李 奕，宋章通，范怡寧，方 浩

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基于聯(lián)合分析法的智能手環(huán)用戶偏好量化模型構(gòu)建

李 奕1，宋章通2，范怡寧2，方 浩2

(1. 湖北美術(shù)學(xué)院工業(yè)設(shè)計(jì)系，湖北 武漢 430205；2.中國地質(zhì)大學(xué)藝術(shù)與傳媒學(xué)院，湖北 武漢 430074)

通過對智能手環(huán)的造型、功能及交互方式進(jìn)行實(shí)證量化研究，探究智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素對用戶偏好的量化影響。采用聯(lián)合分析法，首先通過評價(jià)構(gòu)造法解析出影響用戶偏好的智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素，然后通過主成分分析法篩選關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，并通過相關(guān)文獻(xiàn)及智能手環(huán)競品分析確定各關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素的水平。最后將智能手環(huán)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素及水平進(jìn)行組合形成虛擬手環(huán)產(chǎn)品樣本，通過聯(lián)合分析法構(gòu)建智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素的用戶偏好聯(lián)合分析模型。確定了用戶偏好聯(lián)合分析模型10個關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素與27個水平及權(quán)重，并在此基礎(chǔ)上提出智能手環(huán)設(shè)計(jì)策略，為智能手環(huán)設(shè)計(jì)提供理論參考。

智能手環(huán)；用戶偏好；聯(lián)合分析法

智能手環(huán)是一種可穿戴式智能設(shè)備，兼具傳統(tǒng)手環(huán)與可穿戴設(shè)備的雙重屬性。智能手環(huán)本身并不承載操作系統(tǒng)，需要通過與移動終端同步來實(shí)現(xiàn)用戶日常生活數(shù)據(jù)的記錄、分析與共享。其以外觀小巧精致、性能新奇等特征，吸引了年輕消費(fèi)者的注意力，成為使用最廣泛的可穿戴智能設(shè)備。

市場使得智能手環(huán)的設(shè)計(jì)日趨多元化，但是仍然存在忽視用戶核心需求導(dǎo)致造型、功能及交互方式方面嚴(yán)重同質(zhì)化的現(xiàn)象[1]，一定程度上缺乏具有魅力的創(chuàng)新產(chǎn)品。同時(shí)，智能手環(huán)非生活必需品，其市場定位也對設(shè)計(jì)創(chuàng)新提出了更高要求，這都要求重新審視智能手環(huán)的真正用戶偏好，從而促進(jìn)引領(lǐng)消費(fèi)者需求的智能手環(huán)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。為此，本文對智能手環(huán)的用戶偏好開展實(shí)證量化研究，構(gòu)建智能手環(huán)用戶偏好量化模型，為智能手環(huán)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供理論參考。

1 用戶偏好研究

1.1 電子科技產(chǎn)品的用戶偏好

偏好是一種主觀態(tài)度，主要指人們內(nèi)心的情感與傾向，屬于相對的概念，是對兩個及以上對象的傾向性評價(jià)和選擇。用戶偏好一般通過評估用戶對產(chǎn)品或服務(wù)的喜好、選擇與使用意愿來衡量，是最重要的用戶需求之一。目前，學(xué)術(shù)界對電子科技產(chǎn)品的用戶偏好研究主要從交互界面與實(shí)體產(chǎn)品兩個方面進(jìn)行。黃河和楊明剛[2]研究了老年用戶對于智能手機(jī)交互界面的偏好，通過聯(lián)合分析法最終得到影響最佳界面設(shè)計(jì)要素組合方案。路世昌和王吉娜[3]構(gòu)建了大學(xué)生筆記本電腦購買偏好模型，結(jié)論表明筆記本電腦的品牌、價(jià)格、CPU處理器、內(nèi)存、硬盤、重量都會影響用戶偏好。文獻(xiàn)[4]則對智能手機(jī)以及智能手表的用戶偏好開展了研究，結(jié)果表明品牌、電磁輻射會影響用戶對智能手機(jī)的偏好。而品牌、獨(dú)立通信、顯示屏形狀及尺寸會影響到用戶對智能手表的偏好[5]。智能手環(huán)作為當(dāng)下流行的可穿戴電子科技產(chǎn)品，對于其用戶偏好尚缺乏系統(tǒng)研究。

