基于用户体验的商用打印机设计研究

刘宝顺，曾 爽

（1.河北工业大学，天津 300401； 2.天津商业大学，天津 300134）

随着社会的发展，人们越来越重视用户体验，关注工作生活中的舒适度和精神上的愉悦。安全、健康、舒适、高效的工作环境不仅是员工的追求也是企业可持续发展的重要战略。打印机作为现代办公不可或缺的办公产品，如何从用户需求的角度挖掘新的设计思路，提高用户的满意度，进而获得更加轻松的工作环境是本文研究的重点。

本文根据用户体验的特征和商用打印的特点，首先，通过调研得到用户体验评价指标；其次，采用SD调查问卷得到用户对产品的评价值；然后，利用粗糙集理论中的属性约简理论计算出影响用户体验的关键指标；最后，运用TRIZ理论和QFD法分别从技术功能维度和美学情感维度提出优化打印机用户体验的措施。

一、获取用户体验评价指标

用户体验最具影响力的定义是ISO.9241-210给出的定义：人们对于使用或期望使用的产品、系统或者服务的所有反应和结果。这种反应和结果主要是用户主观的的心理感受。有学者基于心理学家莫瑞的人的社会心理需求理论，将用户体验划分为感官体验、交互体验、情感体验、浏览体验和信任体验等5种体验维度。而依据产品或系统帮助用户完成任务的有效程度，用户体验又可以分为功能体验、技术体验和美学体验3种体验维度。

商用打印机主要分为针式打印机、喷墨式打印机、激光打印机和多功能一体机。在此选择应用范围最广泛的激光打印机，根据打印机以及用户行为特点，将打印机的用户体验分为技术功能体验维度和美学情感体验维度。技术功能体验是用户与打印机交互过程中高效、便捷、流畅的体验与感知，评价依据是机器能否帮助用户高效地完成任务。美学情感体验是用户与打印机交互过程中用户通过视觉、听觉、触觉等产生的直接的、表层的体验与感受，以及在此基础上形成的情感体验，评价依据是机器能否使用户身心愉悦地完成任务。根据上述依据，本着明确、可理解、可操作的原则，通过实地观察和用户访谈获得用户体验评价指标，将抽象的用户体验评价维度转化为具有直观性、切合实际、可衡量的特征。

技术功能维度评价指标：可靠性—字符、图像等打印清晰；方便性—取放纸张、更换耗材方便；时效性—打印速度快；流畅性—打印顺畅、无卡顿现象；易学易用性—学习、使用操作简单；完备性—功能齐全；环保性—能效低、清洁、可回收。美学情感维度指标：简洁性—外观布局简练清晰；美观性—外观协调漂亮。

图 1 打印机的总功能

图 2 打印机功能模型

二、计算用户体验评价关键指标

粗糙集理论是Pawlak在1982年提出的一种处理不精确、不一致、不完整信息与知识的数学工具，能有效地分析和发掘隐藏在各种不完备信息中的知识和规律。目前，粗糙集理论已经广泛且成功运用在知识发现、决策支持与分析、数据挖掘、机器学习、物联网等领域。该理论与其他处理不确定、不精确问题理论的最显著的区别是它无需提供问题所需处理的数据集合之外的任何先验信息，因此无需认为制定隶属度或隶属度函数，所以对不确定性问题的处理比较客观。

属性约简是粗糙集理论的重要内容，可在保证信息系统中数据结构和决策力不变的情况下，解决指标冗余性问题，提高数据挖掘的简洁性。由于获得的用户体验评价指标并不是完全相互独立的，而且可能存在多余的、不确定的信息，通过属性约简去掉对用户满意度没有影响的评价指标，筛选出关键指标是指导产品研发提高用户体验的重要环节。过程如下：

首先，采用SD问卷调研的方式获取用户体验信息。调研对象是有商用打印机使用经验的职场工作人员。用户根据使用打印机的感受，按照1（非常差）、2（比较差）、3（一般）、4（比较好）、5（非常好），五级度量对打印机整体及各项指标进行评价，共收回有效问卷30份。

然后，运用粗糙集理论，根据调研得到的数据构建决策表。条件属性C，为用户对打印机9项体验评价指标（可靠性、方便性、时效性、流畅性、易学易用性、完备性、简洁性、环保性、美观性），决策属性D，为用户对打印机整体体验，对象集U，为调研对象的样本量。

最后，运用由挪威科技大学计算机与信息科学系和波兰华沙大学数学研究所合作开发的一个粗糙集理论工具包Rosetta软件筛选关键核心指标。采用Rosetta软件中基于Johnson算法的属性约简算法获得约简集A。由此得到影响用户体验的4个关键指标：方便性、流畅性、易学易用性和简洁性。

三、优化用户体验的措施

TRIZ理论由前苏联发明家阿奇舒勒（G.S.Altshuller）在1946年创立，是基于多学科多领域的创新设计及发明问题解决的方法论，已经在产品开发与创新领域产生重要影响。它揭示了发明创造的内在规律，大量实践证明，运用TRIZ原理能帮助人们系统地分析问题，快速发现问题的本质，找到解决问题的途径与方法。

QFD法由日本质量管理大师赤尾洋二（Yoji Akao）和水野滋（Shigeru Mizuno）于20世纪70年代初提出，是将用户需求转化为指导产品开发依据的设计思想。

