基于可用性理論的微耕機(jī)模塊化設(shè)計(jì)研究

摘 要： 在工業(yè)設(shè)計(jì)繁榮發(fā)展的今天，生活中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更多的注重人性化、可用性等各因素，而工業(yè)設(shè)計(jì)思想在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的設(shè)備發(fā)展中卻不被重視。面對(duì)當(dāng)前工業(yè)設(shè)計(jì)在農(nóng)耕機(jī)械中的不完善，文章以微耕機(jī)為例，以可用性為指導(dǎo)思想，以用戶調(diào)查、可用度分析為依據(jù)，對(duì)微耕機(jī)進(jìn)行用戶層面的模塊化分析?；诳捎眯缘奈⒏麢C(jī)模塊化設(shè)計(jì)，將使產(chǎn)品的模塊化更貼近用戶，微耕機(jī)操作方式更為便利；經(jīng)過可用性分析的模塊構(gòu)成也將更為符合用戶的多方面需求，提高用戶的滿意度。

關(guān) 鍵 詞：可用性 用戶調(diào)查 微耕機(jī) 模塊化

一、可用性理論應(yīng)用于微耕機(jī)設(shè)計(jì)的必要性

近年來，設(shè)計(jì)中對(duì)于可用性的關(guān)注在國內(nèi)有著良好的發(fā)展，但由于國民經(jīng)濟(jì)水平的制約，對(duì)可用性的關(guān)注在不同領(lǐng)域有著明顯的不均衡。生活用品在設(shè)計(jì)中對(duì)可用性關(guān)注最充分，工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械其次，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械相對(duì)而言更為不足。在微耕機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)展中，這一點(diǎn)尤為明顯，機(jī)械設(shè)計(jì)師們多以功能為主，認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了功能，產(chǎn)品即可成為一件合格的產(chǎn)品，認(rèn)為用戶應(yīng)當(dāng)去學(xué)習(xí)、適應(yīng)當(dāng)前高技術(shù)創(chuàng)造出來的機(jī)器，而非令機(jī)器遵循人的需求發(fā)展。

發(fā)達(dá)國家由于工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展較早，經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)也使工業(yè)設(shè)計(jì)所關(guān)注的范圍更為全面，相對(duì)于發(fā)展中國家，他們的生產(chǎn)機(jī)械更多地注意到人性化的方面，在國際性質(zhì)的機(jī)床展覽會(huì)上，我們可以很明顯的看到同樣功能的機(jī)器，發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品從使用上更顧及人的感受，使得產(chǎn)品的有效性、效率以及使用者的滿意度都較高，這也使得他們的產(chǎn)品更具備競爭力。

在工業(yè)化的早期，工、農(nóng)生產(chǎn)用機(jī)械產(chǎn)品為更好的實(shí)現(xiàn)其功能，多是以機(jī)器為中心，使用者在操作過程中需使人適應(yīng)機(jī)器，這對(duì)勞動(dòng)者的身體機(jī)能造成很大的影響，是職業(yè)病產(chǎn)生的主要原因之一。 目前，生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到較高的程度，生產(chǎn)工具的基本功能的實(shí)現(xiàn)仍然是機(jī)械設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，但在多數(shù)基礎(chǔ)機(jī)械的設(shè)計(jì)中已不再是難點(diǎn)；此外，我國已逐步步入老齡化社會(huì)，勞動(dòng)力逐步減少。在這樣的前提下，提出對(duì)勞動(dòng)者更人性化的關(guān)懷，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)上更多的為勞動(dòng)者考慮，運(yùn)用可用性理論進(jìn)行設(shè)計(jì)分析、對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)增強(qiáng)農(nóng)機(jī)的可用性成為社會(huì)發(fā)展的必然。

二、可用性理論指導(dǎo)的微耕機(jī)模塊化設(shè)計(jì)

2.1基于可用度的模塊化分析

評(píng)價(jià)可用性的標(biāo)準(zhǔn)稱為可用度。微耕機(jī)當(dāng)前的使用可用度A= 農(nóng)忙時(shí)間/全年，效率最高的狀態(tài)是A無限接近1。

可用度需要提高，總時(shí)間不會(huì)變化，因此只有增加可使用時(shí)間。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是有地域性、時(shí)間性的。不同地區(qū)的耕作類型不同，接近赤道地區(qū)的或許農(nóng)忙時(shí)間會(huì)較多，可用度相對(duì)較高，這屬于不可控的自然因素；播種、收獲等一切農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)依據(jù)節(jié)氣進(jìn)行，不可改變。因此增加微耕機(jī)使用時(shí)間，不能僅僅盯在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，應(yīng)綜合考慮農(nóng)戶需求，進(jìn)行副業(yè)的輔助機(jī)械配套?？蓪⑽⒏麢C(jī)的功能進(jìn)行模塊化分析，使微耕機(jī)可在一年當(dāng)中有不同的生產(chǎn)用途，做到農(nóng)業(yè)有閑時(shí)，機(jī)器無閑時(shí)，使A=（農(nóng)忙時(shí)間+副業(yè)時(shí)間）/全年。