1.2 聯(lián)合分析法

用戶偏好的研究方法主要有聯(lián)合分析法、層次分析法和結(jié)構(gòu)方程模型，其中最常用的為聯(lián)合分析法。聯(lián)合分析法不需要向被試提出直接問題，而只需通過排序方法得到每個屬性的相對重要性以及每個水平的效用值，與其他方法相比可以提供更可靠的結(jié)果。

聯(lián)合分析法最初稱為聯(lián)合衡量，1964年由LUCE和TUKEY[6]提出，1971年GREEN和RAO[7]將聯(lián)合分析法引入市場營銷領(lǐng)域，成為描述消費(fèi)者在多個屬性的產(chǎn)品或服務(wù)中做出決策的一種重要方法。聯(lián)合分析法也是產(chǎn)品開發(fā)中用于評估用戶屬性偏好的最重要技術(shù)[8-9]，其在用戶選擇偏好領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛，主要用于估測消費(fèi)者對產(chǎn)品屬性和水平效用的評價(jià)，其工作流程如圖1所示。

圖1 聯(lián)合分析法流程

在確定產(chǎn)品屬性與水平階段，通常采用文獻(xiàn)法和專家法等，也可采用感性工學(xué)中的評價(jià)構(gòu)造法。評價(jià)構(gòu)造法主要是根據(jù)抽樣訪談，通過對于對象A與B的成對比較，明確討論出對象間的相似或差異關(guān)系后，具體解析出消費(fèi)者對于產(chǎn)品偏好的感性因素，整理出相關(guān)的構(gòu)造框架，此方法具有較客觀精確的特點(diǎn)。

1.3 研究設(shè)計(jì)

本文為了更為合理確立影響用戶偏好的智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素，采用聯(lián)合分析法進(jìn)行研究，首先使用感性工學(xué)中的評價(jià)構(gòu)造法來獲得用戶偏好的要素框架；其次通過問卷調(diào)查，運(yùn)用主成分分析法篩選出關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，并通過專家訪談及文獻(xiàn)研究得出各關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素的水平；然后，運(yùn)用聯(lián)合分析法構(gòu)建智能手環(huán)用戶偏好量化模型；最后，通過解讀用戶偏好量化模型，提出智能手環(huán)設(shè)計(jì)策略，為智能手環(huán)設(shè)計(jì)提供了理論支撐與設(shè)計(jì)框架及新思路。研究流程如圖2所示。

2 智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素框架

2.1 研究樣本確定

從國內(nèi)外智能手環(huán)權(quán)威銷售平臺收集智能手環(huán)實(shí)驗(yàn)樣本圖片，初步篩選出分辨率高且具代表性的樣本285張。為達(dá)到實(shí)驗(yàn)結(jié)果客觀、高效性，去除重復(fù)的樣本，使樣本在具有代表性的同時(shí)兼具多樣性，最終選出50個智能手環(huán)實(shí)驗(yàn)樣本，背景統(tǒng)一處理為白色?？紤]到外觀、功能、交互是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的部分，樣本素材以圖片與文字(功能+交互)的卡片形式展現(xiàn)，如圖3所示。

