niet optimaal zijn.

Bij de aanvang van het ontwerpproces werden de gebreken en beperkingen samen met de eisen en wensen van de pendelaars aan het licht gebracht aan de hand van uitvoerige gebruikerstesten en enquêtes. Het huidige marktaanbod komt tekort op het gebied van rijprestaties, gaande van de performantie tot het rijcomfort, het gewicht en de gebruiksvriendelijkheid van het vouwmechanisme. Dit is niet intuïtief en eenvoudig genoeg en neemt te veel tijd in beslag om te vouwen.

Rekening houdend met deze gegevens werd een vouwfiets van nul af aan ontworpen, met als uiteindelijk doel om de gebruikservaring van pendelaars te verbeteren door de gebruiksvriendelijkheid van de vouwfiets te maximaliseren.

De vouwfiets speelt eveneens in op de marktopportuniteit die gevonden werd na marktonderzoek op het huidige aanbod van vouwfietsen.

 

Ontwerpen

Het ontwerpen van de vouwfiets ging van start met het bedenken van bepaalde vouwmethoden en -bewegingen en het oplossen van deelproblemen. De deeloplossingen uit de ideegeneratie-fase werden dan gecombineerd tot vele concepten die geschetst werden. Van de meest veelbelovende concepten werden vervolgens schaalmodellen gemaakt. Ook de beste vouwmechanismen werden in detail uitgewerkt en geprototyped.

Aangezien het doel was om de meest geschikte vouwfiets voor pendelaars te ontwerpen, werd elk aspect van het ontwerp, en dus ook deze tussenstappen en materialisaties, telkens grondig afgetoetst aan een panel belanghebbenden. Dit waren stakeholders zoals pendelaars en vouwfietsgebruikers, maar ook fietsexperten zoals fietsenmakers en -ontwerpers. Uiteindelijk werden in overleg met de stakeholders de concepten met elkaar afgewogen en werd het finale concept gekozen.

Een eerste full-size proof of concept van het kader werd opgebouwd uit buizen geconnecteerd door 3D-geprinte verbindingsstukken. Deze bouwmethode zorgde voor een flexibel prototype en testplatform die vlugge aanpassingen en optimalisaties mogelijk maakten op éénzelfde prototype. Met dit prototype werden dan de gebruikelijke handelingen van een vouwfiets uitvoerig getest, namelijk open- en dichtvouwen, dragen, opbergen…

Na het optimaliseren van het concept aan de hand van het full-size proof of concept werd een finaal prototype uitgewerkt in carbon fiber. Dit is een ultralicht composiet materiaal, gekend van racefietsen en -auto’s. Het gebruik hiervan leverde een uitzonderlijk lichte vouwfiets op. Dit finale prototype is een vouwfiets met een heel performante look and feel. De fiets heeft 24 inch wielen met schijfremmen. Deze wielmaat resulteert in een perfect evenwicht tussen compactheid na het vouwen, rijcomfort en stabiele rijkarakteristiek op ruwe wegen en bij hoge snelheden. De schijfremmen zorgen dan weer voor maximale remcapaciteit en veiligheid in alle condities.

Het minimalistische en strakke ontwerp met enkelzijdige voorvork en achterophanging zorgt voor een high-end en moderne uitstraling die zich heel duidelijk onderscheid van hedendaagse vouwfietsen. Die enkelzijdige ophanging en de tegenovergestelde offset waarmee beide wielen gemonteerd zijn, maken het mogelijk dat bij het verticaal vouwen beide wielen perfect naast en tegen elkaar komen te staan.

Een heel belangrijke feature van deze vouwfiets is uiteraard het centrale vouwmechanisme met interne bekabeling dat heel eenvoudig, intuïtief en snel open- en dichtgevouwen kan worden. Het dichtvouwen ervan gebeurt door één eenvoudige hefbeweging, waarmee eerst het vergrendelmechanisme wordt ontgrendeld en daarna het kader van de fiets wordt dichtgevouwen. Hierbij rollen de wielen naar elkaar toe en hoeft het gewicht van de fiets niet opgeheven te worden. Dit zorgt ervoor dat het vouwen de gebruiker niet belast. Naast het verhoogde gebruiksgemak zijn ook de foutbestendigheid, stabiliteit en slijtvastheid van dit vouw- en vergrendelmechanisme een enorm groot voordeel.

Om het stuur compact te maken, werd gebruik gemaakt van een telescopische stuurpen die een rotatiebeweging maakt. In deze feature werd daarenboven de instelbaarheid van de stuurhoogte geïntegreerd.

Daarnaast kan de fiets in deels dichtgevouwen toestand voortgerold worden als een trolley, wat er opnieuw voor zorgt dat de gebruiker zo weinig mogelijk belast wordt tijdens het pendeltraject.

 

Gebruikerstesten

Naast het ontwerpproces en het prototypen van de vouwfiets werden ook uitvoerige gebruikerstesten uitgevoerd. Dit ging van het testen van de impact op de rijervaring van wielen die niet in lijn staan tot vergelijkende testen van de intuïtiviteit en de vouwsnelheid van het vouwmechanisme. Deze testen werden uitgevoerd om bepaalde hypothesen omtrent het vouwfietsontwerp te testen, maar ook om de stakeholders in het ontwerpproces te betrekken en zo het gebruiksgemak en de gebruikservaring zo optimaal en relevant mogelijk te maken. Deze testen toonden onder andere aan dat een parallelle offset tussen de wielen geen negatieve impact heeft op de rijervaring, mits deze offset correct in de fiets verwerkt wordt. De test omtrent de intuïtiviteit van het vouwmechanisme toonde aan dat het open- en dichtvouwen veel intuïtiever is dan de benchmarks en dat veel meer mensen erin slaagden de ontworpen vouwfiets correct te vouwen.  De test omtrent de vouwsnelheid toonde aan dat de ontworpen vouwfiets veel sneller open- en dichtgevouwen kan worden dan de benchmarks.

