基于参与性的自助谷物饮品机设计

张蓓蓓，李建民，辛世诚

（山东建筑大学艺术学院，山东济南250101）

0 引言

围绕工作、生活的需要，公共设施类产品自助机的种类越来越多，有饮料自助售卖机、自助售票机、自助打印机、自助超市等。目前国内外自助机占有量相差较大。据统计，日本约有550万台自动贩卖机，其中包括饮料、食品、玩具、综合性产品等自助售卖机，平均25人使用一台机器，其已成为日本民众生活中的常见品；在欧洲，约有377万饮料自助机，在美国机场也出现PSP自动售货机，以及宾夕法尼亚率先推出“葡萄酒自动售货机”等。国内自助饮品机处于市场投放初级阶段，其拥有量仅有两万台。近几年国内自助饮品机发展迅猛，出现友宝、科益、咖啡码头、天使之橙等品牌的自助饮品机。当支付系统完善、人口足够密集、机械电子制造业水平高［1］、经济发展水平和人工成本都较高等条件具备时，自助机将以其节约人力和空间并可24 h便利等优势增加城市投放量和使用率将成为趋势。由于引导设计不到位，导致用户操作不当［2］，或者机器提供商品的种类限制等原因，造成人们对自助机产生抵触。分析人们使用过程的需求，结合参与性的设计方法，解决自助售卖机存在的不足，符合城市快速发展对公共设施产品的需求。

产品参与性设计最初在网络产品中使用较多，如游戏产品功能与玩家之间的互动等［3］。相对于网络互动，真实、有趣的实体产品在使用过程中的参与性可以增强用户对实体产品的真实感和好感，并且可以调动产品用户进行再次消费的购买欲望。参与性设计是一个综合而复杂的问题，在经济形势发展急剧变化的时代更为突出，参与性设计除了“以人为本”的核心不变以外，其内涵和外延都在不断的变化［2］。随着屏幕的广泛使用，国内外设计师对于用户的体验研究转向了屏幕交互，实体产品体验方面突破性进展较少。对于人类而言，认识世界源于真实的三维空间，而不是在一个屏幕里认识世界［3，4］，设计师应更加注重人与实体产品的沟通。

目前现有的自助饮品机消费市场，大多以咖啡、果汁等国外特色饮品为主，缺少中国用户习惯饮用的传统谷物饮品，同时，市场现有自助饮品机限定了饮品口味，不能根据用户自己喜好调制。针对此种情况，分析把握人们价值观念和社会结构的变化［5］，配合城市建设发展需要，开发出一款能够提供多样化需求的健康谷物饮品自助机，通过参与性设计为消费者提供多样体验的公共设施产品。

1 参与性设计概述

1.1 参与性设计概念及范围

根据第六版《现代汉语词典》中对于“参与”、“性”的解释，可以将“参与性”理解为参加事务（计划、讨论、处理）的活动性质。参与性设计PD（Par ticipatory Design）［2］，主要研究设计师与用户共同进行设计的方法，以及通过何种方式体现用户个性，更大程度地满足用户的使用需求等。参与性设计的本质是强调个体在设计中的重要地位，体现“以人为本”的设计理念［2－3］。

实体产品的参与性设计体现在2个过程，即（1）设计生产之前；（2）用户使用过程中。设计生产前阶段包括确定设计目标，提出设计构思和规划设计方案，以及实际实施等内容。设计生产前的参与性主要体现在产品设计和决策部门跟参与者一起设计和决策。在参与过程中，设计师需要跟参与者进行充分交流，并且考虑参与者的使用要求，保证参与者在今后的使用过程中有更好的体验和有效的评判［4］。用户使用过程中的参与性设计主要体现在用户根据自己需求和喜好，结合产品提供的使用条件参与到产品使用和再设计中，满足自我价值的心理需求。在此行为过程中，参与不是目的，而是一种调动用户主观能动性的手段，通过参与行为来引导用户主动体验产品使用的乐趣，并且指导用户有效地自我总结出参与途径、参与形式和影响参与性的因素以及提高参与性的方法［5］，指导下一次的使用。

1.2 参与性设计形式分类

用户在产品使用过程中何时参与、何种参与方式、如何开展参与十分重要。面对各类的用户可以发现，不同用户可能会在使用过程中发生一系列不同的参与行为。根据用户不同特征和参与的难易程度，将参与性设计形式分为表层参与性设计和深层参与性设计2大类。表层参与性设计主要包含产品包装的延伸使用，如产品色彩、功能的主动选择等。深层参与性设计主要包含产品结构的变化［6］，产品功能的再创造等。按照产品使用性质差异，用户在使用过程中的参与分为主动参与性设计和被动参与性设计。按照参与的方式可以分为行为参与性设计和心理参与性设计。以上几种参与性设计形式会交叉出现，设计时根据产品与用户特点，选择主体参与形式进行设计。