圖2 研究流程圖

圖3 智能手環(huán)實(shí)驗(yàn)樣本彩色圖卡

2.2 設(shè)計(jì)要素提取

本環(huán)節(jié)使用評價(jià)構(gòu)造法與攀梯訪談技術(shù)，訪談對象為20位具有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的專家用戶，男性、女性各10人，年齡25~37歲，使用智能手環(huán)時(shí)間在半年到3年不等。通過總結(jié)訪談內(nèi)容得出智能手環(huán)用戶偏好的30個設(shè)計(jì)要素，將其歸納為造型、色彩、材質(zhì)、功能、交互5個維度。訪談具體流程如下：①讓被試將50個樣本按照KJ卡片分類法分成個類別(5~10類)，并詢問被試分類的理由并記錄。②被試從每個類別中選出1個樣本作為代表性的樣本，共個樣本，再從選出的個樣本中隨機(jī)抽取2個，并回答是否喜歡此對象以及具體原因，整個訪談過程不斷從上位抽象問題延伸到下位具體問題。循環(huán)以上過程，抽取不同分組的樣本并提問，最終解析出智能手環(huán)產(chǎn)品影響用戶偏好的設(shè)計(jì)要素。

2.3 關(guān)鍵要素模型

根據(jù)之前得到的 30個影響用戶偏好的設(shè)計(jì)要素可以確定30個評價(jià)指標(biāo)并形成調(diào)查問卷。問卷采用“李克特 5 級量表”，非常不同意為1分，非常同意為5分。研究中，實(shí)體問卷和網(wǎng)絡(luò)問卷共回收269份，經(jīng)篩選有效問卷為217 份，有效樣本率為 80.7%。對問卷進(jìn)行信效度分析，檢驗(yàn)結(jié)果說明問卷信效度較高，適用于主成分分析。本文根據(jù)主成分的貢獻(xiàn)率，采用歸一法確定每個主成分的權(quán)重。由于部分指標(biāo)的主成分方差小于0.3，主成分分析模型對原變量的解釋力較差。剔除該部分指標(biāo)，最終得出模型指標(biāo)的權(quán)重見表1，選擇權(quán)重排序前10位的設(shè)計(jì)要素作為智能手環(huán)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，并通過相關(guān)文獻(xiàn)及國內(nèi)外智能手環(huán)競品分析，確定出各關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素的不同水平(表2)。

表1 指標(biāo)權(quán)重表

表2 關(guān)鍵要素及水平分析

3 智能手環(huán)用戶偏好模型

3.1 實(shí)驗(yàn)樣本設(shè)計(jì)

本研究在確定關(guān)鍵的10個屬性及27個水平后，需要將其組合成虛擬產(chǎn)品。若按照全輪廓法將造型的6個屬性及17個水平組合為384 (23×3×42)個虛擬產(chǎn)品樣本，讓被試進(jìn)行評價(jià)，會因?yàn)槿蝿?wù)量大增加被試疲勞度，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。本文采用正交設(shè)計(jì)法，從全部樣本中挑選出代表性樣本進(jìn)行試驗(yàn)，這些樣本“均衡分散，整齊可比”，不會影響問題分析[10]，最終得到了16種虛擬產(chǎn)品樣本(圖4)。

圖4 正交設(shè)計(jì)虛擬產(chǎn)品樣本

對于重合度和功能數(shù)量這2個具有4個水平的功能設(shè)計(jì)屬性，根據(jù)全輪廓法組合成虛擬的產(chǎn)品功能。功能重合度高定義為手環(huán)80%左右的功能與手機(jī)相同，功能重合度低定義為手環(huán)20%左右的功能與手機(jī)相同。功能數(shù)量多水平定義為手環(huán)具有12個功能，功能數(shù)量少水平定義為手環(huán)具有6個功能。按照全輪廓法進(jìn)行組合總共有2(高、低)×2(多、少)=4種產(chǎn)品功能組合方案。在具體功能選取上，根據(jù)前面50個具有代表性的智能手環(huán)樣本，分別統(tǒng)計(jì)與手機(jī)重合及不重合的功能，選取排名靠前的功能作為虛擬產(chǎn)品所具有的功能。

將輸入、輸出方式按照全輪廓法進(jìn)行組合總共有3 (振動、亮屏、聲音)×3 (觸屏、按鍵、語音控制)=9種產(chǎn)品交互組合方案。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程