從成本角度來看，麥爾斯在論著中提出“一切成本都是為功能”，從成本與價(jià)值的關(guān)系來看，可用度=價(jià)值/成本，產(chǎn)品的價(jià)值主要體現(xiàn)在其功能上，而當(dāng)前微耕機(jī)從技術(shù)層面上已相當(dāng)成熟，成本已得到有效的控制，如何增加其可用度，在于增加產(chǎn)品價(jià)值。

2.2用戶層面的模塊化

模塊化設(shè)計(jì)常見的理解有兩種，一是將設(shè)計(jì)理解為動(dòng)詞，指設(shè)計(jì)行為過程中采用模塊化的方法，有助于設(shè)計(jì)行為，是設(shè)計(jì)層面的模塊化；二是設(shè)計(jì)是名詞，是指最終成型的設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有模塊化的特性，是用戶層面的模塊化。

由于勞動(dòng)力總量下降、新生代農(nóng)民工在城市長期落戶的趨勢增加、中西部地區(qū)吸納農(nóng)民工量逐漸增大等原因，農(nóng)村勞動(dòng)力現(xiàn)狀堪憂。隨著社會(huì)老齡化發(fā)展，現(xiàn)在普遍存在勞動(dòng)力不足的現(xiàn)象，加上農(nóng)村勞動(dòng)力向城市轉(zhuǎn)移，務(wù)農(nóng)勞動(dòng)力尤為不足，丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平較低，外出務(wù)工收益更大，勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移的趨勢更為明顯。當(dāng)前農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力具有勞動(dòng)力老齡化以及勞動(dòng)力女性化的特點(diǎn)。農(nóng)村流傳著一種說法“短頭發(fā)的在城里，長頭發(fā)的在屋里，白頭發(fā)的在田里”，很生動(dòng)的體現(xiàn)了當(dāng)代農(nóng)村勞動(dòng)力流失的現(xiàn)狀。因此當(dāng)前的微耕機(jī)的用戶的主體并非是青壯年勞動(dòng)力。

首先對(duì)用戶的任務(wù)模型進(jìn)行分析，清晰地展現(xiàn)了用戶使用工具的過程，才能了解到用戶在這過程中的需求。微耕機(jī)產(chǎn)品的任務(wù)模型有兩種情況，一種是單一任務(wù)使用：1）發(fā)動(dòng)機(jī)器，從儲(chǔ)藏地位移至勞作場所；2）在勞動(dòng)地點(diǎn)的位移，主要是梯田環(huán)境的上、下、行走，以及在水田中泥濘的環(huán)境行走；3）進(jìn)行某項(xiàng)農(nóng)田管理功能（旋耕、水泵、噴藥等其中一種）；4）勞動(dòng)結(jié)束，放回儲(chǔ)藏位置，進(jìn)行收納、護(hù)理。另一種從不同耕作季節(jié)來看，其任務(wù)模型如下：1）取出設(shè)備，換上相應(yīng)機(jī)具；2）不同機(jī)具需進(jìn)行不同任務(wù)分析；3）結(jié)束，取下機(jī)具，修復(fù)保養(yǎng)。

在單一任務(wù)模型中，用戶在勞動(dòng)中通常需要早出晚歸，傳統(tǒng)的農(nóng)戶常常勞動(dòng)力早早去勞作，到了飯點(diǎn)，家人去送飯。而當(dāng)前的現(xiàn)狀，往往缺少這樣的互動(dòng)。那么用戶在整個(gè)勞作過程中，不僅僅是農(nóng)耕等問題要解決，飲食、臨時(shí)的休息都應(yīng)考慮在內(nèi)。

從全年度的任務(wù)模型來看，不同機(jī)具的拆裝是一大方面，拆裝的簡易性是提高用戶使用效率以及用戶滿意度的重點(diǎn)，其次，全年度是否都有農(nóng)用價(jià)值？非農(nóng)忙時(shí)機(jī)器的閑置不僅僅是資源的浪費(fèi)，長期閑置還會(huì)增加維修等成本。為此，通過用戶調(diào)查，了解用戶非農(nóng)方面的需求，增加可供選擇的使用模塊。用戶調(diào)查主要有問卷調(diào)查、用戶訪談等方式，在此對(duì)多地區(qū)多個(gè)用戶進(jìn)行訪談，了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)副業(yè)的需求及可行性。在此，面向本應(yīng)成為農(nóng)業(yè)勞動(dòng)主力的外出務(wù)工者訪談，了解他們離開農(nóng)田的原因以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)于多功能的需求。表2-1為較為有代表性的幾組回答，體現(xiàn)了多數(shù)情況。

