基于人機(jī)工程的超市自助收銀機(jī)改良設(shè)計(jì)

張鳳鴿 舒詩(shī)琦

（河海大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇常州 213022）

依賴(lài)于移動(dòng)支付的發(fā)展以及科技不斷迭代發(fā)展，自助收銀機(jī)被陸續(xù)引進(jìn)各大綜合性超市，成為傳統(tǒng)零售商經(jīng)營(yíng)模式轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然需求。自助收銀機(jī)能夠廣泛服務(wù)于不同的用戶(hù)，減少用戶(hù)排隊(duì)等待時(shí)間，提升超市收銀服務(wù)效率。現(xiàn)行的自助收銀機(jī)存在尺寸設(shè)計(jì)不合理，操作指引不明確，功能單一等諸多問(wèn)題。本文旨在運(yùn)用人機(jī)工程學(xué)原理分析現(xiàn)有集成柜臺(tái)式自助收銀機(jī)樣本，對(duì)其尺寸及相關(guān)功能等方面提出改良設(shè)計(jì)，為用戶(hù)提供更優(yōu)使用體驗(yàn)。

1 自助收銀機(jī)人機(jī)系統(tǒng)分析

在“人-自助收銀機(jī)-超市環(huán)境”系統(tǒng)中，顧客既需要操作自助收銀機(jī)，又處在超市自助收銀區(qū)域這一環(huán)境中。超市環(huán)境的光線(xiàn)、聲音、色彩、區(qū)域規(guī)劃以及自助收銀機(jī)的功能尺寸設(shè)計(jì)、功能部件的設(shè)置、指示標(biāo)識(shí)都會(huì)對(duì)操作使用者的生理及心理產(chǎn)生影響，從而影響操作的準(zhǔn)確性和效率。因此超市自助收銀機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)基于人機(jī)工程學(xué)原理，綜合“人”與“機(jī)”兩方面因素分析設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足操作者最佳使用體驗(yàn)。

1.1 調(diào)研樣本分析

經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，為方便管理，超市現(xiàn)行自助收銀機(jī)多為集成柜臺(tái)式自助收銀：顧客在挑選好商品之后，在自助收銀機(jī)上自行掃描、稱(chēng)重、付款、裝袋。[1]現(xiàn)選取一種集成柜臺(tái)式自助收銀機(jī)作為樣本進(jìn)行具體的人機(jī)分析。

該樣本上下分為三部分，從上至下依次為觸摸顯示屏、支付功能區(qū)、操作臺(tái)。觸摸顯示屏兼具信息顯示及觸控操作功能。支付功能區(qū)設(shè)有密碼鍵入?yún)^(qū)（銀行卡支付使用）、憑條出口及豎直方向掃描區(qū)。操作臺(tái)劃分為三個(gè)區(qū)域，分別為裝袋臺(tái)、掃描臺(tái)、置物臺(tái)。掃描臺(tái)設(shè)置有水平方向掃描區(qū)，側(cè)面固定有消磁裝置。

1.1.1 主要尺寸分析（圖1）

圖1 樣本自助收銀機(jī)三視圖

自助收銀機(jī)作為公共場(chǎng)合使用產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)符合通用設(shè)計(jì)原則，其功能尺寸需盡量達(dá)到最大使用滿(mǎn)足度。

1.1.1.1 顯示屏尺寸

人體最佳視角為水平線(xiàn)上25°至水平線(xiàn)下30°，人體自然立姿下, 視線(xiàn)通常在水平線(xiàn)下10°以下。[2]綜合選取顯示屏所處視區(qū)為人體視水平線(xiàn)下10°～40°，為使人視線(xiàn)與屏幕中心垂直，設(shè)置顯示屏所處平面與垂直平面傾斜10°。一般操作視距為380mm～760mm，自助收銀機(jī)顯示屏需要用戶(hù)進(jìn)行信息識(shí)別及觸控操作，視距應(yīng)在500mm 以下。[2]調(diào)研測(cè)量所得屏幕長(zhǎng)寬為300mm×210mm，計(jì)算人眼至屏幕中心距離為105/tan15°=392mm，符合操作視距要求。

