張輝 成昕

摘要：從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”過渡的關(guān)鍵時(shí)期，智能裝備產(chǎn)品就成為高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一，安全性成為智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。文章基于行為設(shè)計(jì)理論展開研究，對Fogg行為模型和Fogg行為細(xì)化模型進(jìn)行了詳細(xì)說明，分析了智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全性考慮因素，構(gòu)建了基于行為理論的智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)流程，指出行為設(shè)計(jì)在智能裝備產(chǎn)品安全性的應(yīng)用過程中，需要重點(diǎn)考慮用戶動(dòng)機(jī)、用戶能力和觸發(fā)機(jī)制等因素。

關(guān)鍵詞：行為設(shè)計(jì);智能裝備產(chǎn)品;安全性;工業(yè)設(shè)計(jì)

中圖分類號：TB472 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）05-0011-03

智能裝備隸屬于高端裝備范疇，具有感知、分析、推理、決策和控制等功能，在信息技術(shù)水平不斷提高的現(xiàn)代社會，各國都加強(qiáng)了對智能裝備的研究力度[1]。從“中國制造”向“中國創(chuàng)造”過渡的關(guān)鍵時(shí)期，我國迫切需要解決制造業(yè)發(fā)展的智能化程度不高和核心競爭力不強(qiáng)等現(xiàn)實(shí)問題，智能裝備產(chǎn)品就成為高端裝備制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。智能裝備產(chǎn)品安全性越來越受到重視，促使傳統(tǒng)裝備制造逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔郯踩a(chǎn)活動(dòng)，不斷降低智能裝備制造業(yè)的安全成本，占領(lǐng)智能設(shè)備產(chǎn)品制高點(diǎn)，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在時(shí)代及技術(shù)的雙重推動(dòng)作用下，呈現(xiàn)智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)的人性化、系統(tǒng)化、國際化及科技化發(fā)展方向[2]，必須重視互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，有效融合各種新理念與新技術(shù)，引導(dǎo)智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展。

安全性設(shè)計(jì)需要關(guān)注用戶理念，以用戶需求為主，保證使用時(shí)的安全與健康，避免安全事故發(fā)生，體現(xiàn)出安全原理中“預(yù)防為主”和“以人為本”的基本思想。因此，需要多渠道全方位開展安全性設(shè)計(jì)，一方面，要遵循一些強(qiáng)制性的國家或行業(yè)相關(guān)的產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;另一方面，要發(fā)揮設(shè)計(jì)者個(gè)人經(jīng)驗(yàn)直觀判斷產(chǎn)品的安全性，同時(shí)要認(rèn)真聽取用戶意見，認(rèn)真對待用戶反饋，排除有安全隱患的設(shè)計(jì)[3]。智能裝備是“國之重器”，“制造+”與“設(shè)計(jì)+”共融成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系重要環(huán)節(jié)，英國、美國、德國和日本等西方發(fā)達(dá)國家在智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域大量的成熟和經(jīng)典案例，體現(xiàn)著智能裝備與工業(yè)設(shè)計(jì)融合發(fā)展的趨勢，尤其是日本智能裝備產(chǎn)品重視人類行為方式的分析，體現(xiàn)對使用者的人文關(guān)懷，從不同層面體現(xiàn)著智能裝備產(chǎn)品的安全與舒適[4]，對我國智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)具有一定的啟示的借鑒作用。本文基于行為設(shè)計(jì)理論，創(chuàng)新工業(yè)設(shè)計(jì)理念，研究行為設(shè)計(jì)理論在智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用方法，推動(dòng)智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全面發(fā)展。