問卷以圖文方式展現(xiàn)，被試需要對虛擬產(chǎn)品造型、功能及交互方式3方面的問項(xiàng)按照李克特五點(diǎn)量表對其偏好程度進(jìn)行評分。共回收問卷291份，其中有效問卷254份，有效樣本率為87.3%。被試年齡19~29歲，和智能手環(huán)的主要用戶群體基本一致。對問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先采用Cronbach's Alpha系數(shù)進(jìn)行信度分析，其系數(shù)值為0.808，大于0.800，表明問卷信度良好。采用KMO值和Bartlett球度檢驗(yàn)對問卷進(jìn)行效度檢驗(yàn)，KMO值為0.733，大于0.700；Bartlett球度檢驗(yàn)結(jié)果值為0.000，小于0.050，說明問卷具有效度結(jié)構(gòu)。

3.3 模型指標(biāo)權(quán)重

運(yùn)用聯(lián)合分析法計(jì)算各水平的成分效用值以及各屬性的相對重要性，相關(guān)數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表3~5。

表3 智能手環(huán)造型數(shù)據(jù)分析

由表3看出，在造型要素層面，屏幕形狀對用戶偏好的影響最大，其次是屏幕邊緣倒角，按鍵位置和屏幕曲度次之，而手環(huán)主體可拆卸性和屏幕邊緣有無分模線則差異不顯著。就屏幕形狀而言，在具體的水平上，用戶對長方形屏幕最為偏好，其次是橢圓形，再者是正方形，而對圓形屏幕的偏好度最低。就屏幕邊緣倒角而言，用戶偏好倒角較大、較為圓滑的手環(huán)。就按鍵位置而言，用戶對無按鍵的手環(huán)最為偏好，對按鍵在正面的手環(huán)偏好度最低。就屏幕曲度，用戶更偏好曲面屏幕。就手環(huán)主體可拆卸性，用戶對主體可拆卸的手環(huán)更為偏好。而對于屏幕邊緣分模線，用戶更偏好無分模線的屏幕邊緣。

表4 智能手環(huán)功能數(shù)據(jù)分析

由表4看出，在功能要素層面，功能重合度和功能數(shù)量對智能手環(huán)用戶偏好的影響差異不顯著。在功能重合度方面，用戶更偏好與手機(jī)功能重合度低的手環(huán)。在功能數(shù)量方面，用戶更偏好功能較多的手環(huán)。

表5 智能手環(huán)交互方式數(shù)據(jù)分析

由表5可知，在交互方式要素層面，輸出和輸入方式類別對用戶偏好的影響差別不大。對于輸出方式類別，用戶最偏好振動，其次是亮屏，最不偏好聲音提醒。對于輸入方式，用戶最偏好觸屏，其次是語音控制，最不偏好按鍵。

4 智能手環(huán)設(shè)計(jì)策略

根據(jù)上文得到的用戶偏好量化模型，針對智能手環(huán)的造型、功能、交互方式3方面提出設(shè)計(jì)策略，指導(dǎo)智能手環(huán)設(shè)計(jì)實(shí)踐。

4.1 造型適應(yīng)性

4.1.1 造型符號化

智能手環(huán)的外觀形式體現(xiàn)了其內(nèi)部功能，造型符號化設(shè)計(jì)使產(chǎn)品形式與功能統(tǒng)一。用戶往往在既有的心智模型框架下，通過產(chǎn)品造型形態(tài)的符號語義來解讀產(chǎn)品功能，對產(chǎn)品類別與使用方式做出進(jìn)一步判斷[11]。例如，用戶最偏好長方形屏幕，而對圓形屏幕偏好度較低的原因，一方面是因?yàn)槿藗內(nèi)粘Ｉ钪薪佑|到的電腦、手機(jī)等數(shù)字設(shè)備大多是長方形屏幕，其能夠體現(xiàn)出數(shù)字設(shè)備的科技感；另一方面，多數(shù)用戶購買手環(huán)的目的在于其運(yùn)動功能，長方形屏幕更接近傳統(tǒng)的運(yùn)動腕帶，更具運(yùn)動感。而圓形屏幕大多代表傳統(tǒng)手表的典型形象，如果將手表的外形加諸于智能手環(huán)，將會引起形態(tài)語義的多重性矛盾，因此智能手環(huán)應(yīng)具有自己獨(dú)特的符號化造型語言。

