虛擬產品的可用性評估范文

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《工業工程與管理雜志》2014年第三期

1產品虛擬化過程的建立

虛擬現實技術為產品開發提供了快速而有效的途徑，一方面用戶可以在產品制造完成之前，在高仿真的條件下感知產品的設計理念并體驗產品的操作功能；另外一方面設計師可以根據用戶的反饋進行產品的改進與完善。因此，虛擬現實技術與可用理論的結合，能夠真正地實現“以用戶為中心”的設計。但是，由于技術及資本等原因，在虛擬技術發展的現階段，傳感設備的使用并沒有得到真正的普及。目前，大量用戶是借助普通鼠標和鍵盤進行虛擬產品的視覺和聽覺感知，體驗內容主要是以產品外觀及功能為主。本研究基于此背景進行評價體系模型的構建展開。

1.1真實感產品的建立諾曼強調好看的產品同時也是好用的，首先建立與真實產品相符合的外觀造型、色彩搭配，使虛擬產品具有逼真的外部特性，確保用戶僅僅透過視覺就可以在愉快的情緒下與產品進行深層次的交互，在Virtools中利用BB模塊（Buildingblocks）設置相應的交互行為、環境變量并建立三維幀和攝影機，從而營造視覺上的三維效果。

1.2產品動態仿真和控制設計虛擬評價不僅要注重模型的精確與美觀，更要著眼于交互設計的合理與新穎，因此產品的動態仿真和控制對后續的評價有著重要的影響作用。Virtools具有較強的交互能力，能夠讓已完成的3D模型增加交互功能，并通過攝像機的設定，使得用戶按照自己的愿望進行角度的更換，還可以利用鍵盤或鼠標在與產品交互的過程中進行命令的觸發。如圖2所示，在Virtools中通過設置按鈕的啟動程序，實現對產品功能的使用。3虛擬可用性評價模型的建立傳統的產品可用性評價是在真實的使用環境或是可用性實驗室中，實驗人員通過觀察用戶使用真實產品，從而發現產品中所存在的可用性問題［11］。與傳統可用性研究相比，針對虛擬產品的可用性評價研究發生了本質的改變，一方面除了要考慮虛擬產品本身所存在的可用性問題，另外還要考慮評價環境（虛擬環境）的特殊性。本研究對當前虛擬產品及環境的可用性因素進行綜合考慮和深入分析，具體研究見圖3所示。

2虛擬產品的可用性評價方法

2.1虛擬可用性因素集的確定首先是對傳統可用性因素的收集。應用自由聯想法盡可能地收集其他學者所提出的可用性因素為主，并將開放式問卷所獲得的調查作為補充，以盡可能地覆蓋產品的所有可用性維度。其次確定可用性因素的來源。本研究主要從傳統因素的提取、虛擬因素的拓展及自身屬性的確立三方面進行展開，然后利用SD法（語義差異法），由專家評價，將收集到的可用性因素收斂至合理的程度，得到可用性因素集。新的可用性因素主要包括兩方面，一是對虛擬設計特征的描述，實時性、交互性、多感知性等因素是虛擬現實技術的基本特征，是確保虛擬評價能夠順利進行的保障，因此，確定出虛擬因素的代表對虛擬評價具有重要的意義；此外，隨著芯片的大量運用，工業產品出現了不同的發展趨勢，即功能多樣化與功能單一化，前者強調的是易學習性、可記憶性，而后者更側重的是效率、方便性。不同的研究對象具有不同的屬性代表，因此根據研究對象的選擇而確定具體的評價因素集。將以上階段所獲得的可用性因素集，利用多維尺度法對其進行認知空間定位，并運用K均值聚類確定因素之間的集群關系，進行可用性因素的維度劃分。

2.2因素權重值的建立由于可用性自身定義的抽象性及模糊性，需要細致地劃分為不同的因素及評價指標，從而形成多層次、多指標的一個綜合評價體系；其次，由于不同產品具有不同的屬性呈現，因此可用性因素之間需要進行權衡分析，即按照因素之間不同的重要度進行權重計算，只有這樣被試人員才能明確地對產品進行“可用性”評價。具體做法如下。利用層次分析法（Analytichierarchyprocess，AHP）確定各因素的相關權重值。在權重值的調查中是利用Satty［13］的1－9標度法，使兩兩因素之間定量化，構成判斷矩陣，并求出該矩陣的最大特征根和所對應的特征向量，各因素的權重值即為特征向量的各分量值，計算步驟見如下公式。