1.3 参与性设计的目的

（1）满足用户兴奋型需求

在设计中将“没有出现”的东西呈现给人们，可以使用户比较容易决策。产品设计则通过使用过程中的参与行为给参与者意想不到的经历和收获，来满足用户的兴奋型需求。在产品设计发展过程中，人们研究产品设计如何在消费者购买决策中起到积极作用。现在人们对于产品要求的进一步提高，产品在使用过程中能否给使用者留下美好印象，对于产品的使用后期反馈和购买指导也相当重要。

（2）提高用户对产品的粘性

从设计评价角度讲，商品不存在明显的好与坏的客观标准，能成功地取悦于消费者的感官，或者给用户提供愉快的参与体验过程，用户则会认同。而用户在产品使用过程中的参与性是最直接的体验。通过设计增加产品在使用过程中的参与性，可以为产品增加特色，从而提高用户对产品的粘性和产品的附加价值。

（3）延长产品使用寿命

产品具有一定的时间性和周期性，在经历一定的使用时间后产品自身会出现各种问题。但分析发现，除了产品本身的硬件因素影响产品寿命外，人的喜好与参与产品使用这一行为在其中占据着很大的能动作用。利用参与性设计方法来延长产品寿命是在最初的设计时考虑产品终结时的状态，以及产品自身性能终结时的处理情况［7］，通过用户参与再设计，延长其使用寿命。

2 参与性的自助谷物饮品机及包装延伸设计

2.1 设计原则

与其他产品相比，自助谷物饮品机属于商业类的城市公共设施产品范畴，产品需要在城市特定环境下完成自身功能［8］，因此在设计过程中需要从产品、公共设施、环境等多方面来考虑。

（1）引导原则

产品图标等信息符合用户的知觉习惯，通过产品的外观引导可以提前判断产品的用途。

设计的结构形状与人感知到的操作方式需要相对应。如按键被设计成凹形，去引导手指的接触；利用灯光提示，引导用户明确下一步操作；让产品的行为状态和过程可以被使用者感知，从而方便用户自行调节产品的使用状态。同时，在用户使用结束后，产品可以对其发出反馈信息，来引导用户完成操作过程，并生成正确的操作经验［7］。

（2）限制原则

充分考虑使用者在操作上发生错误的各种可能性，通过限制设计避免用户在使用过程中出现的各种错误，使其设计更加合理，保证参与行为的顺利进行。

（3）适度原则

人类的大脑首先“认知”到事物，然后对其中“理解”到的东西进行“判断、思考”，再将其判断结果应用到行为过程中。参与性设计研究需要考虑到人们的常见使用经历，如果使用过程中参与难度过大，会引起用户的参与行为发生巨大偏差，无法达到预期效果，完全陌生的操作方式会给用户带来使用过程中的心理抵触［9］。

（4）和谐原则

作为公共设施产品设计，需要考虑人与人、人与产品、人与环境、环境与产品、产品与产品之间的和谐关系。通过通用设计来满足不同年龄阶段、不同文化背景、不同认知程度的人的需求，来实现人与人、人与设施的和谐［10］。通过模块化设计完成形态、功能的可选性，降低公共设施产品生产、运营和维护成本，实现产品与环境、产品与产品的和谐关系。

2.2 设计思路

在满足饮品健康、多样性需求及使用便捷性的同时，通过参与性设计方法，让用户在使用过程中感受到温暖和愉快。自助谷物饮品机从2个大方面来进行设计实施，即（1）自助机主体外观和内部结构设计；（2）饮品杯体设计，通过纸杯外包装设计，引导用户在使用结束后，参与到纸杯再设计过程中，实现资源再利用。自助机主要在公共场合提供服务，因此在设计中需要考虑公共场合人流量与产品体量关系，以及如何配合周边环境使用［11］。

2.3 参与性的自助谷物饮品机设计

自助谷物饮品机主要是指用户自行选择配料通过电脑数控制作，在短时间内拿到口感最佳的谷物饮品设备。自助谷物饮品机具有以下设计特点：（1）饮品主材料为健康谷物，符合人们养生需求，打破自助饮料机只卖成品饮料的行业情况；（2）机器操作过程可视化是用户的参与环节；（3）为了缓解饮品制作的等待过程，设置缓冲空间，并为用户提供座椅等以增加人机互动环节。