4.1.2 造型舒適性

智能手環(huán)作為長時(shí)佩戴的腕式產(chǎn)品，應(yīng)確保其舒適度，其造型結(jié)構(gòu)必須符合人機(jī)工程學(xué)原理[12]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用戶偏好倒角尺寸大、曲面屏幕、無按鍵的智能手環(huán)是由于較大的倒角尺寸使手環(huán)邊緣圓滑過渡，防止應(yīng)力集中[13]；貼合腕部曲線的曲面屏幕設(shè)計(jì)比方正堅(jiān)硬且有棱角的直面屏幕更為舒適；手環(huán)凸起按鍵設(shè)計(jì)也會降低佩戴的舒適度，尤其在夜間睡眠或夏冬季節(jié)佩戴時(shí)。因此在設(shè)計(jì)智能手環(huán)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)格外重視產(chǎn)品人機(jī)舒適性設(shè)計(jì)。

4.1.3 造型審美性

當(dāng)代文化越來越趨向于視覺化、表象化，致使人們對外觀形象越來越重視，“眼球經(jīng)濟(jì)”、“注意力經(jīng)濟(jì)”成為經(jīng)濟(jì)活動的重要方面，商品的形象化、審美化成為設(shè)計(jì)活動的一個核心[14]。因此在設(shè)計(jì)智能手環(huán)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)格外重視產(chǎn)品審美性設(shè)計(jì)，使智能手環(huán)造型具備適合用戶偏好的時(shí)尚、美觀、簡約的審美特征。如較大的倒角尺寸使手環(huán)具有優(yōu)美流暢的線條美感，倒角曲線能夠弱化手環(huán)產(chǎn)品呆板、冷漠、工業(yè)產(chǎn)品的形象，使得造型顯得圓潤、具有親和力[15]；屏幕邊緣分模線的減少，使手環(huán)整體感更強(qiáng)，造型更簡潔美觀。

4.2 功能差異化

目前，由于智能手環(huán)功能同質(zhì)化和技術(shù)局限性，導(dǎo)致用戶認(rèn)為智能手環(huán)只是具備運(yùn)動、健康監(jiān)測等簡單功能的手機(jī)輔助設(shè)備，其大部分功能都與手機(jī)重合。而功能重合度過高會造成用戶對手環(huán)使用率和依賴性降低，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免智能手環(huán)與手機(jī)功能重合度過高的問題[16]。設(shè)計(jì)真正的內(nèi)在驅(qū)動來源于用戶的核心需求，做好智能手環(huán)產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)，需要從用戶需求、痛點(diǎn)分析入手，挖掘出更系統(tǒng)化的符合用戶核心需求的產(chǎn)品功能。開拓設(shè)計(jì)思維創(chuàng)造力，有針對性地進(jìn)行手環(huán)多元化功能創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出符合用戶偏好且功能新穎的智能手環(huán)。

4.3 交互簡化與情境適配

用戶在智能手環(huán)輸入信息時(shí)會重點(diǎn)考慮其是否具有良好的智能交互性。智能交互性需遵循自然選擇規(guī)律，用戶最終會選擇最省力、有效的方式來控制設(shè)備。而增加智能手環(huán)的主動感知和認(rèn)知可以減少用戶的輸入工作，提高使用效率。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量利用各種輸入設(shè)備和控制器件增強(qiáng)人的操控能力[17]。目前，觸屏已逐步改變了用戶使用計(jì)算機(jī)的方式，且觸屏和語音方式比按鍵方式更具高效性，因此，在智能手環(huán)交互設(shè)計(jì)中，應(yīng)以觸屏或語音作為輸入信息的主要方式。