根據(jù)GB10000-88 我國(guó)成人人體主要尺寸，立姿眼高（P95男+P5 女）/2+著裝修正量+姿勢(shì)修正量=1522mm。按選取的顯示屏所處視區(qū)計(jì)算，顯示屏上邊緣高度應(yīng)為1522-105/sin15°×sin10°=1451mm，顯示屏下邊緣高度應(yīng)為1451-210×cos10°=1244mm。樣本機(jī)器的顯示屏傾斜角10°，高度在1250～1450mm，符合人機(jī)尺寸設(shè)計(jì)要求。

1.1.1.2 操作臺(tái)尺寸

對(duì)于站姿使用的工作面高度的確定，肘部高度數(shù)據(jù)必不可少，假定工作面高度確定為低于肘部高度7.6cm，則88.9～111.8cm 的范圍才能對(duì)男女都適用。[2]考慮用戶(hù)掃描商品的操作活動(dòng)空間及心理修正量，自助收銀機(jī)操作臺(tái)高度應(yīng)在850mm 左右為宜。該機(jī)器操作臺(tái)三個(gè)區(qū)域高度為：裝袋臺(tái)570mm、掃描臺(tái)850mm、置物臺(tái)675mm。操作臺(tái)高度基本滿(mǎn)足要求，但是三個(gè)區(qū)域高度區(qū)分過(guò)大，用戶(hù)將商品在三個(gè)區(qū)域之間轉(zhuǎn)移時(shí)需要多次用力，并不符合人機(jī)交互可靠高效的要求。

根據(jù)樣本機(jī)器操作臺(tái)寬度，用戶(hù)操作視距約560mm，根據(jù)人體水平方向的最佳眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)在標(biāo)準(zhǔn)視線(xiàn)兩側(cè)30°～60°計(jì)算所得最大長(zhǎng)度為1940mm。[2]操作臺(tái)整體長(zhǎng)寬滿(mǎn)足商品放置需求及操作視距要求。

1.1.2 功能分析

1.1.2.1 掃描區(qū)

該機(jī)器的掃描區(qū)由豎直及水平兩個(gè)方向的區(qū)域構(gòu)成，兩區(qū)域均支持商品掃描及移動(dòng)支付功能，方便不同外觀(guān)形態(tài)的產(chǎn)品掃描錄入。但是根據(jù)立姿會(huì)陰高（P95 男+P5 女）/2=764.5mm，低于掃描區(qū)高度，用戶(hù)在掃描商品時(shí)需要將商品提至腿部以上，在掃描較重的商品時(shí)會(huì)產(chǎn)生手臂肌肉靜態(tài)施力的情況。

1.1.2.2 消磁裝置

對(duì)于少數(shù)設(shè)置有防盜磁扣的商品，在購(gòu)買(mǎi)時(shí)需要進(jìn)行消磁解扣，由于用戶(hù)難以自我意識(shí)到商品消磁這一需求，主要依賴(lài)超市工作人員的引導(dǎo)。該機(jī)器在掃描區(qū)側(cè)面設(shè)置強(qiáng)磁，但是缺少標(biāo)識(shí)說(shuō)明，因此導(dǎo)致消磁裝置有效使用率低。

1.2 用戶(hù)行為分析

用戶(hù)在操作自助收銀機(jī)時(shí)存在人機(jī)交互的一系列流程，該流程可以分為四個(gè)模塊：(1)掃描商品模塊；(2)毀約模塊；(3)支付模塊；(4)完成模塊。[3]進(jìn)一步可細(xì)分為多個(gè)具體行為，對(duì)掃描、消磁、退貨、支付、取支付憑條、裝袋主要人機(jī)交互行為進(jìn)行具體分析。

產(chǎn)品離不開(kāi)人，人與產(chǎn)品要和諧共處才能夠保證產(chǎn)品的正常運(yùn)行，最大限度的發(fā)揮產(chǎn)品的效能。[4]此部分通過(guò)對(duì)用戶(hù)的行為分析，挖掘用戶(hù)的使用需求，從而設(shè)計(jì)出具有更好人機(jī)交互體驗(yàn)的自助收銀機(jī)。

