关键词：采茶机械 产品设计 可用性 可用性度量 指标评价体系

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2022）02-0008-03

引言

我国是茶叶大国，采茶机械产品在我国茶叶产业中运用较广。随着采茶机械功能的不断增加，产品操作的逻辑变得越发复杂，用户对于操作认知的能力有限，繁杂的操作会导致用户体验的降低。随着时代的发展，用户对于采茶机械产品的需求与体验有了更高的要求，采茶机械产品设计的可用性度量体系研究变得至关重要。可用性度量体系以研究用户为设计中心出发，为采茶机械产品设计中可用性量化评价提供依据，并且指导设计师发现采茶机械产品中存在的可用性问题，不断改良采茶机械产品，使用户能够更加高效与有效地使用采茶机械产品。

一、采茶机械产品设计中的可用性度量

诸多学者对可用性的定义、度量指标等方面进行研究，为采茶机械产品设计中的可用性度量研究提供了理论及实践的基础。JakobNielson 、Donald Norman以及Hartson等从用户角度出发对可用性进行定义研究，提出可用性拥有多种属性定义。Jakob Nielson认为可用性并不是单一的维度，它有多种要素构成，包括五个属性。DonaldNorman认为产品拥有好的可用性是可以让用户使用起来更加方便、快捷与舒适，在使用产品过程中还能够减少错误的发生，达到良好的情感体验，让用户可以更加愉悦地使用产品。Hartson则认为有用性和易用性是可用性的两个基本属性。

有效性、效率以及满意度是采茶机械产品设计中可用性度量指标的主要研究对象。针对于采茶机械产品的有效性以及效率这两个主要的要素进行度量指标的分解、度量数据的获取以及度量数据的汇总与分析等进行研究。与界面设计的可用性评价相比较，不仅要对用户进行主观性评价，同时还要进行客观性的测试评价，主要考虑人与机之间的交互描述，更加强调人机交互中存在的可用性问题成因的分析与解释，并且对于如何优化采茶机械产品的可用性问题提供了量化数据的分析依据。从主观与客观的角度对采茶机械产品设计进行可用性评估，所得结论更加细致与精确，对于优化采茶机械产品有着至关重要的现实意义与使用价值。

二、采茶機械产品设计中可用性度量指标体系构建的方法

（一）可用性的构成要素。

许多学者对可用性的构成要素进行研究，其中：Seffah与McCall等人对测量可用性提出了次级要素;Van Welie 与McCall等人提出可用性可以直接测量的指标要素;Heo提出了关于适用于特异化手机可用性要素评估的分层体系框架[4] 。孙慧春等人通过微耕机设计将产品的可用性要素：有效性、效率以及满意度三个方面，与微耕机使用的诸多方面因素相结合进行综合考虑，对可用性相关要素进行研究[5] 。

（二）采茶机械可用性度量指标体系构建方法。

M c C a l l，Wa l t e r s与R i c h a r d s构建了最早的可用性评价体系（Hierarchical Usabilit y Model），将可用性评估框架分为因素（Factor）、准则（Criterion）和指标（Metric）三个层次[6] 。Van DerVeer、Elins和Van Welie将可用性评价体系分为可用性（Usability）、使用指标（Usage Indicators）、手段方法（Means）和知识（Knowledge）四个方面。刘涵等人提出了纺织机械产品设计的可用性度量指标体系，针对产品的可用性问题，初步建立了评价体系;袁丽等人细化了白光干涉仪的可用性度量指标，初步建立了评价体系。

可用性在产品设计中的运用研究，基本都采用上述基础理论和评价体系的框架结构。

本章节通过以产品可用性的构成要素为基础。结合上述的基础理论，将提出的可用性构成要素设定为一级指标。通过用户研究与专家访谈来获取影响用户使用采茶机械产品的可用性要素，将它们设定为三级指标。通过聚类分析法，聚类三级指标从而获得二级指标，通过对采茶机械产品设计的相关专家进行访谈得出二级指标的有效排序，确定二级指标权重。最后再次通过专家访谈法和聚类分析法将专家提出的影响采茶机械产品的二级指标分别归至于一级指标之下。

