基于消費者心理和感性工學的智能手表造型研究

黃 程,湯文成,邵 將

(東南大學 機械工程學院，江蘇 南京 211189)

基于消費者心理和感性工學的智能手表造型研究

黃 程,湯文成,邵 將

(東南大學 機械工程學院，江蘇 南京 211189)

分析了產(chǎn)品造型設(shè)計的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，結(jié)合消費者心理學，了解用戶對智能手表的需求，確立基本設(shè)計方向。運用感性工學，結(jié)合形態(tài)分析法提取設(shè)計要素；通過數(shù)量化理論Ⅰ，將用戶感性意象進行量化，建立造型特征與意象語意的數(shù)學模型，進行計算求解，得出造型設(shè)計方案預測。將預測方案與消費者心理調(diào)查結(jié)果進行對比，證實了預測方案的真實性和準確性。研究結(jié)果表明，基于消費者心理和感性工學量化理論的設(shè)計流程和設(shè)計方法對新產(chǎn)品造型的設(shè)計，具有針對性強、設(shè)計方向明確等特點，有助于像智能手表等新產(chǎn)品的快速和優(yōu)化設(shè)計。

消費者心理；感性工學；數(shù)量化理論Ⅰ；智能手表；造型設(shè)計研究

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和物質(zhì)財富的不斷增加，以及新材料、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們的消費、生活方式也發(fā)生著巨大的改變。人們在自身基本需求得到滿足的基礎(chǔ)上，更加注重心理層面、自我價值實現(xiàn)方面的滿足。消費行為的多樣化使人們生活格局形成了多元化，也使生產(chǎn)和市場顯得豐富多彩，消費者的個性需求也隨之增加[1]。智能手表作為信息產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展下催生的新型工業(yè)化產(chǎn)品，也逐漸進入人們的視野。新的產(chǎn)品在設(shè)計過程中，在滿足基本功能的前提下，還需要考慮消費者的訴求、對產(chǎn)品新功能的期待以及對產(chǎn)品造型的期許。消費者心理(Consumer Psychology)是消費者根據(jù)自身需要與偏好，選擇和評價消費對象的心理活動，通過消費行為加以外在表現(xiàn)[2]。在設(shè)計研究過程中，通過感性工學(Kansei Engineering)，運用定性和定量的研究方法，針對用戶的情感和消費需求，將用戶的情感因素量化并向設(shè)計要素轉(zhuǎn)化，以此來指導產(chǎn)品的設(shè)計和制造[3]。

在消費者心理和造型設(shè)計方面，國內(nèi)外的學者已經(jīng)取得了一定的研究成果。蘇建寧等人的執(zhí)手門鎖設(shè)計[4]，Hsiao等人的辦公椅設(shè)計[5]，張冬松的消費者心理對產(chǎn)品造型的影響[6]，羅子明的國內(nèi)消費者心理研究概況[7]等。本文通過消費者心理調(diào)查進行定性分析，并結(jié)合數(shù)量化理論Ⅰ，將智能手表的造型要素進行量化分析，研究產(chǎn)品意象與產(chǎn)品造型要素之間的關(guān)系，得出智能手表的預測模型，并與前期的消費者心理調(diào)查結(jié)果進行比較，檢測模型的真實性和準確性，為智能手表的造型設(shè)計提供建設(shè)性的參考。

1 研究背景

1.1消費者心理

消費者心理是心理科學的一個重要分支，它為諸如企業(yè)產(chǎn)品研制、市場推廣、經(jīng)營管理決策等方面提供了有力的決策依據(jù)。消費者心理是指消費過程中消費者在觀察商品、搜集產(chǎn)品信息、選擇產(chǎn)品品牌、發(fā)生購買行為等階段時產(chǎn)生的心理感受。

在消費者心理領(lǐng)域中，主要研究消費興趣、消費者認知、產(chǎn)品形象、情感與態(tài)度、消費經(jīng)驗與滿意度和行為變化等12大類50多個小類的項目，主要使用觀察法、問卷調(diào)查法、訪談法、實驗法等進行研究[8]。通過對調(diào)查結(jié)果進行分析，進而對產(chǎn)品的設(shè)計、銷售和售后服務進行指導。

1.2感性工學

感性工學即感性工程學，是一種以消費者為導向的新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)，其本質(zhì)是一種采用數(shù)理分析參與社會科學研究的方法，依據(jù)數(shù)理分析的手段將感性問題定量或部分定量地表達，達到指導產(chǎn)品設(shè)計的目的[2]。通過確立目標、構(gòu)建語意轉(zhuǎn)化系統(tǒng)庫、采用語意轉(zhuǎn)譯方法、分析評定、評價結(jié)果反饋設(shè)計這幾個步驟來構(gòu)建感性工學系統(tǒng)。在將感性與設(shè)計要素建立聯(lián)系這一階段中主要運用各種現(xiàn)代數(shù)學和統(tǒng)計學方法，本文采用比較常用的數(shù)量化理論Ⅰ來進行感性量化分析[4]。

