熊煥勇

摘要：通過對當代工業(yè)設計概念的重新解讀，并運用設計思維的理念結合具體的產(chǎn)品交互設計案例采用嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)收集方法和量化手段達成提升產(chǎn)品品質(zhì)改善用戶體驗的目的。運用普查法和抽查法相結合的手段對目標人群的行為方式和產(chǎn)品使用環(huán)境進行資料收集、獲取數(shù)據(jù)，分析并歸納，運用交互設計手段分析用戶行為并定量化，形成產(chǎn)品標準。獲得了良好的用戶體驗。該量化實踐的方法和手段可作為交互設計和產(chǎn)品開發(fā)的參照手段。

關鍵詞：工業(yè)設計 設計思維 用戶體驗 交互設計 量化

中圖分類號：TS959.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2020） 05-0131-03

引言

工業(yè)設計師在產(chǎn)品開發(fā)過程中的作用越來越被企業(yè)所重視，除了運用科技手段對造型、結構、工藝、材料、色彩等因素進行視覺化整合外，如何讓產(chǎn)品在使用過程中獲得良好的使用性和用戶體驗，并運用設計思維和方法分析問題并定量化設計參數(shù)，使其成為設計師與工程師溝通的共通語言，協(xié)同并引導產(chǎn)品設計，最終達到獲得良好用戶體驗的目標。本文以智能衛(wèi)浴中智能馬桶開蓋方式的交互設計為例，探尋產(chǎn)品開發(fā)的量化過程和解決方案。

一、概念解讀及關聯(lián)邏輯

（一）工業(yè)設計

“設計旨在引導創(chuàng)新，促發(fā)商業(yè)成功及提供更好質(zhì)量的生活，是一種將策略性解決問題的過程應用于產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務及體驗的設計活動”，國際工業(yè)設計協(xié)會2015年最新的定義中首次引入了“體驗”的概念;這里的“體驗”即指“用戶體驗”?？梢越庾x為將工業(yè)設計創(chuàng)新的重點由設計、制造批量產(chǎn)品轉(zhuǎn)向重視解決人與產(chǎn)品、服務中產(chǎn)生的問題，進一步達到提升產(chǎn)品服務品質(zhì)和改善用戶體驗的目的。

（二）用戶體驗

1509241-210國際標準化組織發(fā)布的定義為“人們對于針對使用或期望使用的產(chǎn)品、系統(tǒng)或者服務的認知印象和回應”，即用戶在使用產(chǎn)品、系統(tǒng)或享受服務時所獲得的主觀感受。

（三）交互設計

“交互設計定義了兩個或多個互動的個體之間交流的內(nèi)容和結構，使之互相配合，共同達成某種目的”，[1]成功的交互設計能有效提升產(chǎn)品操控和服務過程中的用戶體驗感受。實際上交互設計所關注的并不只是簡單的交互行為，“許多現(xiàn)代技術實際上是社會交互的技術，它是信任的技術和情感的紐帶。但是社會交互和信任都未被設計到技術中，或者甚至未被考慮到;他們只是在偶然事件中出現(xiàn)，或者只是作為在使用中偶然的副產(chǎn)品中出現(xiàn)”[2]，隨著對交互領域的深入理解和不斷實踐，交互設計正在同技術逐步融合，并轉(zhuǎn)化為技術語言作用于產(chǎn)品開發(fā)的過程。隨著技術的發(fā)展，交互設計媒介已經(jīng)由傳統(tǒng)的視覺UI界面轉(zhuǎn)向更加豐富的機械智能自動反饋、語音交互、手勢及體感交互等方式。