（三）采茶机械设计中可用性度量指标权重设定。

利用序关系法中（3）和（4）的公式来求指标集的各个指标的权重，再对应它们之间的关系从而得到评价指标集中各个指标的权重值，如表2。

（四）采茶机械产品设计中可用性度量数据获取方法

常用的样本选取方法主要包括：随机抽样法、机械抽样法、分层抽样法和整体抽样法。采茶机械产品设计可用性度量中多采用“分层抽样法”进行样本选取。样本选取后，要根据设计的生命周期阶段以及用户人数来选择适当的可用性测量方法来进行指标数据的获取，其在采茶机械产品设计中可用性度量指标数据获取中的应用主要包括以下几类，如表3。

（五）采茶机械设计中

可用性度量数据分析方法可用性度量数据获取方法中，各个方法都有其对应的分析方法，例如：绩效度量法是将影响产品可用性要素进行量化比较分析的可用性测试方法。在规定的时间内，两款不同的采茶机械完成前进换挡的次数;在采茶机械转弯时，不同的两款自走式采茶机械所需要花费的时间;在采茶机械完成一次采茶任务时，两款不同的采茶机械所犯的操作错误数量。

测试完成后，整理以下两个方面的数据：第一，整理各个记录数据，汇总测试中发生的问题，并且对问题进行描述;第二，依据参数度量，分析测试数据。参数度量包括：有效性参数（如任务完成率、出错率以及帮助下的完成率等）、效率参数（如完成任务的时间平均数）以及满意度参数（问卷调查后所得参数）。

三、可用性度量体系在采茶机械产品设计评价中的应用

以两款采茶机械产品作为度量对象，运用本次研究中面向采茶机械产品构建的可用性指标度量体系，对指标进行权重的设定，运用绩效度量法对采茶机械产品进行可用性度量和比较，对数据进行汇总与分析，以验证度量体系的可行性，如图1与图2所示。

（一）采茶机械产品设计的可用性度量体系构建

构建采茶机械产品的可用性度量体系，主要利用上述文章中的构建方法对采茶机械产品设计的可用性度量指标体系进行构建。先通过序关系法确定采茶机械产品设计中可用性度量指标体系的权重系数。然后，选取规范权重前30%的二级指标进行度量，如表4。

选择十名用户，用序关系法按照排序进行指标权重的赋值，如表5。

从表5中可以看出用户在操作采茶机械产品时更注重采茶机械产品的安全满意度、出错率以及一致性。出错率是指发动机启动后忘记开关风门、采茶机械打火操作等出错率;一致性是指发动机启动方式、前后换挡操作以及标准按钮排布等一致性;安全满意度是指紧急按钮操作、误操作信息反馈以及采茶机械产品安全保护设施等满意度。

本文聚焦在二级指标层面，因其各项指标权重不等，本文选取规范权重前30%的指标进行评价。进行量化测试的指标分别为采茶机械产品的有效性维度下的出错率、效率维度下的一致性以及满意度维度下的安全满意度三个指標。

（二）采茶机械产品设计的可用性度量实验设计

文章采用对比实验法，两个相似的采茶机械产品形成对比关系;将绩效度量法得出的客观数据与likert量表法得出的主观数据形成对比关系。

在客观度量方面采用绩效度量法，针对规范权重前30%的指标设计相应的任务。相同的任务以及操作用户，用秒表记录用户分别操作两台采茶机械产品所需要的时间，计算出每个任务所用时间的平均值，然后将汇总的数据进行对比分析，来验证指标评估的可行性;在主观方面，采用likert量表法，被测的十名用户操作完两台采茶机械产品后，对他们发放问卷，让用户对两款不同的采茶机械产品的二级指标进行评价，对评价数据进行汇总与分析。通过主观评价的结果以及客观评价的结果进行对比分析，来验证可用性度量指标评价体系的可行性。