Naast deze specifieke testen werd de ontworpen vouwfiets ook door pendelaars getest doorheen hun volledige pendeltraject om zo ook de algemene gebruikservaring te onderzoeken.

 

Conclusie

Uit de features van de ontworpen vouwfiets en de uitgevoerde testen kan gesteld worden dat deze veel beter scoort dan de benchmarks op de zaken waar innovatie gebracht wou worden en dus op de gevonden marktopportuniteit inspeelt. Uit de uitgevoerde testen kan daarenboven ook geconcludeerd worden dat de ontworpen vouwfiets een hogere gebruiksvriendelijkheid heeft dan de benchmarks en voor een verbeterde gebruikservaring zorgt. Daarnaast is ook aan de stakeholders hun wens voldaan om een lichte vouwfiets te ontwerpen met performante look and feel.

Van de testpersonen en mede-pendelaars kwamen alvast enorm positieve reacties. Wie weet wordt deze ultieme vouwfiets binnenkort ook jouw favoriete transportmiddel?

 

Bibliografie

[1] K. J. Krizek and E. W. Stonebraker, “A Marriage Unrealized,” pp. 161–167, 2010.
[2] P. Rietveld, “Non-motorised modes in transport systems: a multimodal chain perspective
for The Netherlands,” Transp. Res. Part D Transp. Environ., vol. 5, no. 1, pp. 31–36,
Jan. 2000.
[3] Y.-H. Cheng and K.-C. Liu, “Evaluating bicycle-transit users’ perceptions of intermodal
inconvenience,” Transp. Res. Part A Policy Pract., vol. 46, no. 10, pp. 1690–1706, Dec. 2012.
[4] P. Cox, “The Role of Human Powered Vehicles in Sustainable Mobility,” vol. 34, no. 2,
2005.
[5] F. Tosi, A. Belli, A. Rinaldi, and G. Tucci, “The Intermodal Bike : multi-modal integration
of cycling mobility through product and process innovations in bicycle design,” vol. 41, pp.
1501–1506, 2012.
[6] M. Arunachalam, “A Typical Approach in Conceptual and Embodiment Design of
Foldable Bicycle,” vol. 87, no. 19, pp. 9–16, 2014.
[7] M. F. Story, “Maximizing Usability: The Principles of Universal Design,” Assist. Technol.,
vol. 10, no. 1, pp. 4–12, Jun. 1998.
[8] D. J. Mayhew, “The Usability Engineering Lifecycle,” in CHI ’99 Extended Abstracts on
Human Factors in Computing Systems, 1999, pp. 147–148.
[9] H. Beyer and K. Holtzblatt, “Contextual Design,” interactions, vol. 6, no. 1, pp. 32–42,
1999.
[10] T. W. Brown Jocelyn, “Design Thinking for Social Innovation,” Dev. Outreach, vol. 12,
no. 1, pp. 29–43, Jul. 2010.
[11] D. Norman, “Emotion & Design: Attractive Things Work Better,” interactions, vol. 9,
no. 4, pp. 36–42, 2002.
[12] M. MAGUIRE, “Methods to support human-centred design,” Int. J. Hum. Comput.
Stud., vol. 55, no. 4, pp. 587–634, 2001.
[13] R. Roy, “Case studies of creativity in innovative product development,” Des. Stud., vol.
14, no. 4, pp. 423–443, 1993.
[14] J. Hyeong, J. Roh, and S. Kim, “Optimization of pivot obliquity for a foldable bicycle,”
Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 17, no. 7, pp. 931–936, 2016.
[15] M. C. Chen, “Bicycle foldable to align front and rear wheels along a transverse direction
of the bicycle.” Google Patents, 2005.
[16] P. P. M. }ik, “Universal folding bicycle.” Google Patents, 09-Mar-2004.
[17] M. A. Jayasuriya, J. C. Cheng, and K. M. Schondorf, “Klapprad Folding bike.” Google
Patents, 2015.
[18] D. K. De Jong, “Foldable bicycle.” Google Patents, 31-Jul-2001.
[19] M. A. Maleque, M. S. Hossain, and S. Dyuti, “Material Properties and Design Aspects
of Folding Bicycle Frame,” vol. 265, pp. 777–782, 2011.
[20] S. Nenonen, H. Rasila, and J. Junnonen, “Customer Journey – a method to investigate
user experience,” no. Schmitt 1999. 97
[21] “Experience-Maps-Using-Customer-Journey-Maps-to-Improve-Customer-Experience.
pdf.” .
[22] J. Nielsen, T. Clemmensen, and C. Yssing, “Getting Access to What Goes on in People’s
Heads?: Reflections on the Think-aloud Technique,” in Proceedings of the Second Nordic
Conference on Human-computer Interaction, 2002, pp. 101–110.
[23] J. E. Nieters, S. Ivaturi, and I. Ahmed, “Making Personas Memorable,” in CHI ’07 Extended
Abstracts on Human Factors in Computing Systems, 2007, pp. 1817–1824.

Universiteit of Hogeschool
Master of Science in de industriële wetenschappen: industrieel ontwerpen
Publicatiejaar
2017
Promotor
Prof. Jan Detand
Kernwoorden