1 行為設(shè)計(jì)理論

行為是在日常生活中表現(xiàn)出來的一切動(dòng)作的統(tǒng)稱，人的行為可分為外顯行為和內(nèi)在行為，可以通過觀察外顯行為，進(jìn)一步推測內(nèi)在行為。早期針對行為的研究集中于生理學(xué)，強(qiáng)調(diào)行為受到周圍環(huán)境的影響。行為設(shè)計(jì)是在研究用戶行為基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)，可以通過環(huán)境主動(dòng)影響行為的發(fā)生。行為設(shè)計(jì)是行為科學(xué)與設(shè)計(jì)思維相結(jié)合的產(chǎn)物，行為科學(xué)研究生產(chǎn)和工作環(huán)境中人的行為，設(shè)計(jì)思維本質(zhì)上是一種以人為本的問題解決方法，行為科學(xué)為行為設(shè)計(jì)提供知識基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)思維為行為設(shè)計(jì)提供方法論。斯坦福大學(xué)的B.J.Fogg教授重構(gòu)了行為設(shè)計(jì)理論，提出了行為設(shè)計(jì)模型，稱為Fogg行為模型，如圖1所示。

Fogg行為模型是用來幫助理解人類行為的新模型，分析了用戶行為產(chǎn)生的原因和基礎(chǔ)心理，重點(diǎn)是理解人類行為和說服人類創(chuàng)造習(xí)慣，核心作用是引導(dǎo)設(shè)計(jì)師去設(shè)計(jì)影響人的行為或態(tài)度的作品。隨著Fogg行為模型與計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的深度結(jié)合，已經(jīng)成為設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要理論基礎(chǔ)。

Fogg認(rèn)為影響行為的因素包括動(dòng)機(jī)、能力和觸發(fā)機(jī)制，圖1所示的Fogg行為模型[5-6]，橫軸代表能力，縱軸代表動(dòng)機(jī)，曲線代表行為產(chǎn)生的臨界軌跡，觸發(fā)機(jī)制促使行為發(fā)生。動(dòng)機(jī)是導(dǎo)致某種行為的力量和心理原點(diǎn)，能夠激發(fā)和維持人的行動(dòng);能力是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)或完成任務(wù)的綜合屬性，也就是完成行為需要的綜合素質(zhì);觸發(fā)機(jī)制來自外部的提醒和刺激，也就是行為發(fā)生的直接驅(qū)動(dòng)力。Fogg行為模型表明，動(dòng)機(jī)和能力相互作用產(chǎn)生行為的結(jié)果，能力越低需要機(jī)越強(qiáng)，動(dòng)機(jī)越弱需要能力越高，但無論是動(dòng)機(jī)強(qiáng)弱，抑或能力高低，行為都有可能發(fā)生。但是，臨界軌跡表明，當(dāng)動(dòng)機(jī)較弱，而且能力較低時(shí)，行為不會發(fā)生，即動(dòng)機(jī)和行為的交點(diǎn)在無效區(qū)域（曲線的左下方）;若要促成行為發(fā)生，動(dòng)機(jī)和行為的交點(diǎn)必須落在有效區(qū)域（曲線的右上方）。根據(jù)B.J.Fogg教授將行為模型相關(guān)因素進(jìn)行細(xì)化的結(jié)果，構(gòu)建的Fogg行為細(xì)化模型如圖2所示[7]。

對于圖2所示的Fogg行為細(xì)化模型，行為動(dòng)機(jī)由三項(xiàng)構(gòu)成，各項(xiàng)之間相互作用，其中，直接動(dòng)機(jī)，直接吸引力引起的興趣，也就是人的主觀感受，具有立竿見影的效果;間接動(dòng)機(jī)，通過實(shí)踐認(rèn)識產(chǎn)生的興趣，也就是人的客觀感受，可能帶來對行為結(jié)果的希望或恐懼;社會認(rèn)同/拒絕，人的本質(zhì)屬性是社會性，人們努力追求或保持一種積極的社會認(rèn)同，有動(dòng)力去避免被排斥。執(zhí)行能力由六項(xiàng)構(gòu)成，用戶可以通過提高執(zhí)行能力來促進(jìn)目標(biāo)行為實(shí)現(xiàn)，時(shí)間成本，從用戶的角度來說需要減少時(shí)間消耗;金錢成本，從用戶的角度來說需要降低金錢資本花費(fèi);體力付出，從用戶的角度來說需要減輕消耗體力的勞動(dòng)付出;腦力付出，從用戶的角度來說需要降低損耗腦力的思慮;社會偏差，從產(chǎn)品的角度來說需要增強(qiáng)設(shè)計(jì)的良好社會性;習(xí)慣的力量 ，從用戶的角度來說需要盡量符合習(xí)慣，因?yàn)楦淖兞?xí)慣的成本較高。觸發(fā)機(jī)制由兩項(xiàng)構(gòu)成，內(nèi)部觸發(fā)，主要來自用戶體驗(yàn)上的易用，以及情感上的愛用;外部觸發(fā)，包括引導(dǎo)、信號和火花，引導(dǎo)的目標(biāo)是觸發(fā)行為，信號用于傳達(dá)或告知信息內(nèi)容，火花直接觸發(fā)用戶產(chǎn)生活動(dòng)。