产品美学质量促进用户体验，而实用性质量是保障用户体验的核心。依据用户体验特征、商用打印机特性以及发展趋势，采用TRIZ理论从技术功能方面研究产品的改进措施，利用QFD法分析用户体验评价指标与产品外观设计的关系，从实用性和美学两个方面改善用户体验。

（一）技术功能方面

为了实现从技术功能维度提高用户体验水平，需要分析打印机的功能组件、工作原理和工作过程。

激光打印机主要由激光扫描系统、成像转印系统、机械传动系统、传感器和电路等部件组成。激光打印机的工作原理主要是利用静电。工作工程：感光鼓充满电荷—处理器处理图像资料—激光扫描系统照射感光鼓—吸附墨粉—输入打印纸并使其带上电荷—墨粉转印到打印纸上—纸张放电、感光鼓恢复到初始状态—融化墨粉使其与纸张纤维融合—输出纸张。

根据对打印机功能组件、工作原理和工作过程的分析，理清打印机系统的总功能（图1）。然后分解功能元件，建立功能模型。（图2）

从提高产品的方便性、流畅性、易学易用性的角度分析打印机功能模型中存在的问题：用户需要经常往进纸盒里添加纸张；打印机存在卡纸现象；用户在操作打印机控制面板时会感到迷惑；打印出的多份文件会毫无区分的叠放在出纸槽，导致用户区分文件困难。运用TRIZ理论中的物质—场与标准解或发明原理分析解决上述问题，最后得到改进方案。

Altshuller认为，所有功能都可以分解为两种物质和一种场，分别为（S1）目标、（S2）工具和（F）场。图3中（a），纸盒（S2）在机械场（RMe）的作用下作用于纸（S1）。这是一个效果不足的完整模型，用户需要经常往纸盒里补充纸，造成使用不便。根据标准解：增加物质S3或增加另一个场F2来强化效果，S3可以是现成物质，或是S1、S2的变异，或是环境，可得出解决方案：适当增加纸盒深度，减少用户给打印机装纸的频率。这一方案虽然会增加打印机的体积，但只是在高度上有所增加，占地面积不变，却可以较大程度地提高用户使用的便捷性。

图3中（b）、（c）也是效果不足的完整模型。图3中（b），传纸机构（S2）通过机械场（RMe）传送纸张（S1）的过程中会出现卡纸现象；图3中（c），人（S2）操作打印机控制界面（S1）时常会感到困惑或出错。根据上述标准解得出解决方案：通过在搓纸轮表面附加增大摩擦力和耐磨性的物质改善卡纸现象，提高用户使用打印机过程中的流畅性体验；使按键图标体现具体任务，并按照用户的典型任务流程分区，避免用户误操作，提高产品的易用性。

将问题“打印出的多份文件会毫无区分的叠放在出纸槽，导致用户区分文件困难”转换为冲突描述“为了使打印出的文件易于区分，需要打印出的纸张与出纸槽之间产生左右位移，但是这会导致打印机变得更复杂”。进一步转换成TRIZ标准冲突：改善的参数：可靠性（No.27）、自动化程度（No.38），恶化的参数：装置的复杂性（No.36）。查找冲突矩阵，得到7个发明原理：No.10预操作、No.12等势性、No.15动态化、No.24中介物、No.26复制、No.32改变颜色。

依据No.10预操作原理得到改进措施：预先将纸张放置在两个左后相互错开的纸盒里，打印不同的文件时，交替从这两个纸盒进纸。依据No.24中介物原理得到改进措施：设计专门的纸盒放置不同形状或不同颜色的纸张，并自动将纸张添加在两个相邻的文件之间。依据No.32改变颜色原理得到改进措施：在每份文件的最后一页纸的边缘印上颜色。

不断提高产品的理想化水平是产品设计的重要目标也是技术进化规律。理想化水平等于有用功能之和与有害功能之和的比，可通过4种方法增加产品的理想化水平：1）增大分子，减小分母；2）增大分子，分母不变；3）分子不变，分母减小；4）分子分母都增大，但分子增加的速率大于分母增加的速率。

从功能模型中可以得出，打印机的有用功能是打印文件，为办公提供方便，并且缓解用户工作压力。代价和危害是打印机所占据的空间，所消耗的电能，所产生的噪音和刺激性气体，原材料及耗材的成本等。

在打印机技术条件一定的条件下，根据理想化水平公式，上述运用功能模型、物质-场模型和标准解得到的改进方案可以显著增加有用功能与有害功能的比例，符合功能进化规律，从功能技术维度提高了用户体验水平。

图3 物质-场模型

图4 关系矩阵

（二）外观方面

采用QFD法研究体验评价指标与产品外观的关系。依据上述改进措施和专家意见制作体验评价指标与造型要素、造型要素之间的关系矩阵（图4）。从关系矩阵中可得出从外观方面改善产品体验设计的措施：

各体验指标均涉及到的形态要素，但产品改造首先要考虑功能方面对尺寸空间的需求，造型需方便开合取放；

整体感与用户美学情感体感关系密切，心理学上认为整体感差的物品容易使人产生烦躁情绪；

色彩对情感的影响强烈且直接，产品色彩搭配需和环境协调，利用色彩的识别度提示产品功能和操作；

合理控制色彩的种类数量，以免影响产品的整体感。

四、结语

具有良好用户体验的办公产品是高质量办公的重要保证。以上的分析研究提炼出了影响商用打印机用户体验的关键指标，并将抽象的、感性的体验评价指标转化为可执行的、可操作的设计改进措施，从功能技术和外观两方面提出了改进意见，对优化产品体验设计有一定的实践意义■