实验设定4个操作任务，选择十名被测用户进行对比测试，被测试人员的专业不限，年龄不限，其中新手用户5名，熟练用户5名;被试完成操作任务填写上述两个量表，如表6。

（三）采茶机械产品设计的可用性度量实验数据

1.绩效度量数据统计：对两个采茶机械产品的绩效度量表数据进行统计处理，结果如下，如表7。

从表8中可以看出，相同用户操作两款采茶机械产品在同样任务下操作所用的时间是不同的。通过操作时间的平均值来看，采茶机械产品A比采茶机械产品B更加的耗时。通过错误数量的平均值来看，采茶机械产品A出错率要高于采茶机械产品B。通过对比分析，采茶机械产品A在操作过程中由于出错率偏高，造成时间上的消耗，所以整体的效率要低于采茶机械产品B。

2.Likert量表数据获取及处理：对两款采茶机械产品的三个指标进行数据均值处理，如表9所示。

（四）实验结论及分析

对两款采茶机械产品可用性评价实验得到的各项数据的均值进行汇总，如表10。

通过实验数据均值的汇总与分析，可以看出绩效度量表的各项度量数据的平均值与Likert量表的各项评价数据的平均值共同显示采茶机械产品B的可用性要高于采茶机械产品A，两种量表法的结果是一致的，如表10所示。

首先，从采茶机械产品的出错率来看，在任务四中可以发现采茶机械产品B的出错率要低于采茶机械产品A。主要原因是采茶机械产品B的发动机启动方式更加的方便、左右转向的操作更加符合用户认知以及安全性要高等，所以用户在操作时错误率会更低。针对这些问题，通过Likert量表法对两款采茶机械产品的出错率进行评价，得到的结果是采茶机械产品B的均分要大于采茶机械产品A的均分。

其次，从采茶机械产品的一致性出发，通过任务一可以发现采茶机械产品B的发动机启动平均用时要低于采茶机械产品A。主要原因在于采茶机械产品B将采茶机械产品A的原始机械启动方式改良为电子启动方式，电子启动方式在目前的机械产品中使用较广，更加符合一致性的设计原则，有效提高产品的使用效率。通过Likert量表法对采茶机械产品的一致性进行主观评价，结果体现采茶机械产品B的一致性均分要高于采茶机械产品A的均分。

最后，从采茶机械产品的安全满意度出发，通过任务二与任务三的实验发现，采茶机械产品B在前后启停操作的平均用时也同样优于采茶机械产品A。其中，主要原因在于采茶机械产A采用的两杆式自动换挡的方式在操作时比采茶机械产品B更加容易出错以及受伤，造成采茶机械产品A的效率更低。通过以上问题，采用Likert量表法对安全性进行了评价，可以看出采茶机械产品B的安全满意度均分要高于采茶机械产品A的均分。

通过此次的对比试验，验证了本文采用的可用性指标评价体系的可行性。总的来说客观量表法是对主观量表法一种科学解释。通过对比分析可以看出，客观量表法比主观量表法更能看出产品存在的具体可用性问题以及出现问题的原因，客观地体现了两款产品的优劣性。客观量表法可以作为主观量表法的依据，两者可以相辅相成，本文将两种方法进行结合，对现有的两款采茶机械产品进行全面的可用性评价，更加清晰地发现现有采茶机械存在的可用性问题，并且针对问题对现有的采茶机械产品进行改良与优化。

总结

本文将可用性理论运用于采茶机械产品设计与创新中，厘清了采茶机械产品可用性度量的方法。其中方法包括生成可用性度量指标、设定指标权重、测试数据的获取以及比较分析的方法等。以可用性理论中构成要素为基础，构建了基于采茶机械产品设计的可用性指标度量体系。通过对比实验，对两款采茶机械产品的可用性度量指标的数据进行获取和分析，并对度量的信度和效度进行了校验，应用与证明了论文度量体系的合理性与可行性。为后期改进采茶机械产品可用性问题建立理论基础，运用已有的可用性评价体系对采茶机械进行更深层次的测试，找出可用性的问题，对采茶机械进行不断的改良与优化。