信息輸出即向用戶提供更多有價(jià)值的信息，增強(qiáng)用戶的感知能力，轉(zhuǎn)換或增加新的表達(dá)媒介以提供用戶額外的感官刺激[17]。如振動方式，通過觸覺刺激用戶，增強(qiáng)用戶對情景的感知。再如抬腕亮屏方式，手勢使用戶對屏幕上的物體擁有更強(qiáng)的操縱感，增強(qiáng)了用戶的控制體驗(yàn)感。用戶在使用智能手環(huán)輸出信息時(shí)會重點(diǎn)考慮其是否增強(qiáng)了感知能力并確保信息傳遞的私密性。因此，在智能手環(huán)輸出信息的設(shè)計(jì)中，應(yīng)以振動或亮屏為主要方式。

5 結(jié) 論

本文運(yùn)用聯(lián)合分析法，從用戶偏好視角對智能手環(huán)的造型、功能及交互方式進(jìn)行研究。首先基于評價(jià)構(gòu)造法解析出影響用戶偏好的智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素；然后通過主成分分析法篩選關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素，并通過專家訪談及文獻(xiàn)研究得出各關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素的水平；最后將智能手環(huán)關(guān)鍵設(shè)計(jì)要素及水平進(jìn)行組合形成虛擬手環(huán)產(chǎn)品樣本，進(jìn)行問卷設(shè)計(jì)。問卷調(diào)查采用五級李克特量表的形式對智能手環(huán)的造型、功能、交互方式進(jìn)行評價(jià)，通過聯(lián)合分析法構(gòu)建智能手環(huán)設(shè)計(jì)要素用戶偏好聯(lián)合分析模型。并在此基礎(chǔ)上通過解讀分析用戶偏好模型，提出智能手環(huán)設(shè)計(jì)策略，為智能手環(huán)設(shè)計(jì)提供了理論支撐與設(shè)計(jì)框架以及新的思路，形成新的競爭優(yōu)勢，從而促進(jìn)智能手環(huán)乃至整個智能穿戴行業(yè)的發(fā)展。

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[16] 秦欽, 李濰, 朱松盛, 等. 可穿戴設(shè)備的現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向[J]. 南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2017, 37(2): 149-153, 230.

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Construction of Quantification Model of User Preferences of Smart Bracelet Based on Joint Analysis

LI Yi1, SONG Zhangtong2, FAN Yining2, FANG Hao2

(1. Department of Industrial Design, Hubei Institute of Fine Arts, Wuhan Hubei 430205, China; 2. School of Arts and Communication, China University of Geosciences, Wuhan Hubei 430074, China)

Explore the impact of the design elements of the smart bracelet on user preferences. Firstly, analyze the smart bracelet design elements that affect user preferences based on the evaluation construction method in Charm engineering. Then, the key design elements are screened by the principal component analysis method, and the level of each key design element is obtained through expert interviews and literature research. Finally, virtual bracelet product samples are based on key design elements, and user preference joint analysis model of the smart bracelet is constructed using joint analysis. Ten important design elements and 27 levels and weights are determined for the user preference joint analysis model. Based on which, smart bracelet design strategy is proposed to provide a theoretical basis for improving the smart bracelet design practice in the future.

smart bracelet; user preference; joint analysis

TP 391

10.11996/JG.j.2095-302X.2018040642

A

2095-302X(2018)04-0642-06

2018-04-10；

2018-06-05

中國人類工效學(xué)學(xué)會—津發(fā)科技優(yōu)秀青年學(xué)者聯(lián)合研究基金(CES-KF-2016-2018)

李 奕(1977-)，女，湖北武漢人，講師，碩士。主要研究方向?yàn)榻换ピO(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)、非遺數(shù)字化傳承等。E-mail：ly2006@126.com

方 浩(1975-)，男，河南許昌人，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)樾畔⒔换ピO(shè)計(jì)、數(shù)字藝術(shù)傳播、科教媒體設(shè)計(jì)等。 E-mail：fanghao@cug.edu.cn