3實例分析

為了確保評價體系的高信效度，避免復雜因素的干擾，本人選取功能單一小家電中的典型產品———多士爐進行實例分析，該方案來源于“我圖網”。

3.1虛擬可用性因子集及因素權重的確定通過問卷調查及資料的查閱共獲得用于描述工業產品的可用性因素50個（見文獻［14］），經過具有設計學背景的相關學生與從業人員進行語義差異評價，從而確定虛擬可用性因素集A由11個因素組成：A＝｛形態，色彩，一致性，平衡性，實時性，交互性，效率，可觀察性，直觀度，方便性，接受度｝其次，運用不相似數據，按照1－7的尺度（1－7相似度遞減，其中1表示非常相似，7表示非常地不相似）排列出可用性因素之間的相似程度，運用SPSS得出數據在n維的感知空間分布如表1所示，根據Kruskal壓力系數表可知0．1－0．2之間處于還好的狀態，且第4維的應力系數最小，因此取四維度的坐標資料進行集群分析。通過ALSCAL分析，可用性因素集的所有因素映射到多維空間中，并運用K－聚類分析法具體確定因素之間的集群關系，本研究設定分群數為3，運用20次迭代，收斂準則定為0．01，從而將其劃分為以下3類，見表2所示。通過認知心理學對用戶體驗層的劃分可知，因素1－4是描述產品自身帶給用戶的直觀感覺，反映的是產品外觀屬性；因素5－9是注重考察用戶能否很好地理解產品并順利地進行操作，反映的是產品操作屬性；因素10－11是描述產品帶給用戶的心理感受，反映的是產品主觀印象屬性?？捎眯砸蛩氐臋嘀卮_定見公式（1）～公式（5），最終得出的因素權重與指標權重見表3所示。

3.2Virtools模型的構建及評價本實例利用Virtools軟件實現虛擬原型構建，不僅能夠讓用戶對產品的外觀有直觀的認識，還可以借助如鼠標、鍵盤等普通的輸入設備進行交互操作，用戶可以詳盡地了解產品的各種功能且能夠獲得更加真實的使用體驗。具體的交互程序見文獻［14］，虛擬原型構建如圖4所示，并邀請20名在校大學生進行測試。采用likert量表的5分制（1－5滿意度遞增，1分表示很不滿意，5分表示很滿意）。為了保證實驗數據的有效性，利用正態分布進行檢驗，并設定置信區間為0．95，通過該方法可以有效地將差異較大的數據去除掉，并最終保留17份可信度較高的有效數據。調查結果見表3所示。由表3得到的虛擬多士爐的可用性評估結果可以明顯地發現，17份調查問卷均在功能按鍵標示方面具有較低的分值（1．9411），因此需要進一步地改進與優化。同時功能布局（2．2941）及按鍵反應速度（2．5294）兩方面也存在著可用性問題，并根據總分數表示最終的可用性評價結果，見表4所示。

3.3評估后模型的修改及再次評估由表3所獲得的定量數據，我們可以獲得產品的可用性相關信息，并將定量的分析結論運用到接下來的虛擬產品改進設計中，即在可用性的評價指導下，設計師能夠明確地決定產品需要改進的方面，并對新的虛擬原型進行再次可用性評估，以分值越大越好的原則確定修改后的方案是否優于先前方案。為了確保用戶不過分地關注產品形態，而忽視產品的操作及印象維度，因此，本研究并沒有在形、色、質三方面進行明顯的修改。本研究主要是針對使用流程、按鈕的認知識別以及功能模塊的布局等方面來展開，同樣獲得17份調查問卷，并進行單因素方差分析，由顯著水平a＝0．05，得到F分布的臨界值Fα＝4．1491。若F的統計量值大于臨界值4．15，差異明顯，說明方案有了顯著改變，如果得到的值小于臨界分布值，則兩組值沒有明顯變化，差異仍處于隨機誤差范圍之內，挑選有顯著改變的評估項，并進行分析，見表4。從最終的總分值可以看出，經過改進后的（得分：69．184）產品可用性質量明顯要高于改進前（63．202），產品可用性水平得到了提高，從而驗證了評價模型的有效性。修改后的方案在按鍵布局（F：8．789）、功能布局（F：31．645）及功能按鍵標識（F：35．779）三個方面較之以前方案有了顯著改變，但由用戶的滿意度可知，按鍵布局并沒有達到用戶的理想要求，甚至低于改進之前，該項數據表明，設計師在對方案進行修改時，并不能保證每次的設計效果優于之前方案，從另一個側面也體現設計過程中“以用戶為中心”進行多次迭代設計的必要性。

4結論

本文以可用性為理論指導，建立合理的指標體系，并通過用戶對虛擬產品的使用進行評價，獲得虛擬產品可用性的綜合得分。由于產品可用性的內涵不僅與形狀、色彩、操作等因素有關，還關聯到材質、觸感等其他因素，因此，如何在傳感設備欠缺的現階段，綜合考慮這些因素從而進行評價模型的完善將成為后續研究的重點。該研究主要貢獻一方面是對可用性理論做了進一步的應用拓展，另外一方面隨著產品開發虛擬化的快速發展，該評價體系具有現實的指導意義。最后，通過具體的實例充分驗證了該評價模型提出的有效性及實用價值。

作者：陳默薛澄岐王海燕李晶邵將單位：東南大學機械工程學院