張　力, 翟龍真, 賈惠僑, 何志朋

(1.南華大學(xué) 人因研究所, 湖南 衡陽 421001; 2.湖南工學(xué)院 人因工程與安全管理研究所, 湖南 衡陽 421002)

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基于提高分揀效率的快遞面單優(yōu)化設(shè)計研究

張力1，2, 翟龍真1, 賈惠僑2, 何志朋2

(1.南華大學(xué) 人因研究所, 湖南 衡陽 421001; 2.湖南工學(xué)院 人因工程與安全管理研究所, 湖南 衡陽 421002)

摘要：通過實驗方法研究快遞面單的優(yōu)化設(shè)計對分揀員分揀效率的影響。在實地調(diào)研、問卷調(diào)查和專家訪談的基礎(chǔ)上，對快遞面單的信息項進行分析與整合，設(shè)計出新的快遞面單。新面單保留有利于提高分揀效率的重要信息項并增強其顯著性，刪除重復(fù)和沒有必要顯示的信息項，根據(jù)信息項的重要程度確定字體大小，固定目標(biāo)信息的位置。通過實驗?zāi)M分揀人員識別收件地址的分揀流程，采用獨立樣本t檢驗方法分析分揀人員在新舊兩種快遞面單上完成分揀任務(wù)的反應(yīng)時間和失誤率，并對新舊快遞面單的可用性進行主觀的對比分析。結(jié)果表明：優(yōu)化后的面單由于減少了大量不必要的信息項的顯示，增強了重要目標(biāo)信息項的顯著性，固定了目標(biāo)信息的位置，從而降低了分揀人員的認知負荷，提高了分揀效率，減少了分揀失誤，增強了人因可靠性，優(yōu)化了分揀作業(yè)流程，有利于快遞企業(yè)實現(xiàn)快速反應(yīng)，提高服務(wù)水平。

關(guān)鍵詞：快遞分揀； 快遞面單設(shè)計； 分揀效率； 實驗研究

經(jīng)濟的飛速發(fā)展和電子商務(wù)的迅速擴張,使快遞業(yè)在我國繁榮發(fā)展。快遞業(yè)對人們的日常生活和國民經(jīng)濟的影響己不容忽視。面對業(yè)務(wù)量的快速增長，快遞分揀系統(tǒng)成為制約快遞公司發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。目前，各分揀配送中心仍是勞動密集型工作場所，人在分揀中起著舉足輕重的作用[1]。快遞面單承載快件的“身份信息”，貫穿從快件收攬至送達客戶的整個過程。然而，現(xiàn)存快遞面單信息冗雜，重要信息不突出，可能會增大分揀人員搜索和識別收件人地址信息的認知負荷，增加各分揀層級中補碼的流程，導(dǎo)致分揀效率低下，出現(xiàn)分揀失誤，進而導(dǎo)致配送延遲、物品損壞、貨物遺失等問題，造成客戶滿意度下降，投訴率上升，引發(fā)經(jīng)濟法律糾紛和社會矛盾[2]，制約快遞行業(yè)的發(fā)展，阻礙社會流通，影響國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此急需對快遞面單進行分析研究，為提高分揀效率提供參考依據(jù)。

人因工程學(xué)在快遞面單優(yōu)化方面的研究較少。高原[3]、劉志堅[4]提出以色彩識別配送區(qū)域的想法,以提高分揀員的工作效率，降低作業(yè)的枯燥感。此做法在省和區(qū)分揀中心具有一定的指導(dǎo)意義。但是我國有34個省級行政區(qū)，對過多的顏色進行區(qū)分并不容易。當(dāng)?shù)竭_終端配送時，由于收件人信息不顯著，仍需要分揀員再次對收件人的姓名或者聯(lián)系方式進行補碼，導(dǎo)致流程繁瑣，效率低下。