數(shù)量化理論是由日本學者提出的處理定性與定量變量之間關(guān)系的方法。數(shù)量化理論Ⅰ利用多元回歸分析，通過建立一組定性變量(自變量)與一組定量變量(因變量)之間的數(shù)學模型來確定它們之間的函數(shù)關(guān)系，實現(xiàn)對應變量的預測。在感性工學中，運用該理論來得到各感性意象與產(chǎn)品設(shè)計要素的偏相關(guān)系數(shù)(Partial correlation coefficient)、各設(shè)計要素分類的標準系數(shù)(Standard coefficient)和決定系數(shù)(Determination coefficient)。其中，偏相關(guān)系數(shù)表示該類設(shè)計要素對各感性意向的貢獻；設(shè)計要素分類的標準系數(shù)進一步表示了該設(shè)計要素對各感性意向的貢獻；決定系數(shù)表示了該模型的精度[9]。

1.3產(chǎn)品意象造型設(shè)計流程

產(chǎn)品意象設(shè)計，就是將造型要素這一非理性的感性意象信息加以量化以指導設(shè)計的方法。結(jié)合形態(tài)分析法(Morphological Analysis)，將產(chǎn)品分解為若干獨立的設(shè)計項目，再將各個獨立的設(shè)計項目分解為若干設(shè)計要素，最后將每個設(shè)計項目中的設(shè)計要素進行重新組合得到各種不同的造型，并進行感性評價，找出最優(yōu)的造型[3]。

本文經(jīng)過消費者心理分析，明確本設(shè)計的目的和確定基本設(shè)計基調(diào)。結(jié)合感性工學的研究方法進行量化分析。運用數(shù)量化理論Ⅰ進行的產(chǎn)品意象造型設(shè)計主要通過前期設(shè)計調(diào)研、確定感性詞匯、確定設(shè)計要素、通過產(chǎn)品實例評價感性詞匯、基于數(shù)量化理論Ⅰ建立數(shù)學模型、模型求解等步驟來完成。結(jié)合這兩個研究方法，最終確定智能手表造型設(shè)計的預測模型。

2 實驗方法與分析

2.1消費者心理調(diào)查與分析

依照國際“消費者滿意度(CSI)”調(diào)研方法設(shè)計問卷，主要采集消費者對智能手表的態(tài)度指數(shù)，其中包括了購買動機、購買理由、購買顧慮、使用習慣、對產(chǎn)品的期望(功能和外觀)以及購買的渠道等，共10項因素、41項變量。通過問卷形式，選擇20名設(shè)計學學生以及140名網(wǎng)絡(luò)用戶進行問卷調(diào)查、郵件問卷和基于互聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)問卷發(fā)布網(wǎng)等多種渠道進行調(diào)查，并按照五階李克特量表“-2，-1,0,1,2”來對消費者滿意度“不同意—不太同意—不清楚—較同意—同意”進行得分統(tǒng)計。

在受訪的160人(88名男性72名女性)中，年齡在25～40歲，工作為專業(yè)技術(shù)人員，月收入在5 000～8 000元的群體對智能手表購買欲比較強。在對消費者心理調(diào)查項目調(diào)查結(jié)果進行量化后，得到部分數(shù)據(jù)見表1。

表1 消費者心理調(diào)查表

對表1得到的數(shù)據(jù)進行分析，可以看出：消費者對智能手表有比較高的消費熱情，對智能手表的造型(表盤、表帶等)和功能(通訊、聊天。健康監(jiān)測和健康提醒)的關(guān)注較多。大多數(shù)消費者已經(jīng)習慣了現(xiàn)在比較流行的智能操作系統(tǒng)，因此在操作方面的擔憂較少，但對智能手表接口布局較為關(guān)注。以上分析結(jié)果表明，在造型設(shè)計上，應該偏向于穩(wěn)定、時尚和人體關(guān)懷方面；在材料選擇方面，應選擇人體友好型材料；在接口的布局方面，應該著重考慮用戶的操作習慣。