二、設計思維模式的解讀

（一）柳冠中教授在《事理學方法論》中有如下描述，“設計思維實際上是圍繞著問題來展開的，所謂‘問題是指設計各要素交織在一起時，所產(chǎn)生的關系或矛盾。好的設計一定是問題的良好協(xié)調(diào)統(tǒng)一體?！盵3]‘研究問題的方法通常是通過觀察問題一分析問題一歸納問題到聯(lián)想一創(chuàng)造，乃至在全過程中不斷評價、修正和解決問題的模式來構筑的……，其最終的目標就是要學會用系統(tǒng)方式來解決問題”[3]。

（二）IDEO總裁迪姆-布朗認為，“設計思維是以人為本的利用設計師敏感性以及設計方法在滿足技術可實現(xiàn)性和商業(yè)可行性的前提下來滿足人們需求的設計精神與方法。”

“設計思維是一套創(chuàng)新探索的方法論系統(tǒng)，它有兩大核心理念：以人為本的設計+同理心?！薄?設計思維模式實際上就是設計師基于人本原則，運用綜合的知識結構，科學地分析和發(fā)現(xiàn)問題、解構問題并針對性地找出解決問題的方法以及在整個過程中所采取的系統(tǒng)性的思維方式。

三、用戶行為和使用環(huán)境調(diào)研方式及結論

（一）以智能坐便器感應開蓋功能的交互設計為例，針對用戶的使用環(huán)境和如廁習慣采取如下調(diào)研方式：

1.定向問卷調(diào)研法：由于如廁行為為個人隱私故采取匿名問卷的方式進行調(diào)研，根據(jù)性別及不同年齡層進行問卷設置，對現(xiàn)有用戶和潛在客戶進行問卷的定向投放，獲取如廁行為和產(chǎn)品功能需求信息。

2.普查法：主要用于調(diào)研住宅的衛(wèi)生間國家設計標準、行業(yè)設計標準。

由于產(chǎn)品的使用環(huán)境主要受政策、法規(guī)和相關設計標準的影響，故采取普查的手段對目標市場所有設計相關的強制性和指導性標準進行全面調(diào)研并盡可能全面地收集與標準相關的資料，做到盡可能全面和完整。

3.重點抽樣調(diào)查法：為研究現(xiàn)有衛(wèi)生間環(huán)境，避免數(shù)據(jù)量過大而產(chǎn)生調(diào)研工作量大、效率低下的問題，對重點地區(qū)、重點城市和重點住宅小區(qū)及在售樓盤進行抽樣調(diào)查法進行調(diào)研，獲得相關數(shù)據(jù)。

（二）結論

1.多數(shù)人普遍認為馬桶蓋板和座圈是最容易被尿液污染的部位，會有不潔的心理暗示，在使用馬桶行為過程中并不情愿用手直接觸碰這些部位，另外如孕婦、老人或者脊椎有病變的一些特殊人群，在彎腰開啟馬桶蓋時都會伴隨一定的身體障礙。這也進一步驗證了當初設置自動感應式開蓋功能的必要性。

2.調(diào)研獲得的衛(wèi)生間使用環(huán)境參數(shù)和功能布局參數(shù)為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供了參照依據(jù)。四、數(shù)據(jù)取樣及量化的必要性

（一）正確認識數(shù)據(jù)的作用

設計人員面對數(shù)據(jù)的態(tài)度存在較大分歧?！拔覀兟牭絹碜杂谠O計團隊的最大挑戰(zhàn)是如何使用他們收集的數(shù)據(jù)來驅(qū)動新產(chǎn)品概念。有些人希望數(shù)據(jù)能直接告訴他們該做什么，另一些人則擔心數(shù)據(jù)會對他們造成太多限制。”造成這種矛盾觀念的原因之一是對數(shù)據(jù)在產(chǎn)品開發(fā)過程中發(fā)揮的作用認知不足。”[4]