人因工程學(xué)旨在考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題[5-6]。在人因可靠性理論中，Rasmussen將人在系統(tǒng)中的行為分為三類不同認知水平的行為模式——技能型、規(guī)則型、知識型[7]。其中技能型行為是指信息輸入與人的響應(yīng)之間存在非常密切的耦合關(guān)系，它不完全取決于給定任務(wù)的復(fù)雜性，而主要依賴于外界刺激水平和人員完成該項任務(wù)的經(jīng)驗，是個體對外界刺激或需求的一種條件反射式反應(yīng)，疏忽大意是其主要的失誤模式。分揀作業(yè)屬于典型的技能型認知行為模式，影響該類作業(yè)效率的主要因素為外界刺激和人員經(jīng)驗，而快遞面單上的信息是其最主要的外界刺激?？爝f面單本質(zhì)上也是一種人機界面。同時由認知負荷理論知，如果加工某種信息所需的認知資源超過人本身所具有的認知資源的總量，會造成認知超負荷，從而影響學(xué)習(xí)的效果和效率。影響認知負荷的基本因素有3個，即外在認知負荷(學(xué)習(xí)材料的組織和呈現(xiàn)方式)、內(nèi)在認識負荷(學(xué)習(xí)材料的復(fù)雜性)和相關(guān)認知負荷(個體先前知識經(jīng)驗)[8]。外界刺激的設(shè)計會影響外在認知負荷。

因此本文從人因可靠性理論和認知負荷理論出發(fā)，依據(jù)人機界面的設(shè)計原則[9-11],對快遞面單進行分析和優(yōu)化，通過實驗方法研究快遞面單的設(shè)計對分揀效率的影響。

1新型快遞面單的設(shè)計

1.1現(xiàn)有快遞面單的情況

現(xiàn)有快遞面單主要分為兩種，一種是電子面單，一種是非電子面單。電子面單又稱熱敏單，具有打印速度快、成本低的特點，主要針對淘寶和亞馬遜等快件量大的電子商務(wù)用戶。非電子面單即常用的四聯(lián)單，主要用于快件量小的一般用戶。

1.2現(xiàn)有快遞面單信息項的分析

通過實地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，從快件收攬到最終到達客戶手中快遞面單有很多信息項都是無用的，造成面單空間的嚴(yán)重浪費。在收集國內(nèi)外多個典型快遞企業(yè)(如中國郵政、FedEx、TNT、順豐以及四通一達等)面單的基礎(chǔ)上，得出快遞面單普遍顯示的信息項，如表1所示。

表1　快遞面單普遍顯示的信息項

為了分析這些信息項的必要性和重要性以及重要程度，本文通過問卷調(diào)查與專家訪談法相結(jié)合的方式進行了兩次調(diào)研。

首次調(diào)研的目的是得出信息項是否重要以及是否有必要在快遞面單中顯示。首先發(fā)放調(diào)查問卷，請各位被調(diào)查者將信息項根據(jù)其是否重要和是否有必要顯示進行分類。數(shù)據(jù)整理后，針對不一致的結(jié)果組織被調(diào)查者進行討論，直至得出一致的結(jié)論。最終相關(guān)的信息分布如圖1所示。

圖1　優(yōu)化后的非電子快遞面單和電子快遞面單

第2次調(diào)研的目的是分析分揀作業(yè)中所涉及的信息項的重要程度。請被調(diào)查者根據(jù)配送流程中分揀作業(yè)的層級、任務(wù)量以及時間的緊迫性等實際情況予以打分，分?jǐn)?shù)從1～5表示越來越重要，得分情況如表2。

表2　信息項的重要程度

1.3新型快遞面單的設(shè)計

1.3.1新型快遞面單的設(shè)計原則

新型快遞面單設(shè)計的目的是提高分揀效率，減少分揀失誤，所以根據(jù)人因工程學(xué)的要求針對分揀流程提出如下的設(shè)計原則：

1)內(nèi)容簡潔明了，無冗雜信息；

2)重要信息清晰可見；

3)字體的大小合理適中；

4)整體布局合理，美觀舒適。

1.3.2新型快遞面單的設(shè)計

根據(jù)以上設(shè)計原則，將圖1中不必要顯示的信息項刪除，不重要但必要顯示的信息項保留，但使其顯著強度弱于第一象限中重要且必要的信息項。在一個空間有限的顯示平面中，最合理的字體大小取決于因素間的相對重要性。所以在優(yōu)化面單時根據(jù)信息項的重要程度來確定字體的大小。

1)非電子面單的優(yōu)化設(shè)計。

快遞面單的優(yōu)化中，為保持與現(xiàn)有快遞面單將收件人信息放在右邊的一致性，非電子面單將收件人的全部信息單獨放在整張面單的右面，剩余信息項全部放在左面，這樣可以減少分揀人員識別收件人各類信息的搜索時間。從表2可以看到收件人地址的平均得分最高，因此字體最大，為220像素。其次收件人姓名為180像素，收件人電話為120像素，其余字體的大小為36像素。所有字體均為微軟雅黑。優(yōu)化后的非電子面單如圖2(a)所示。