1.2.1 掃描

掃描操作需要用戶(hù)不斷從置物臺(tái)移動(dòng)商品至掃描區(qū)，轉(zhuǎn)動(dòng)手腕使商品條碼貼近掃描區(qū)。若有較重商品，則操作更加繁重，對(duì)用戶(hù)造成使用障礙和不良體驗(yàn)。

1.2.2 消磁

對(duì)于少數(shù)設(shè)置有防盜磁扣的商品，在購(gòu)買(mǎi)時(shí)需要進(jìn)行消磁解扣，大多由自助支付區(qū)的工作人員負(fù)責(zé)商品的消磁解扣。少數(shù)自助收銀機(jī)一側(cè)固定有強(qiáng)磁解扣器但由于缺乏標(biāo)識(shí)引導(dǎo)，有效使用率極低。

1.2.3 退貨

自助支付過(guò)程中部分用戶(hù)存在退貨行為，但由于現(xiàn)有自助收銀機(jī)缺乏退貨收置區(qū)域劃分，用戶(hù)容易產(chǎn)生隨意放置退貨商品行為。

1.2.4 支付

移動(dòng)支付發(fā)展至今，多數(shù)用戶(hù)更傾向于使用掃描支付或刷臉支付，現(xiàn)金支付及刷卡支付逐漸被舍棄。

1.2.5 取支付憑條

部分用戶(hù)在支付完成后，存在根據(jù)支付憑條核對(duì)商品的行為。

1.2.6 裝袋

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于部分機(jī)器未設(shè)置購(gòu)物袋掛置區(qū)，用戶(hù)需要購(gòu)買(mǎi)購(gòu)物袋進(jìn)行裝袋時(shí)，需要求助工作人員，因此降低自助收銀效率。

2 改良再設(shè)計(jì)

改良設(shè)計(jì)以深入全面地剖析現(xiàn)有事物，對(duì)優(yōu)點(diǎn)及不足進(jìn)行充分、客觀(guān)的辨析，加以?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)使現(xiàn)有事物更加符合人們?cè)谑褂眠^(guò)程中的需求。[5]在此自助收銀機(jī)的改良設(shè)計(jì)中，考慮“人-機(jī)-環(huán)境”三者之間的關(guān)系，依據(jù)前期人機(jī)系統(tǒng)分析的問(wèn)題，對(duì)產(chǎn)品尺寸、功能、通用性等方面進(jìn)行改良，給用戶(hù)提供更優(yōu)的人機(jī)交互體驗(yàn)。

2.1相關(guān)尺寸改良

2.1.1 顯示屏尺寸

依賴(lài)于移動(dòng)支付的發(fā)展，現(xiàn)金支付及刷卡支付逐漸被舍棄，現(xiàn)將機(jī)器原有的密碼鍵入?yún)^(qū)移除，憑條出口區(qū)與豎直掃描區(qū)作為一個(gè)模塊，并擴(kuò)大顯示屏至400mm×300mm，傾斜角度維持10°，選取顯示屏所處視區(qū)為人體視水平線(xiàn)上10°～視水平線(xiàn)下30°。據(jù)1.1.1 所述計(jì)算方法得顯示屏所處高度范圍為1230～1650mm。

2.1.2 操作臺(tái)尺寸（圖2）

根據(jù)前期的人機(jī)尺寸設(shè)計(jì)分析，現(xiàn)有操作臺(tái)在高度尺寸設(shè)計(jì)上存在不足，將掃描臺(tái)高度改良至800 mm，置物臺(tái)與裝袋臺(tái)高度一致，低于掃描臺(tái)50mm 以作一定區(qū)分，確保三個(gè)臺(tái)面高度在人體立姿手部進(jìn)行掃描操作的最佳高度內(nèi)，不必彎腰屈膝。同時(shí)，為方便用戶(hù)將商品在三個(gè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)移，設(shè)計(jì)三個(gè)臺(tái)面之間平滑過(guò)渡連接。為避免商品掉落，操作臺(tái)設(shè)置高度為100mm 的防護(hù)欄。