2.3.1 主体外观设计

产品主体外观采用茶杯的变形体，主操作界面和取杯处不在一个空间，目的是为制作过程提供暂时性双重缓冲。结合杯体造型在主操作屏幕旁边增加一个杯把造型的座椅，满足公共设施产品中产品与使用者之间的互动要求［12］。座椅结构为模块化选择，可以根据场所配置需要自行拆卸。主体造型上方设置一块倾斜太阳能板，应对停电等特殊情况。同时为使用者提供暂时性避雨等服务，如图1、2所示。

图1 产品主体效果及功能说明图

图2 主体六视图

在满足制作、出售谷物饮品的功能基础上，自助谷物机作为城市公共设施中的“街道家具”还要考虑物与景的协调共生［9］。自助谷物饮品机所处的环境大部分为长期人口密集区的室内、外环境，这些地区具有建筑较多、城市环境复杂等特点。所以，自助机采用中性色或各类浅灰色可以更好的与周围各类环境相适应。如产品主体色采用豆浆白、谷物黄等，从产品外观色彩传达售卖物品类型，如图3所示。

图3 产品与街景搭配效果图

产品主体尺寸为商用自助机的通用尺寸。座椅考虑公共设施产品通用性特点定为550 mm。考虑人们使用过程中的舒适度，将取杯口高度设计为1120 mm，女性身高为1580 mm，男性为1700 mm符合肘部活动范围。取杯口宽度为230 mm，满足不同性别手部尺寸灵活取杯。饮品暂存箱满足2杯饮品的存放尺寸［7］，如图4所示。2.3.2 内部模块结构设计

为了满足用户对谷物饮品多口味的选择，产品内部结构分为配料系统、传送系统、残渣收集系统、热水处理系统、冷却制冰系统、机器维护系统等，如图5、6所示。

配料系统是实现多口味自定义的主要部分。为了满足内部机器操作可视化的人机交互效果，配料系统采用前端演示管体和后端二级配料合成机构。为提高用户参与和体验质量，前端演示管体，透明灌装各类谷物实体，当用户在选择操作活动结束后来到取饮品窗口时，可以看到自己选择口味中相应的谷物下落场景，提示点餐者饮品制作开始，引导用户留意取杯口和进行取杯盖行为，此环节设计可以分散人们注意力，缩减等待时间。后端二级配料合成机构是饮品制作的中枢。谷物饮品配料中豆浆和米糊≥80%，味料（红枣、核桃）≥10%。豆浆、米糊放置时间＞20 min就会发生沉淀。因此，二次配料合成机构中，豆浆、米糊暂存器都增设缸外间隔晃动装置，以保证最佳口感。味料暂存器中的原料为干粉成品灌装。配料系统定量精确，不仅提供个性口味定制，还提供智能化比例口味参考，实现用户的准确操作。

图4 产品整体尺寸图／mm

图5 整体结构爆炸图

传递系统在完成正常传递工作外，还兼有封杯结构和大小杯更换结构，并且在传送末端根据用户需要进行分线路传送，主要是配合用户特殊需要来操作。封杯系统是给通过网络线上购买用户提供铝箔封口打包服务，将饮品传送至暂存箱，等待用户扫码取走。线下购买用户的饮品直接传送至取杯口，用户可以通过窗口进行杯盖获取。

残渣收集系统主要是豆浆制作产出的豆渣回收系统，主要是压缩装置。当制作过程中的豆渣被筛漏出后，系统会将其汇集到压缩装置中，工作时间可根据自助机所处地区销量和季节需要通过机器维护系统来设定［13］。当压缩装置中的豆渣存放超过警戒线刻度时，系统会通过机器维护装置将其回收信号发送至后台管理。工作人员按照时间指令开箱清理回收，豆渣可以作为有机肥料集中处理。

热水处理系统和冷却制冰系统处理系统技术在自助饮品机方面已经较为成熟［4］。机器维护系统主要是通过数控操作界面实现故障检测和管线清洗等工作。

图6 内部模块说明图

2.3.3 前端服务操作系统

自助谷物饮品机用户购物操作系统借助发达的网络系统和完善的在线支付平台，来完成线上、线下购买活动。用户操作系统与后台管理系统相连，方便查看机器运转情况、用户预订情况和个性口味配置情况。通过大数据分析后，及时调整配料系统的配比量和存货量。

自助机提供的座椅休息区也是一个体重识别器，用户可以通过手机软件扫码了解自己健康情况及推荐饮品，更好的实现用户参与，如图7（a）所示。用户操作系统还为喜欢喝热饮且智能操作经验不多的老年人提供纸币、硬币付款和标准版口味推荐，解决不同人群的生理和心理需求，如图7（b）所示。