2)電子面單的優(yōu)化設(shè)計。

電子面單分為上下兩個部分且內(nèi)容相似，分別由快遞公司和客戶保存。由于上視野的目標(biāo)監(jiān)視效果優(yōu)于下視野[12]，所以本文選擇對上部分的收件人地址進行顯著標(biāo)識。依據(jù)表2 中收件人信息項的重要程度，將地址的字體大小設(shè)為380像素，姓名為250像素，電話號碼為180像素，其余字體的大小為90像素。所有字體均為微軟雅黑。如圖2(b)所示。

2實驗

2.1目標(biāo)識別失誤及表現(xiàn)形式

2.1.1目標(biāo)識別失誤定義

張力等[12]將目標(biāo)識別失誤定義為作業(yè)者沒有準(zhǔn)確、及時地將需要監(jiān)視的目標(biāo)信息同其他信息辨認開來，導(dǎo)致沒有完成對系統(tǒng)的有效監(jiān)視。在快遞分揀作業(yè)中，本文將目標(biāo)識別失誤定義為分揀人員在輸送帶的快速前進中，沒有及時、準(zhǔn)確地按照快遞面單上所顯示的收件人的地址將快件分揀到相應(yīng)的目標(biāo)地址區(qū)域中，影響分揀效率，造成分揀失誤。

2.1.2目標(biāo)識別失誤的表現(xiàn)形式

信號檢測論將是否檢測到信號分為4種，分別是擊中、誤報、漏報和正確拒斥[13]，其中擊中和正確拒斥是正確的操作，誤報和漏報是錯誤的操作。漏報在本文中不會涉及，所以本文中的目標(biāo)識別失誤率只針對誤報進行研究，誤報包括把目標(biāo)地址識別成非目標(biāo)地址，把非目標(biāo)地址識別成目標(biāo)地址。

圖 2　優(yōu)化后的非電子快遞面單和電子快遞面單

Fig.2Optimized non-electronic and electronic express waybill

2.2實驗?zāi)康?/p>

通過仿真測試模擬分揀人員識別收件人地址信息并攬入相應(yīng)目標(biāo)地址區(qū)域的過程，對現(xiàn)有和優(yōu)化后的兩種快遞面單的分揀效率進行對比，為提高分揀人員信息識別的速度，提高分揀效率,減少分揀失誤提供理論基礎(chǔ)。

2.3被試

被試為36名在校物流工程專業(yè)的大學(xué)生，其中男生20名，女生16名，年齡均在20～23歲之間，視力或矯正視力正常，均為右利手，熟悉快遞分揀的流程。

2.4實驗儀器與刺激

實驗由eclipse軟件平臺編寫，顯示器采用14寸顯示器，分辨率為1 366×768像素。圖片的尺寸按照實際快遞面單的大小呈現(xiàn)，非電子面單的大小為230 mm×127 mm，電子面單為150 mm×90 mm?，F(xiàn)存快遞面單200張，包括非電子面單和電子面單各100張。新型電子面單200張，包括非電子面單和電子面單各100張。目標(biāo)地址的事件以相同的概率出現(xiàn)。

2.5實驗變量與設(shè)計

實驗變量為收件人信息的顯著程度，因變量為反應(yīng)時間和錯誤率。實驗采用單因素組內(nèi)設(shè)計。

2.6實驗任務(wù)

根據(jù)實驗設(shè)定程序，被試快速準(zhǔn)確地識別快遞面單中收件人地址信息。如果快件是被試所分揀的區(qū)域，用左手食指敲擊鍵盤F鍵，否則用右手食指敲擊J鍵。

2.7實驗程序

首先，宣讀實驗指導(dǎo)語，培訓(xùn)分揀流程，要求每位被試集中注意力，快速準(zhǔn)確地完成任務(wù)。其次，要求被試模擬實驗兩遍，一方面是為了讓被試熟悉實驗過程，另一方面由于真實分揀人員的操作量大，這樣可以使實驗最大限度地貼近真實分揀情況，讓被試在生理與心理上達到與真實分揀人員近似的水平。然后，每位被試按照實驗任務(wù)要求進行操作。每個任務(wù)的操作時間沒有固定，被試敲擊鍵按完成一個任務(wù)界面操作后，系統(tǒng)會自動跳入下一個任務(wù)界面，直至實驗結(jié)束。

3實驗結(jié)果與分析

實驗共進行了7 200(100×2×36)次，得到被試的反映時間和失誤率。

3.1反應(yīng)時間分析

3.1.1新舊兩種電子面單反應(yīng)時間對比

對現(xiàn)有與優(yōu)化后的電子面單的被試的反應(yīng)時間作獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表3、表4所示。