圖2 改良后主要尺寸

2.2 功能部件改良（圖3）

圖3 功能部件示意圖

2.2.1 購(gòu)物袋掛鉤

基于“限塑令”的考慮及對(duì)可持續(xù)設(shè)計(jì)理念的遵循，購(gòu)物袋掛鉤設(shè)置為可向內(nèi)折疊式，折疊式掛鉤允許超市自主選擇是否提供購(gòu)物袋。為方便用戶(hù)識(shí)別和操作，將其設(shè)置在顯示屏觸控區(qū)一側(cè)。

2.2.2 支付功能區(qū)

取消使用率低的密碼鍵入?yún)^(qū)，將憑條出口放置在掃描區(qū)域的左側(cè)位置，并在下方設(shè)置視覺(jué)提示標(biāo)識(shí)并輔以智能語(yǔ)音提示，提醒用戶(hù)在消費(fèi)完成后取走小票。

2.2.3 掃描槍

在顯示屏側(cè)面與豎直掃描區(qū)同一高度處設(shè)置掃描槍?zhuān)∠綊呙鑵^(qū)設(shè)置，掃描槍的設(shè)置實(shí)現(xiàn)掃描區(qū)的移動(dòng)，方便用戶(hù)掃描不同外觀(guān)形態(tài)的產(chǎn)品及重貨，并規(guī)避將重貨由購(gòu)物車(chē)搬運(yùn)放置在掃描區(qū)的動(dòng)作。

2.2.4 消磁裝置

將強(qiáng)磁解扣器設(shè)置在下方，并作標(biāo)識(shí)以提示用戶(hù)使用。

2.2.5 退貨收置籃

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在支付過(guò)程中，部分用戶(hù)存在退貨行為，抽拉式退貨貨籃方便用戶(hù)放置不需要的商品。超市工作人員收置散貨時(shí)則可抽出散貨籃取出商品，完成操作后將退貨籃輕推復(fù)原，操作簡(jiǎn)單省力。

圖4 一般自助收銀機(jī)改良方案

2.3 隱私環(huán)境

一項(xiàng)針對(duì)英國(guó)消費(fèi)者的調(diào)查表明用戶(hù)選擇自助收銀原因之一是可以更好地保護(hù)個(gè)人購(gòu)物隱私。基于隱私設(shè)計(jì)及公共環(huán)境秩序的考慮，自助支付區(qū)內(nèi)設(shè)置等待安全線(xiàn)，提示用戶(hù)保持距離、有序排隊(duì)，體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)。心理學(xué)定義的人與人之間感到安全的社交距離為1.2m～2.1m，此處取1.5m 為佳。

3 無(wú)障礙設(shè)計(jì)

無(wú)障礙設(shè)計(jì)具體定義為“在最大限度的可能范圍內(nèi)，不分性別、年齡與能力，適合所有人的使用方便的環(huán)境或產(chǎn)品設(shè)計(jì)”，體現(xiàn)出工業(yè)設(shè)計(jì)以“人”為核心的設(shè)計(jì)思想。超市自助收銀機(jī)作為公共場(chǎng)合服務(wù)產(chǎn)品，需通過(guò)對(duì)自助收銀機(jī)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)、主要尺寸的修正，以及相關(guān)功能部件的調(diào)整等，提出一種無(wú)障礙自助收銀機(jī)方案，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的人性化關(guān)懷設(shè)計(jì)。

3.1 標(biāo)識(shí)系統(tǒng)再設(shè)計(jì)

自助收銀機(jī)作為公共服務(wù)產(chǎn)品，處在超市這一公共空間環(huán)境中。在公共空間中的標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)不但應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)原則，而且還應(yīng)堅(jiān)持識(shí)別性、實(shí)用性、環(huán)保性等原則。

3.1.1 整體外觀(guān)

自助收銀機(jī)處在超市等顏色豐富、光線(xiàn)復(fù)雜的環(huán)境中,外觀(guān)造型應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔，與環(huán)境相協(xié)調(diào)。因此機(jī)器整體外觀(guān)采用黑白配色，在復(fù)雜多變的環(huán)境中不顯突兀。[6]