“數(shù)據(jù)是一種工具，它并不直接作用于或者限制產(chǎn)品開發(fā)過程，它創(chuàng)造了發(fā)明的情境。”[4]書中作者認為數(shù)據(jù)并不直接作用于產(chǎn)品開發(fā)，這種觀點是在當初的時代背景和科技發(fā)展條件下所產(chǎn)生，在現(xiàn)在來看具有明顯的局限性，當今互聯(lián)網(wǎng)科技以及各種實體智能制造業(yè)的產(chǎn)品設計開發(fā)都表明，數(shù)據(jù)不僅直接作用于產(chǎn)品開發(fā)，并對產(chǎn)品開發(fā)的成功有著舉足輕重的影響。

數(shù)據(jù)不但可直接作用于產(chǎn)品，甚至成為產(chǎn)品開發(fā)不可或缺的元素，在開發(fā)過程中，獲取調(diào)研數(shù)據(jù)并從中抽離出有用數(shù)據(jù)并加以利用，是現(xiàn)代產(chǎn)品設計獲得成功的關鍵因素，利用調(diào)研數(shù)據(jù)并甄選有用的數(shù)據(jù)信息加以利用，是設計師必須掌握得技能之一。

產(chǎn)品工程師所使用的設計語言和圖紙絕大多數(shù)是靠數(shù)字來進行表達和描述的，功能的實現(xiàn)也是要經(jīng)過定量的、數(shù)字化的過程，數(shù)據(jù)是設計師和工程師之間溝通的橋梁，工業(yè)設計師如果能將交互體驗訴求轉(zhuǎn)化為量化的數(shù)據(jù)進行描述，無疑能夠更精準地表達設計意圖，同時減少了溝通過程中因理解不同造成設計結果的偏差。

數(shù)據(jù)的采集手段之一是度量。“度量使設計和評價過程增添了結構化的元素，能夠給予調(diào)查的結果以更好的理解，同時給決策者也提供了重要的信息?！盵5]

（二）合理采集和利用數(shù)據(jù)。

“設計過程需要引導你研究數(shù)據(jù)，以便發(fā)現(xiàn)增強用戶旅程所需要的內(nèi)容或者條件。”[4]

在產(chǎn)品的交互設計過程中，情景的設計都來自于對市場的研究，將用戶體驗這種主觀的、感性的、模糊的感受轉(zhuǎn)化為精準的量化描述，這個過程需要嚴謹?shù)倪壿嫼蜏蚀_的調(diào)研數(shù)據(jù)作為基礎，最終完成有效的用戶模型和產(chǎn)品模型的建立，為產(chǎn)品開發(fā)者提供設計依據(jù)。

五、產(chǎn)品交互設計的量化過程

在智能座便器感應開蓋的交互設計中，將感應開蓋具體使用場景和目標人群作為前期調(diào)研的重點，采取上述第三項所描述的調(diào)研手段展開調(diào)研，對調(diào)研結果進行歸納，針對調(diào)研中所涉及的關鍵特征、交互行為和使用場景，遵循以人為本的原則進行分析并根據(jù)設計需求將問題細化、分解并分別進行數(shù)據(jù)采集和量化，所得數(shù)據(jù)集中匯總后作為環(huán)境模型和用戶模型建立的重要組成部分和后續(xù)產(chǎn)品設計的依據(jù)。

（一）典型衛(wèi)生間模型的建立

1.設計標準數(shù)據(jù)的獲取

（1）衛(wèi)生間設計標準數(shù)據(jù)的搜集。在調(diào)研中搜集和整理了國家及建筑行業(yè)頒發(fā)的多項有關住宅衛(wèi)生間設計的技術標準，對其中推薦的73種衛(wèi)生間布局進行了分析，從中獲取不同衛(wèi)生間的整體使用面積參數(shù)，綜合其中具有代表性的34種衛(wèi)生間模板，功能上有單獨馬桶布局、馬桶+洗臉臺、馬桶+洗臉臺+淋浴房/浴盆等三種布局，面積涵蓋了1.35m2-7.2m2。