表3新舊兩種電子面單反應(yīng)時間的基本描述統(tǒng)計

Tab.3 Group statistics of reaction time to the new and old

electronic express waybill

反應(yīng)時間上，新型電子面單的平均反應(yīng)時間約894.46 ms，原始電子面單的平均反應(yīng)時間約1 292.04 ms，新型電子面單比原始電子面單減少約397.58 ms，效率提高約30.77%。

表4　新舊兩種電子面單反應(yīng)時間的兩獨立樣本t檢驗結(jié)果

當(dāng)顯著性水平為0.05時，新舊兩種電子面單的平均反應(yīng)時間存在顯著差異。

3.1.2新舊兩種非電子面單反應(yīng)時間對比

對現(xiàn)有與優(yōu)化后的非電子面單的被試的反應(yīng)時間做獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表5、表6所示。

新型非電子面單的平均反應(yīng)時間約1 054.50 ms，原始非電子面單的平均反應(yīng)時間約1 365.27 ms，新型非電子面單比現(xiàn)存非電子面單減少約310.77 ms，效率提高約29.47%。

表5新舊兩種非電子面單反應(yīng)時間的基本描述統(tǒng)計

Tab.5Group statistics of reaction time to the new and old

non-electronic express waybill

表6　新舊兩種非電子面單反應(yīng)時間的兩獨立樣本t檢驗結(jié)果

當(dāng)顯著性水平為0.05時，新舊兩種非電子面單的平均反應(yīng)時間存在顯著差異。

3.2失誤率分析

3.2.1新舊兩種電子面單失誤率對比

對現(xiàn)有與優(yōu)化后的電子面單的被試的失誤率作獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表7、表8所示。

失誤率上，新型電子面單的平均失誤率約為0.31%，原始電子面單的平均失誤率為約1.92%，新型電子面單比原始電子面單下降了約1.61%。

表7新舊兩種電子面單失誤率的基本描述統(tǒng)計

Tab.7Group statistics of error rate to the new and old

electronic express waybill

表8　新舊兩種電子面單失誤率的兩獨立樣本t檢驗結(jié)果

當(dāng)顯著性水平為0.05時，新舊兩種電子面單的失誤率存在顯著差異。

3.2.2新舊兩種非電子面單失誤率對比

對現(xiàn)有與優(yōu)化后的非電子面單的被試的反應(yīng)時間作獨立樣本t檢驗，結(jié)果如表9、表10所示。

表9新舊兩種非電子面單失誤率的基本描述統(tǒng)計

Tab.9Group statistics of error rate to the new and old

non-electronic express waybill

新型非電子面單的平均失誤率約為1.21%，原始非電子面單的平均失誤率約為2.88%，新型非電子面單比原始非電子面單減少約1.67%。

表10　新舊兩種非電子面單失誤率的兩獨立樣本t檢驗結(jié)果

當(dāng)顯著性水平為0.05時，新舊兩種非電子面單的失誤率存在顯著差異。

4新舊快遞面單的主觀可用性對比

可用性是以人為中心，從人的角度看產(chǎn)品是否易用,高效,使人感到滿意[14]。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，可用性分析能夠盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中的問題并及時修正，節(jié)約開發(fā)成本。實驗后采用專家訪談法請各快遞公司地市級經(jīng)理以及多名分揀員從簡潔度、美觀度，首次定位目標(biāo)信息的難易程度和目標(biāo)信息的易識別性以及舒適性4個方面進行主觀評價。

專家評價優(yōu)化后的快遞面單在簡潔度與美觀度、首次定位目標(biāo)信息的難易程度和目標(biāo)信息的易識別性以及舒適度4個方面都優(yōu)于現(xiàn)有快遞面單。