通過用戶訪談了解到用戶在非農(nóng)田環(huán)境中的需求，依據(jù)當(dāng)?shù)厮枨蟮墓δ苓M(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，從而探索微耕機(jī)副業(yè)功能模塊的可能性。以藤編為例，在編制過程中，需要彎曲、定型、烘干等，傳統(tǒng)的方式往往單純用手來完成彎曲和定型，常期勞作者的手指會(huì)有受傷、變形等潛在可能性。為此，可增加相應(yīng)定型、烘干模塊，減輕勞動(dòng)者負(fù)擔(dān)，增加勞動(dòng)效率。不同的模塊均由微耕機(jī)主體部分提供能量，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，也能避免機(jī)器非農(nóng)忙時(shí)長期空置導(dǎo)致的機(jī)器老化。諸如小型作坊式工廠以及家庭式手工業(yè)等均可采用相應(yīng)功能模塊，可增加微耕機(jī)主機(jī)使用效率、減少創(chuàng)業(yè)投資。

2.2.3 微耕機(jī)模塊化分析

當(dāng)前微耕機(jī)主要有旋耕、提壟、打藥、提水等多項(xiàng)功能，廣泛應(yīng)用于山地、丘陵以及平原的大棚環(huán)境中。模塊化在微耕機(jī)設(shè)計(jì)中早已有所應(yīng)用，多應(yīng)用于設(shè)計(jì)過程中，模塊化的方式有助于更高效、快速的推出新產(chǎn)品。也有在用戶層面模塊化的多功能微耕機(jī)產(chǎn)品，具有可選擇機(jī)具的接口，但連接方式復(fù)雜，需借助工具、經(jīng)人員培訓(xùn)，易學(xué)易用性較低。此外，有限的農(nóng)業(yè)功能模塊對(duì)主機(jī)的使用時(shí)間無形的給了一個(gè)限制。

因此將微耕機(jī)依據(jù)功能分為幾個(gè)主要模塊，其中基礎(chǔ)功能模塊包括行走、動(dòng)力、以及扶手部分；附加功能模塊主要包括農(nóng)業(yè)功能以及副業(yè)功能兩大塊，農(nóng)業(yè)功能與常規(guī)微耕機(jī)配件機(jī)具無異，副業(yè)功能可依據(jù)當(dāng)?shù)匦枨筮M(jìn)行開發(fā)，可不斷擴(kuò)展。

微耕機(jī)整體實(shí)現(xiàn)用戶模塊化，用戶可自主選擇購買相應(yīng)模塊，根據(jù)需要購買當(dāng)?shù)厮柁r(nóng)耕模塊以及擴(kuò)展模塊，從而降低購機(jī)成本?；A(chǔ)功能模塊部分僅需生產(chǎn)設(shè)計(jì)模塊化，可依據(jù)推廣市場的不同農(nóng)田類型確定不同的行走裝置，依據(jù)不同耕作需求確定動(dòng)力型號(hào)，依據(jù)不同的用戶群體，選擇適宜高度、形態(tài)的扶手。從而使微耕機(jī)更符合當(dāng)?shù)厝诵枨螅苊庖粡S機(jī)器只為一方人的現(xiàn)象，擴(kuò)大市場范圍。附加功能模塊部分則依據(jù)可用性分析除農(nóng)業(yè)模塊外增加相應(yīng)的副業(yè)模塊，具體模塊類型可依據(jù)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)類型進(jìn)行有傾向性的開發(fā)。

三、可用性思想與模塊化設(shè)計(jì)相輔相成

早期，工業(yè)設(shè)計(jì)未得到發(fā)展時(shí)提到的可用性，多指可靠性與維修性的綜合體現(xiàn)。隨著工業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展，對(duì)人的關(guān)心日趨突出，可用性的重點(diǎn)落在用戶身上?？捎眯怨こ虖?qiáng)調(diào)以用戶為中心來進(jìn)行開發(fā)，能有效評(píng)估和提高產(chǎn)品可用性質(zhì)量。產(chǎn)品的可靠性往往有明確的指標(biāo)來限制，然而其可用性沒有硬性規(guī)章制度要求，這便造成了產(chǎn)品能用即可，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)僅僅為市場競爭的籌碼，而非為人服務(wù)的必需品。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9241-11將可用性定義為“特定的用戶在特定的使用情景下，有效、有效率、滿意的使用產(chǎn)品達(dá)到特定的目標(biāo)”。有效性指用戶實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的正確程度和完成程度；效率指用戶完成特定任務(wù)的資源消耗量；滿意度指使用產(chǎn)品的舒適度和可接受程度。

微耕機(jī)產(chǎn)品從技術(shù)層面來講已相當(dāng)成熟，產(chǎn)品的創(chuàng)新不僅僅是由技術(shù)推動(dòng)，還應(yīng)從用戶需求方面進(jìn)行探索?？捎眯缘闹行谋闶怯脩?，主要體現(xiàn)在其效率、有效性以及用戶滿意度上，基礎(chǔ)功能模塊的模塊化設(shè)計(jì)有助于使產(chǎn)品更符合用戶需求，提高用戶滿意度；整機(jī)實(shí)現(xiàn)用戶層面模塊化，可有效的由用戶需求帶動(dòng)配件機(jī)具生產(chǎn)設(shè)計(jì)從而更好地滿足用戶，提高產(chǎn)品的使用率。模塊化設(shè)計(jì)是提高可用性的方式，可用性理論可更好的促進(jìn)模塊化的完善。

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