（2）衛(wèi)生器具尺度。重點調(diào)研占據(jù)衛(wèi)生間主要面積的三大功能產(chǎn)品，洗臉臺、淋浴房/浴盆和馬桶等主要衛(wèi)浴產(chǎn)品和設施的相關設計標準和安裝要求等信息，采集其中與交互空間相關的具有代表性的尺度數(shù)據(jù)。著重對外形尺寸和安裝數(shù)據(jù)進行采集。

2.實際場景及設施的抽樣數(shù)據(jù)驗證

（1）衛(wèi)生間面積抽樣數(shù)據(jù)。針對上述獲得的衛(wèi)生間面積數(shù)據(jù)，對全國不同地域的大中型城市在售樓盤和住宅小區(qū)進行抽樣調(diào)查，樣本涵蓋了老舊小區(qū)、經(jīng)濟適用住宅和商品房等衛(wèi)生間布局，將獲得的實測數(shù)據(jù)與設計標準數(shù)據(jù)進行比對，驗證實際數(shù)據(jù)和設計數(shù)據(jù)之間的差異并對之前收集的資料作出補充和修正。

（2）衛(wèi)生器具產(chǎn)品數(shù)據(jù)。針對洗浴、洗漱和如廁三大功能產(chǎn)品根據(jù)品牌進行分類，對線下實體銷售店和電商銷售平臺等進行產(chǎn)品規(guī)格尺寸數(shù)據(jù)的收集，通過與設計標準數(shù)據(jù)比對后作出調(diào)整和補充。

3.衛(wèi)生間典型功能布局。以上述獲得的34種衛(wèi)生間標準模板為基礎，將衛(wèi)生間按洗漱、洗浴和如廁三大功能布局進行進一步歸納，將洗臉臺和淋浴房/浴盆與馬桶的相對位置關系作為參照，劃分為三種衛(wèi)生間功能布局：即并列排布型、直角排布型和相對排部型，每一種布局結合面積及長寬比例參數(shù)歸納為一種典型布局標準模型，如圖1。

4.活動空間面積

（1）衛(wèi)生間內(nèi)活動空間。結合上述34種衛(wèi)生間模板數(shù)據(jù)及三種典型衛(wèi)生間功能布局，結合衛(wèi)生器具的外形及安裝尺寸數(shù)據(jù)，得出每種布局中的有效活動面積作為人體在衛(wèi)生間內(nèi)活動的軌跡參照。

（2）馬桶前部活動空間。將馬桶前方的活動面積從整體活動空間中分離出來，進一步計算出馬桶前端的凈空面積作為傳感器感應范圍的界定參數(shù)。調(diào)研結果顯示，馬桶前部的凈空間最大深度并未隨著住宅面積的加大而顯著增加，而是在0.6-1.4米的長度范圍內(nèi)波動，80%左右的空間深度處于0.8-1.1米之間，座便器前部的有效活動空間范圍是制定人體感應開蓋距離的重要依據(jù)。

5.人體活動軌跡

進一步分析在衛(wèi)生間內(nèi)人的使用行為和各功能區(qū)的交互關系，以及使用各衛(wèi)浴設施時所產(chǎn)生的運動軌跡，找出可能對感應開蓋功能產(chǎn)生影響的干擾軌跡，找出干擾軌跡特征與智能馬桶正常使用軌跡間的干涉尺寸并確定出傳感器響應的極限范圍，為電子工程師確定傳感器的靈敏度參數(shù)避免使用意愿外的觸發(fā)動作提供了數(shù)據(jù)參考，如圖2。

（二）用戶參考模型的建立

1.目標對象人體數(shù)據(jù)采集。

依據(jù)國家權威部門頒布的最新人口普查數(shù)據(jù)和國家標準，采集設計所需的人體尺寸數(shù)據(jù)，結合產(chǎn)品技術規(guī)格和技術實現(xiàn)能力確定出滿足服務的目標群體。