3.1.2 操作指示

操作指示牌設(shè)置于顯示屏之上，方便用戶(hù)在使用前了解操作步驟?；诠部臻g標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單直觀(guān)性原則，標(biāo)識(shí)采取白底黑字、圖形與文字結(jié)合的視覺(jué)設(shè)計(jì)，清晰易辨認(rèn)。

對(duì)于正常人來(lái)說(shuō)，視覺(jué)是獲得信息的主要手段，對(duì)有障礙者則應(yīng)根據(jù)他們各自的生理、行為特點(diǎn)，運(yùn)用多種信息傳播手段，才能有效的傳遞信息。尤其是一些現(xiàn)代科技下的信息傳播手段。[7]為消除老年人及視覺(jué)障礙等弱勢(shì)群體的使用障礙，在進(jìn)行視覺(jué)標(biāo)識(shí)的同時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)置智能語(yǔ)音提示功能。

3.1.3 功能標(biāo)識(shí)

功能區(qū)域的視覺(jué)指示標(biāo)識(shí)配色以綠底黑字為主, 輔以紅色作警示標(biāo)注。一方面因?yàn)楣δ軜?biāo)識(shí)區(qū)域視覺(jué)集中，而人的視網(wǎng)膜各區(qū)域?qū)ι室曈X(jué)信息的接受情況不是均勻分布的，中心區(qū)域?qū)τ诩t色和綠色最為敏感。另一方面該自助收銀機(jī)的使用環(huán)境為超市，視覺(jué)環(huán)境較為復(fù)雜，而綠色不易使人產(chǎn)生疲勞。

3.2 相關(guān)尺寸調(diào)整

常見(jiàn)一般輪椅尺寸中輪椅扶手的高度距地面700 ～800mm，殘障人士所用的自助收銀機(jī)的掃描臺(tái)高度以此為計(jì)算依據(jù)，取輪椅扶手高750mm，同時(shí)為滿(mǎn)足進(jìn)行商品掃描操作時(shí)的活動(dòng)空間，設(shè)計(jì)掃描臺(tái)高度為600mm。

為消除乘輪椅的下肢殘疾人士使用障礙，按照乘輪椅者視水平線(xiàn)高度1175mm 及視線(xiàn)范圍及視水平線(xiàn)上10°～視水平線(xiàn)下30°進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。[2]119 從而將無(wú)障礙自助收銀機(jī)顯示屏的高度調(diào)整至883～1276mm，角度維持10°。

掃描臺(tái)做凹陷曲面設(shè)計(jì)，以防乘坐輪椅行動(dòng)不便造成磕碰，凹陷寬度尺寸以輪椅的前部寬度為依據(jù)，考慮乘坐輪椅的微小活動(dòng)與角度偏差100mm 及心理修正量20mm，將寬度調(diào)整至約為280mm。

3.3 功能部件調(diào)整（圖4）

掃描槍位置調(diào)整至水平位置，以方便坐輪椅的殘疾人士伸手操作。

消磁器從右方轉(zhuǎn)移至左方以適應(yīng)掃描臺(tái)的凹陷設(shè)計(jì)。

圖5 無(wú)障礙自助收銀機(jī)方案

4 結(jié)論

本文在分析現(xiàn)有超市自助收銀機(jī)樣本人機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,全面分析研究操作者與產(chǎn)品、操作者與使用環(huán)境、產(chǎn)品與使用環(huán)境之間的關(guān)系, 以人機(jī)工程學(xué)等現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)理論為理論指導(dǎo), 針對(duì)自助收銀機(jī)人機(jī)系統(tǒng)效能的各種主要影響因素, 結(jié)合無(wú)障礙通用設(shè)計(jì)理念改良設(shè)計(jì)現(xiàn)有產(chǎn)品, 提出一個(gè)具有更優(yōu)人機(jī)友好性的自助收銀機(jī)的設(shè)計(jì)方案，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)系統(tǒng)的最大效能。