2.2感性工學與數(shù)量化理論Ⅰ實驗與分析

2.2.1意象語義分析

經(jīng)過調(diào)查研究，本文通過廠商網(wǎng)站、產(chǎn)品宣傳樣本、雜志等渠道，盡可能收集市面上各種產(chǎn)品的圖片資料作為實驗樣本。最終搜集到各種型號的智能手表產(chǎn)品圖片100余張，依據(jù)產(chǎn)品的相似度進行初步分類，提取較為相似的產(chǎn)品歸類后，確定了產(chǎn)品樣本18個，為了減少辨識干擾，將產(chǎn)品的彩色圖片灰度處理成黑白圖片。通過參考相關(guān)雜志和文獻[10]對材質(zhì)、形態(tài)、性能方面進行感性意象詞對整理，得出72對，通過篩選歸類，最終確定了15對感性意象詞對，并對產(chǎn)品樣本的意象語義進行調(diào)研，按照五階李克特量表“-2，-1,0,1,2”進行得分計算統(tǒng)計，樣本圖片與調(diào)研結(jié)果見表2。

將實驗獲得的對于產(chǎn)品樣本的意象語義評估平均值輸入SPSS軟件，進行因子分析和因子旋轉(zhuǎn)進行數(shù)據(jù)處理，得到如圖1所示的碎石圖。

表2 智能手表部分感性意象評價表

由圖挑中選出特征值大于1的4個因子，其累計貢獻度達到85.627%，符合因子分析的要求。將各語義因子負荷量的絕對值按照從小到大的順序進行排列，綜合因子貢獻度以及累計貢獻度見表3。

圖1 碎石圖

表3 因子貢獻度及累計貢獻度

在表中，因子負荷量的絕對值越大表示該語義與該因子的相關(guān)性越大，本次實驗結(jié)果中，絕大部分的因子負荷量都在0.6以上，表明本實驗結(jié)構(gòu)效度(實驗與理論之間的一致性)較好。根據(jù)表中各個因子相關(guān)度較大的語義，可以將4個因子依次定義為風格因子(因子1)、造型因子(因子2)、形態(tài)因子(因子3)和感知因子(因子4)。根據(jù)因子負荷量高低選出8對代表性語義形容詞對，見表4。并從每個因子中選擇一個代表性的形容詞對，確定為：靈動的—笨拙的、粗糙的—精致的、裝飾的—實用的和協(xié)調(diào)的—突兀的。

表4 代表性因子

2.2.2造型元素提取與分析

根據(jù)對智能手表的意象研究，并結(jié)合形態(tài)分析法，對智能手表的造型特征進行分類和聚合，最終確定造型設(shè)計項目為：屏幕、邊框、表帶和按鍵形狀，見表5。

表5 智能手表設(shè)計要素分類表

建立數(shù)學模型，根據(jù)數(shù)量化理論Ⅰ，將造型設(shè)計項目作為項目(Item)，表示為X，造型設(shè)計項目中的設(shè)計要素作為類目(Category),表示為c。設(shè)第m個項目Xm有rm個類目，則項目Xm有cm1,cm2,cm3,…,cmrm個類目；并設(shè)δi(j,k)(i=1,2,…，n;j=1,2,…，m;k=1,2,…rj)為j項目中k類目在第i個樣品中的取值，其取值按照式(1)取值[11]。

(1)

由所有δi(j,k)構(gòu)成的n×p的階矩陣，稱為反應矩陣Z，記為：

(2)

感性詞匯的評價值y與各造型要素的反應遵循如式(3)所示的線性關(guān)系：

(3)

式中：bjk為僅依賴于j項目之k類目的待定系數(shù)；εi為第i批抽樣的隨機誤差。

通過最小二乘法來估計bjk，并構(gòu)造正規(guī)方程組：

(4)

通過求解正規(guī)方程，得到預測方程：

(5)

(6)

根據(jù)各類目的得分(表6)可以得到各個類目對感性詞匯的影響及影響的方向。對上述數(shù)學模型的求解，借助MATLAB軟件進行計算，以“靈動的—笨拙的”這一形容詞對為例，對預測模型yi進行預測，得到如下結(jié)果：

yi=0.834 2c11+0.282 5c12+0.010 0c13-0.050 0c22+0.070 0c23-0.316 7c32+0.076 0c33+0.534 2c34+0.191 2c41-0.458 3c42

(7)

根據(jù)數(shù)量化理論Ⅰ，需要對得到的數(shù)學模型進行預測精度和各項目對預測的貢獻進行檢驗。

表6 設(shè)計項目得分表

(8)

同時，也可以通過決定系數(shù)(R2)來進行預測，決定系數(shù)的值與“1”越接近表示預測模型越精確。在對“靈動的—笨拙的”這一形容詞對進行分析的預測方程中，常數(shù)項為3.611 8,復相關(guān)系數(shù)R為0.915 2,決定系數(shù)R2為0.837 7。其中決定系數(shù)R2決定預測模型精度，其值越接近“1”表示預測模型越接近。本預測模型中決定系數(shù)值R2為0.837 7，與“1”比較接近，說明此模型精度符合要求。