以18至60歲成年男、女性統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎，抽取了身高、肩高、肩寬、肘關節(jié)高、臂長、會陰高及手臂部和腿部的活動范圍數(shù)據(jù)作為制定交互設計的參考依據(jù)。

2.動作和行為方式的量化

（1）人體行走速度的量化：人體在接近馬桶時，傳感器能夠正確判斷并及時做出開蓋反應，結合不同性別、年齡及特殊人群的特點，甄選具有代表性的人群和模特進行實際測量和分析，找出既能適應老年人行動遲緩又能滿足青年人的快節(jié)奏的運行參數(shù)，采用分組測量的手段，將不同人群的行走數(shù)據(jù)進行實測，并采集足夠的樣本量，最終計算出能涵蓋絕大多數(shù)人行走速率的范圍區(qū)間。

（2）揮手高度及頻率：由于智能座便器在交互過程中還無法判斷使用者的意圖，例如當感應到人體接近時自動打開蓋板，但是否要拾起座圈則取決于馬桶必須識別出用戶是男人并需要小便的行為時才能做出準確判斷，利用現(xiàn)有技術手段來實現(xiàn)對人意圖的判斷難度是非常高的;實際的做法是讓用戶采用揮動手臂的動作示意馬桶拾起座圈。從兒童到不同成年男性的身高和手部揮動時關節(jié)的高度差異明顯，為使傳感器能夠正確捕捉揮手動作，必須將揮手高度范圍進行量化界定。根據(jù)人口普查數(shù)據(jù)找出所需關鍵尺寸，根據(jù)電子傳感器的垂直感應范圍參數(shù)計算出最佳探測安裝角度，如圖3。

由于不同年齡的男性在揮動手臂時的動作頻率差異較大，為了使傳感器能接收真實動作信號并濾除干擾，必須準確確定揮手頻率范圍。因沒有可用數(shù)據(jù)查證，采取了小范圍樣本實測的手段來采集不同人揮手時的動作頻率和手臂的覆蓋范圍。后期采取抽樣的方法驗證實際交互效果，確保揮手控制時的開蓋響應。

（3）揮手的水平范圍界定：根據(jù)不同人群的揮手方式和左右手的使用習慣進行分組實驗，并結合人體普查數(shù)據(jù)和電路傳感器探測范圍等參數(shù)，界定出揮手角度范圍及揮手運行時的空間覆蓋范圍，為傳感器的設置提供了參考的依據(jù)，如圖4。

（4）防誤觸發(fā)區(qū)域的界定：根據(jù)人體在衛(wèi)生間使用行為得出的活動軌跡，結合人體測量數(shù)據(jù)，界定出防止誤觸發(fā)的區(qū)域以避免使用其他如淋浴和洗漱的設備時對坐便器感應開蓋產(chǎn)生干擾造成誤觸發(fā)開蓋動作，量化得出的數(shù)據(jù)將作為電路設計和軟件編程調(diào)試的依據(jù)。 將上述人體數(shù)據(jù)、交互行為和產(chǎn)品功能相結合的量化數(shù)據(jù)進行匯總整理后，建立標準的用戶參考模型，并成為后續(xù)設計標準制定的參照依據(jù)，如圖5。

總結

以設計思維為導向，遵循以人為本的理念并結合現(xiàn)代技術手段，建立交互設計系統(tǒng)性解決方案并采取嚴謹而合理的調(diào)研方法，對用戶的行為、使用場景和行為邏輯進行系統(tǒng)性分析，將場景數(shù)據(jù)和行為量化數(shù)據(jù)相結合，發(fā)現(xiàn)問題并找出解決問題的最佳方案將交互過程轉(zhuǎn)化為可以定義和描述的量化數(shù)據(jù)并形成設計標準，指導設計最終達成提升和改善用戶體驗的目的。本實踐方法可被其他相關產(chǎn)品交互設計開發(fā)作為借鑒。.

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