2.3.4 夜间识别设计

24 h服务是自助机的最大优势，作为城市公共设施产品需要考虑自助机夜间服务方式和产品与夜间环境的协调［14］。夜间人流量减少时，自助机通过屏幕下方的红外线识别判断有无使用者。当使用者靠近自助机屏幕时，自助机会开启夜间模式，实现灯光照明和制作系统的机器预热，如图8所示。在没有使用者时，自助机关闭夜间模式，进入休眠节能状态，机器主体外观色条为荧光涂粉扣板，通过弱光提示产品所在位置，实现产品与环境的协调［14－15］。

图7 前端服务操作系统图

图8 红外线感应器位置及主体夜间效果图

2.4 参与性的包装延伸设计

公共设施产品在满足基本使用功能的同时，可以借助自身条件和环境，将提升城市文明的宣传功能加以开发。自助谷物饮品机在其包装的延伸设计中，将线上购物平台的用户暖心留言和评论印制到纸杯套上。用户在购买饮品时会随机拿到印有不同留言的纸杯套，通过扫描纸杯套上的二维码，可以与其他用户互动，实现城市精神文明的横向传播。在纸杯套上还会印有折痕，用户喝完饮品将其纸杯套拆开，按照杯套上的折痕简单裁剪折叠，一个简易手机支架就完成了，方便用户的使用和携带，避免不必要的材料浪费，实现了用户的参与设计，如图9所示，同时，也为企业起到了良好形象宣传作用。

图9 纸杯套延伸设计

3 结语

快速发展的城市中，各类自助机结合网络的便捷性为人们提供着多种多样的服务。通过参与性设计可以实现引导、人机互动等，充分发挥自助机的智能、便捷优势，并为人们提供一个良好的消费环境和生活环境，有利于城市文明形象树立。商业类自助机有其自身的商业性特点，因此在设计过程中需要考虑人们生活需求和产品各类成本，实现商业上的盈利。自助机产品智能和多功能与产品成本成正比，因此自助机内部结构模块化设计是未来自助机设计需要探讨的问题。基于参与性的自助谷物饮品机设计在提高自助机使用过程中的宜人性，增强对产品与环境之间的和谐关系等方面提供了有益参考。

［1］闻邦椿.产品设计理论与方法的发展趋向及产品的现代设计［J］.机电工程，2011，28（3）：255－259，264.

［2］曹玉青.参与式设计方法在老龄产品设计过程中的研究与实践［D］.北京：北京邮电大学，2015.

［3］郏维强，刘振宇，刘达新，等.基于模糊关联的复杂产品模块化设计方法及其应用［J］.机械工程学报，2015，51（5）：130－142.

［4］李浩，祁国宁，纪杨建，等.面向服务的产品模块化设计方法及其展望［J］.中国机械工程，2013，24（12）：1687－1695.

［5］宋宪玺.双足机器人的建模与稳定性分析［D］.合肥：中国科学技术大学，2010.

［6］孙玲玲，赵俊卿，王亭.三连杆双足步行机器人结构建模与运动分析［J］.山东建筑大学学报，2016，31（4）：366－371，384.

［7］鲁守银，李臣.中医按摩机器人关键技术研究进展［J］.山东建筑大学学报，2017，32（1）：60－68.

［8］杨吟兵，方凯伦.数字化背景下城市公共设施的人性化设计［J］.包装工程，2016，37（10）：90－93.

［9］王芳，孟梅林.城市家具的趣味性设计探索［J］.安徽工程大学学报，2015，30（6）：17－22.

［10］鲁敏，王菲，杨盼盼.城市生态绿地建设的理论基础与途径探索［J］.山东建筑大学学报，2011，26（4）：369－372，378.

［11］苗广娜.论产品引导下的高校公共设施节能设计［J］.生态经济，2015，31（7）：181－184.

［12］林璐.引导型城市家具设计流程及应用研究［J］.装饰，2015（6）：130－131.

［13］王选，姚君，牛伟鹏，等.基于可用性理论的交互式产品设计方法研究［J］.包装工程，2015，36（12）：99－103.

［14］马朋志，张嘉钰，赵晓强.一种输出医疗数字图像自助机的设计与实现［J］.机电产品开发与创新，2017，30（1）：32－33，115.

［15］万敏，秦珊珊，干婕.城市家具及其类型学规划设计方法研究——以珠海市城市家具设置规划为例［J］.中国园林，2015，31（12）：50－55.