2 智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全性考慮因素

智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全性考慮因素來自智能裝備產(chǎn)品的各個(gè)方面，總結(jié)歸納由12個(gè)因素構(gòu)成，包括能量消耗、危險(xiǎn)考量、表面質(zhì)量、幾何形狀、運(yùn)動(dòng)情況、人機(jī)交互、防護(hù)措施、操作危害、控制系統(tǒng)、維修性能、操作指示和預(yù)測感知等。為了表述清晰，通過圖形的方式顯示，如圖3所示。

圖3所示的智能裝備產(chǎn)品設(shè)計(jì)安全性考慮因素較多，對幾個(gè)重點(diǎn)因素簡要說明如下：人機(jī)交互，用戶與智能裝備設(shè)備之間的交互，在各個(gè)功能方面為目標(biāo)用戶所考慮，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)，以適當(dāng)?shù)奶嵝褬?biāo)志防止用戶出現(xiàn)錯(cuò)誤，交互界面設(shè)計(jì)遵循一致性和引導(dǎo)性等原則，撤銷返回按鈕設(shè)置在顯眼位置;預(yù)測感知，運(yùn)用經(jīng)典方法和人工智能技術(shù)，感知和預(yù)測智能裝備設(shè)備將要完成的操作，以及將要出現(xiàn)的安全性問題，以便提前采取行動(dòng)避免安全事故發(fā)生;表面質(zhì)量，表面是安全性設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，包括銳邊、毛刺、光滑和粗糙等;防護(hù)措施，避免安全性問題發(fā)生防護(hù)措施很重要，包括冗余設(shè)計(jì)、防護(hù)裝置和緊急制動(dòng)裝置等。

3 行為設(shè)計(jì)在智能裝備產(chǎn)品安全性的應(yīng)用

在互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)時(shí)代，設(shè)計(jì)者通常需要花費(fèi)大量的時(shí)間去研究用戶心理和用戶需求，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘用戶的目標(biāo)期望和行為動(dòng)機(jī)，以此促進(jìn)智能裝備產(chǎn)品安全性穩(wěn)步提升。行為設(shè)計(jì)理論被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是應(yīng)用于智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)，提高用戶激勵(lì)行為發(fā)生，改變用戶的行為或態(tài)度[8]。行為設(shè)計(jì)理論在智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是一個(gè)復(fù)雜煩瑣的過程，更適合采用類似于軟件工程領(lǐng)域的原型法，首先設(shè)計(jì)出一個(gè)智能裝備產(chǎn)品原型，向用戶展示，由用戶試用，請用戶提出意見或建議，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行修改完善，然后再試用再完善，直到用戶滿意為止。原型法設(shè)計(jì)優(yōu)勢明顯，產(chǎn)品更能滿足用戶需求，降低失敗的可能性，減少設(shè)計(jì)開發(fā)成本，更容易打開銷售市場?；谛袨槔碚摰闹悄苎b備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

