基于人機工程的超市自助收銀機改良設計

張鳳鴿 舒詩琦

（河海大學機電工程學院，江蘇常州 213022）

依賴于移動支付的發展以及科技不斷迭代發展，自助收銀機被陸續引進各大綜合性超市，成為傳統零售商經營模式轉型升級的必然需求。自助收銀機能夠廣泛服務于不同的用戶，減少用戶排隊等待時間，提升超市收銀服務效率。現行的自助收銀機存在尺寸設計不合理，操作指引不明確，功能單一等諸多問題。本文旨在運用人機工程學原理分析現有集成柜臺式自助收銀機樣本，對其尺寸及相關功能等方面提出改良設計，為用戶提供更優使用體驗。

1 自助收銀機人機系統分析

在“人-自助收銀機-超市環境”系統中，顧客既需要操作自助收銀機，又處在超市自助收銀區域這一環境中。超市環境的光線、聲音、色彩、區域規劃以及自助收銀機的功能尺寸設計、功能部件的設置、指示標識都會對操作使用者的生理及心理產生影響，從而影響操作的準確性和效率。因此超市自助收銀機的設計應基于人機工程學原理，綜合“人”與“機”兩方面因素分析設計，以滿足操作者最佳使用體驗。

1.1 調研樣本分析

經過市場調研發現，為方便管理，超市現行自助收銀機多為集成柜臺式自助收銀：顧客在挑選好商品之后，在自助收銀機上自行掃描、稱重、付款、裝袋。[1]現選取一種集成柜臺式自助收銀機作為樣本進行具體的人機分析。

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、操作臺。觸摸顯示屏兼具信息顯示及觸控操作功能。支付功能區設有密碼鍵入區（銀行卡支付使用）、憑條出口及豎直方向掃描區。操作臺劃分為三個區域，分別為裝袋臺、掃描臺、置物臺。掃描臺設置有水平方向掃描區，側面固定有消磁裝置。

1.1.1 主要尺寸分析（圖1）

圖1 樣本自助收銀機三視圖

自助收銀機作為公共場合使用產品，應當符合通用設計原則，其功能尺寸需盡量達到最大使用滿足度。

1.1.1.1 顯示屏尺寸

人體最佳視角為水平線上25°至水平線下30°，人體自然立姿下, 視線通常在水平線下10°以下。[2]綜合選取顯示屏所處視區為人體視水平線下10°～40°，為使人視線與屏幕中心垂直，設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，自助收銀機顯示屏需要用戶進行信息識別及觸控操作，視距應在500mm 以下。[2]調研測量所得屏幕長寬為300mm×210mm，計算人眼至屏幕中心距離為105/tan15°=392mm，符合操作視距要求。

根據GB10000-88 我國成人人體主要尺寸，立姿眼高（P95男+P5 女）/2+著裝修正量+姿勢修正量=1522mm。按選取的顯示屏所處視區計算，顯示屏上邊緣高度應為1522-105/sin15°×sin10°=1451mm，顯示屏下邊緣高度應為1451-210×cos10°=1244mm。樣本機器的顯示屏傾斜角10°，高度在1250～1450mm，符合人機尺寸設計要求。

1.1.1.2 操作臺尺寸

對于站姿使用的工作面高度的確定，肘部高度數據必不可少，假定工作面高度確定為低于肘部高度7.6cm，則88.9～111.8cm 的范圍才能對男女都適用。[2]考慮用戶掃描商品的操作活動空間及心理修正量，自助收銀機操作臺高度應在850mm 左右為宜。該機器操作臺三個區域高度為：裝袋臺570mm、掃描臺850mm、置物臺675mm。操作臺高度基本滿足要求，但是三個區域高度區分過大，用戶將商品在三個區域之間轉移時需要多次用力，并不符合人機交互可靠高效的要求。

根據樣本機器操作臺寬度，用戶操作視距約560mm，根據人體水平方向的最佳眼睛轉動區在標準視線兩側30°～60°計算所得最大長度為1940mm。[2]操作臺整體長寬滿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

該機器的掃描區由豎直及水平兩個方向的區域構成，兩區域均支持商品掃描及移動支付功能，方便不同外觀形態的產品掃描錄入。但是根據立姿會陰高（P95 男+P5 女）/2=764.5mm，低于掃描區高度，用戶在掃描商品時需要將商品提至腿部以上，在掃描較重的商品時會產生手臂肌肉靜態施力的情況。

1.1.2.2 消磁裝置

對于少數設置有防盜磁扣的商品，在購買時需要進行消磁解扣，由于用戶難以自我意識到商品消磁這一需求，主要依賴超市工作人員的引導。該機器在掃描區側面設置強磁，但是缺少標識說明，因此導致消磁裝置有效使用率低。

1.2 用戶行為分析

用戶在操作自助收銀機時存在人機交互的一系列流程，該流程可以分為四個模塊：(1)掃描商品模塊；(2)毀約模塊；(3)支付模塊；(4)完成模塊。[3]進一步可細分為多個具體行為，對掃描、消磁、退貨、支付、取支付憑條、裝袋主要人機交互行為進行具體分析。