項目得分范圍，表示各設(shè)計項目對預測值的貢獻度，按下式計算。

(9)

得分范圍range(j)越大表示該設(shè)計項目對產(chǎn)品感性詞匯的貢獻值越大，其值見表7。

表7 設(shè)計項目得分值

在對“靈動的—笨拙的”這一形容詞對進行分析的預測方程中，各個設(shè)計項目——屏幕(X1)、邊框(X2)、表帶(X3)、按鍵形狀(X4)的得分范圍分別為：0.834 2，0.120 0，0.850 9，0.649 5,表明屏幕和表帶對形容詞對的貢獻為最大的兩個，按鍵形狀也有一定的貢獻，邊框的貢獻值最小。通過分析整個表7發(fā)現(xiàn)，屏幕(X1)和表帶(X3)這兩個項目對對智能手表有很大的影響。結(jié)合到各個形容詞匯，可以得到如下結(jié)論：靈動的智能手表屏幕應采用標準方屏(c11)和裝飾型(c33)的表帶設(shè)計以及圓形(c41)的按鍵；精致的智能手表應具有圓形屏幕(c11)和功能型(c32)的表帶；實用的智能手表應具有標準方屏(c11)和方形圓角(c43)的按鍵；協(xié)調(diào)的智能手表應該有標準方屏(c11)和簡約型(c31)的表帶以及圓形(c41)的按鍵。

2.3綜合分析

根據(jù)2.2.1和2.2.2中對造型元素的分析，在感性詞匯選擇方面，消費者選擇的大多數(shù)是與功能和造型相關(guān)的感性詞匯，如：功能型的、靈動的、實用的和協(xié)調(diào)的等；在造型方面，消費者對智能手表的造型比較看重屏幕和表帶兩個造型元素。再結(jié)合各個感性詞匯對應的造型元素中的設(shè)計類目，發(fā)現(xiàn)預測的結(jié)果與2.1中消費者心理調(diào)查的結(jié)果即消費者對智能手表的初步期望相吻合。說明這種將消費者心理調(diào)查和感性工學中數(shù)量化理論Ⅰ量化方法相結(jié)合的分析方法可以運用在新型產(chǎn)品的造型設(shè)計中，同時也檢測了預測模型的真實性。

3 結(jié)束語

本文首先從消費者心理出發(fā)，調(diào)查消費者對智能手表的消費需求以及消費期望，獲取用戶的消費傾向，把握設(shè)計的主要方向；通過感性工學理論，將造型的感性意象進行量化，得到用戶對智能手表的心理傾向，并結(jié)合數(shù)量化理論Ⅰ，將具體設(shè)計元素分類量化；建立智能手表感性意象預測模型并進行預測，得出對應于各個感性意象的預測設(shè)計方案；對比消費者心理調(diào)查結(jié)果和預測模型，來檢測預測模型的真實性。

在智能手表造型設(shè)計上運用心理調(diào)查和感性工學及其量化理論，可以將無形的意象進行量化，有利于設(shè)計師和企業(yè)準確把握消費者(用戶)和市場的需求，確立初步設(shè)計方向，提高設(shè)計師設(shè)計的準確性和方向性。本文僅將用戶數(shù)據(jù)用于造型分析，在智能手表功能、交互以及顏色等方面還未涉及，后續(xù)工作可以對這些方面逐一進行研究以完善智能手表的造型設(shè)計，并結(jié)合計算機輔助虛擬設(shè)計進行更深層次的研究。

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ResearchontheconsumerpsychologyandKanseiengineeringonformdesignofsmartwatch

HUANG Cheng, TANG Wencheng, SHAO Jiang

(Southeast University, Jiangsu Nanjing, 211189, China)

It summarizes the current situation of product design. Based on consumer psychology theory, it analyzes the users' need and the basic design direction. Utilizing Kansei engineering and qualification theory I along with morphological analysis, it extracts the design elements to quantize the Kansei image of users, establishes the mathematical model between model characters and the image semantic. With the solving of the model, it obtains the image design prediction schemes. Finally, it compares the prediction schemes and the results of consumer psychology investigation to test the authenticity and accuracy of the schemes. The results show that the design process of new products based on consumer psychology and Kansei engineering qualification theory I is targeted and clear in design direction, the method can optimize the design processed of new products like smart watch.

consumer psychology; Kansei engineering; qualification theory I; smart watch；form design research

10.3969/j.issn.2095-509X.2014.11.008

2014-11-01

黃程(1990—)，男，江蘇南通人，東南大學碩士研究生，主要研究方向為產(chǎn)品造型設(shè)計、界面設(shè)計。

TB472

A

2095-509X(2014)11-0032-06