對于圖4所示的基于行為理論的智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)流程，首先，開展市場調(diào)查研究，了解智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)需求，參照經(jīng)典的智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)成功案例，并結(jié)合行為設(shè)計(jì)理念，生成智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)要求。然后，依據(jù)生成智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)參數(shù)化程序，構(gòu)建智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)原型。最后，用戶對智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)原型進(jìn)行評價(jià)，如果用戶滿意，輸出智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)結(jié)果;如果用戶不滿意，改進(jìn)智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)要求，調(diào)整參數(shù)，重新構(gòu)建智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)原型，再由用戶評價(jià)，直到滿意為止。用戶評價(jià)模型的數(shù)據(jù)分別來自三類用戶，第一類是HMLA型用戶，即高動(dòng)機(jī)弱能力型用戶;第二類是LMHA型用戶，即低動(dòng)機(jī)強(qiáng)能力型用戶;第三類是HMHA型用戶，即高動(dòng)機(jī)強(qiáng)能力型用戶。不同類型用戶所起的作用不同。

行為設(shè)計(jì)在智能裝備產(chǎn)品安全性的應(yīng)用需要從多個(gè)角度展開[9]，視覺設(shè)計(jì)安全角度，視覺會引起人的心理變化，從外界接收的各種信息中80%以上通過視覺獲得;聽覺設(shè)計(jì)安全角度，聽覺與視覺相互補(bǔ)充，人處在噪音的工作環(huán)境下，聽覺感受性明顯喪失，危險(xiǎn)性顯著提高;動(dòng)覺設(shè)計(jì)完全角度，動(dòng)覺與觸覺共同向大腦傳遞信息，長期操作智能裝備產(chǎn)品，會產(chǎn)生復(fù)雜的心理反應(yīng)，影響自身安全。

行為設(shè)計(jì)在智能裝備產(chǎn)品安全性的應(yīng)用需要重點(diǎn)考慮用戶動(dòng)機(jī)、用戶能力和觸發(fā)機(jī)制[10]。用戶動(dòng)機(jī)角度，引導(dǎo)用戶體驗(yàn)智能裝備產(chǎn)品的先進(jìn)性和安全性帶來的便利，鼓勵(lì)用戶學(xué)習(xí)、發(fā)展和掌握技能，有效提高用戶的活躍度與產(chǎn)品黏性;用戶能力角度，通過優(yōu)化智能裝備產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)，降低操作門檻，變向提升用戶能力;觸發(fā)機(jī)制角度，通過提高智能化程度引導(dǎo)用戶的使用行為，留住高動(dòng)機(jī)低能力用戶。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊春雷.淺談新常態(tài)下智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與思考[J].電力設(shè)備管理，2021（8）：232-233.

[2] 鄧亮，麻可愛.包裝機(jī)械智能裝備工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀與價(jià)值分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（4）：45-47.

[3] 陳軍營.產(chǎn)品安全性設(shè)計(jì)研究[J].輕工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013（1）：59-60.

[4] 周巖，劉曉勝.智能裝備視角下工業(yè)設(shè)計(jì)一流專業(yè)建設(shè)策略——以哈爾濱工業(yè)大學(xué)為例[J].設(shè)計(jì)，2021，34（19）：98-100.

[5] 鄭歡，黃智宇.基于Fogg行為模型的學(xué)習(xí)型網(wǎng)站設(shè)計(jì)策略研究[J].設(shè)計(jì)，2021，34（1）：114-116.

[6] 薛彩霞，姚順波.基于Fogg行為模型的農(nóng)民親環(huán)境行為培育探討[J].中國農(nóng)業(yè)教育，2020，21（1）：71-80.

[7] 羅琴.基于行為設(shè)計(jì)學(xué)的移動(dòng)醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2020.

[8] Oinas-Kukkonen H，Harjumaa M.Persuasive systems design：key issues，process model，and system features[J].Communications of the Association for Information Systems，2009，24：28.

[9] 王文萌.工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的安全性研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2020.

[10] 張露芳，周逸沁.Fogg行為模型在互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].包裝工程，2018，39（4）：159-163.

【通聯(lián)編輯：聞翔軍】

收稿日期：2021-08-21

基金項(xiàng)目：教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目階段性研究成果（項(xiàng)目編號：202101089033）

作者簡介：張輝（1973—），男，吉林長春人，副教授，碩士，研究方向?yàn)楫a(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì);成昕（1999—），女，遼寧錦州人，本科生，研究方向?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)。