5討論

實驗數(shù)據(jù)得出，優(yōu)化后的快遞面單在反應(yīng)時間和失誤率上顯著低于現(xiàn)有快遞面單，呈現(xiàn)出優(yōu)越性。優(yōu)化后的面單刪除重復(fù)和沒有必要顯示的信息項，保留有利于提高分揀效率的重要信息并突出顯示，使目標(biāo)信息與非目標(biāo)信息明顯地區(qū)分開來，根據(jù)信息項的重要程度確定字體大小。收件人地址的重要性最大，所以其字體最大，其次是收件人電話。通過簡化界面，提高外界刺激的顯著水平，從而降低認知負荷，緩解工作疲勞，提高分揀效率。同時新面單將收件人的信息集中布局(非電子面單中收件人的信息集中分布在面單右面，電子面單中收件人的信息集中分布在面單上面)，使目標(biāo)信息集中固定顯示，減少分揀員搜索目標(biāo)信息的時間。這與劉坤秀的結(jié)論一致，即目標(biāo)驅(qū)動下，為了完成任務(wù)，被試需要將精力集中于目標(biāo)信息搜索，目標(biāo)位置/任務(wù)越明確，無效視覺掃視較少，有效注視能較快到達目標(biāo)信息，搜索時間成本也就越少[15]。由于在最初填寫信息的時候就直接擴大收件人各項信息的顯著性，優(yōu)化后的面單可以省略后續(xù)分揀中的補碼流程，優(yōu)化作業(yè)流程。

專家評價得出，優(yōu)化后的快遞面單由于信息項顯示均勻，避免了信息顯示不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，更為簡潔美觀。新型快遞面單由于擴大突出顯示收件人的地址，并將省、市、縣等每一層級的信息位置進行間隔和固定化，使每一層級的分揀人員都可以根據(jù)需要以最快的速度定位和識別地址，可以大大提高分揀速度。這一評價和以上實驗所得新舊快遞面單的反應(yīng)時間和失誤率相一致。同時在長時間的工作狀態(tài)下可以減輕分揀員眼睛的疲勞度。

6結(jié)論

優(yōu)化后的面單由于減少了大量不必要的信息項且增強了重要目標(biāo)信息項的顯著性，降低了分揀人員的認知負荷，提高了分揀人員的分揀效率，減少了分揀失誤，增強了人因可靠性，優(yōu)化了分揀作業(yè)流程，有利于快遞企業(yè)實現(xiàn)快速反應(yīng)，提高服務(wù)水平。同時，以上結(jié)論對人因工程學(xué)在快遞面單的設(shè)計以及在快遞行業(yè)各個方面的研究提供了參考，具有一定的意義。

本研究也具有一定的局限性。

1)因為本實驗是在電腦顯示器上進行分揀模擬，不是在真實的輸送帶上進行分揀，與真實情況有所偏差。

2)真實輸送上，物件的擺放是隨機的，所以快遞面單的朝向不是固定的，分揀人員在操作時需要重新調(diào)整快遞面單的朝向，而實驗中快遞面單的朝向是一致的，所以實驗中的反應(yīng)時間比真實的分揀時間要小一些，但是這并不影響對新舊兩種快遞面單的反應(yīng)時間進行對比。

目前，某市區(qū)申通快遞已經(jīng)接受本研究結(jié)論，將印制優(yōu)化后的快遞面單，在實際分揀流水線上進行進一步實驗。

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An Optimization Design Research on Express Waybill to Improve the Efficiency of Sorting

ZHANG Li1,2, ZHAI Longzhen1, JIA Huiqiao2, HE Zhipeng2

(1 Human Factor Institute, University of South China, Hengyang 421001, China; 2 Human Factor Engineering and Safety Management Institute, Hunan Institute of Technology, Hengyang 421002, China)

Abstract：The influence of the express waybill information items on the efficiency of sorting is researched through simulation experiment. The new express waybill is designed through analyzing and integrating the information items based on field research, questionnaire and expert interviews. The new express waybill reserves the important information which can improve the sorting efficiency, enhance the significance, delete the repeated and unimportant items, and determine the size of the font according to the important degree and fix the position of target information. The experiment simulates the sorting process of identifying the receiver address for the operator. The result of Independent-Samples t Test shows the reaction time and error rate of the operator completing the task of sorting in the old and the new express waybills and the availability is compared and analyzed. The results shows that the new express waybill can reduce cognitive intensity of the sorting operator, improve the sorting efficiency, reduce errors, improve human reliability, optimize the process, achieve quick response and improve service level through reducing the amount of unnecessary information items, fixing the position of target information and enhancing the significance of important information.

Key words：express sorting; design of express waybill; efficiency of sorting; experimental measurement

收稿日期：2015- 09- 24

基金項目：國家自然科學(xué)基金資助項目(71071051，71371070)

作者簡介：張力(1955-)，男，四川省人，教授,博士，主要研究方向為人因工程、系統(tǒng)安全分析與評價等.

doi:10.3969/j.issn.1007- 7375.2016.02.016

中圖分類號：U491.2

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-7375(2016)02- 0105- 07