產品離不開人，人與產品要和諧共處才能夠保證產品的正常運行，最大限度的發揮產品的效能。[4]此部分通過對用戶的行為分析，挖掘用戶的使用需求，從而設計出具有更好人機交互體驗的自助收銀機。

1.2.1 掃描

掃描操作需要用戶不斷從置物臺移動商品至掃描區，轉動手腕使商品條碼貼近掃描區。若有較重商品，則操作更加繁重，對用戶造成使用障礙和不良體驗。

1.2.2 消磁

對于少數設置有防盜磁扣的商品，在購買時需要進行消磁解扣，大多由自助支付區的工作人員負責商品的消磁解扣。少數自助收銀機一側固定有強磁解扣器但由于缺乏標識引導，有效使用率極低。

1.2.3 退貨

自助支付過程中部分用戶存在退貨行為，但由于現有自助收銀機缺乏退貨收置區域劃分，用戶容易產生隨意放置退貨商品行為。

1.2.4 支付

移動支付發展至今，多數用戶更傾向于使用掃描支付或刷臉支付，現金支付及刷卡支付逐漸被舍棄。

1.2.5 取支付憑條

部分用戶在支付完成后，存在根據支付憑條核對商品的行為。

1.2.6 裝袋

調研發現，由于部分機器未設置購物袋掛置區，用戶需要購買購物袋進行裝袋時，需要求助工作人員，因此降低自助收銀效率。

2 改良再設計

改良設計以深入全面地剖析現有事物，對優點及不足進行充分、客觀的辨析，加以優化設計使現有事物更加符合人們在使用過程中的需求。[5]在此自助收銀機的改良設計中，考慮“人-機-環境”三者之間的關系，依據前期人機系統分析的問題，對產品尺寸、功能、通用性等方面進行改良，給用戶提供更優的人機交互體驗。

2.1相關尺寸改良

2.1.1 顯示屏尺寸

依賴于移動支付的發展，現金支付及刷卡支付逐漸被舍棄，現將機器原有的密碼鍵入區移除，憑條出口區與豎直掃描區作為一個模塊，并擴大顯示屏至400mm×300mm，傾斜角度維持10°，選取顯示屏所處視區為人體視水平線上10°～視水平線下30°。據1.1.1 所述計算方法得顯示屏所處高度范圍為1230～1650mm。

2.1.2 操作臺尺寸（圖2）

根據前期的人機尺寸設計分析，現有操作臺在高度尺寸設計上存在不足，將掃描臺高度改良至800 mm，置物臺與裝袋臺高度一致，低于掃描臺50mm 以作一定區分，確保三個臺面高度在人體立姿手部進行掃描操作的最佳高度內，不必彎腰屈膝。同時，為方便用戶將商品在三個區域內進行轉移，設計三個臺面之間平滑過渡連接。為避免商品掉落，操作臺設置高度為100mm 的防護欄。

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 購物袋掛鉤

基于“限塑令”的考慮及對可持續設計理念的遵循，購物袋掛鉤設置為可向內折疊式，折疊式掛鉤允許超市自主選擇是否提供購物袋。為方便用戶識別和操作，將其設置在顯示屏觸控區一側。

2.2.2 支付功能區

取消使用率低的密碼鍵入區，將憑條出口放置在掃描區域的左側位置，并在下方設置視覺提示標識并輔以智能語音提示，提醒用戶在消費完成后取走小票。

2.2.3 掃描槍

在顯示屏側面與豎直掃描區同一高度處設置掃描槍，取消水平掃描區設置，掃描槍的設置實現掃描區的移動，方便用戶掃描不同外觀形態的產品及重貨，并規避將重貨由購物車搬運放置在掃描區的動作。

2.2.4 消磁裝置

將強磁解扣器設置在下方，并作標識以提示用戶使用。

2.2.5 退貨收置籃

調研發現，在支付過程中，部分用戶存在退貨行為，抽拉式退貨貨籃方便用戶放置不需要的商品。超市工作人員收置散貨時則可抽出散貨籃取出商品，完成操作后將退貨籃輕推復原，操作簡單省力。

圖4 一般自助收銀機改良方案

2.3 隱私環境

一項針對英國消費者的調查表明用戶選擇自助收銀原因之一是可以更好地保護個人購物隱私。基于隱私設計及公共環境秩序的考慮，自助支付區內設置等待安全線，提示用戶保持距離、有序排隊，體現人性化設計。心理學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 無障礙設計

無障礙設計具體定義為“在最大限度的可能范圍內，不分性別、年齡與能力，適合所有人的使用方便的環境或產品設計”，體現出工業設計以“人”為核心的設計思想。超市自助收銀機作為公共場合服務產品，需通過對自助收銀機標識系統的再設計、主要尺寸的修正，以及相關功能部件的調整等，提出一種無障礙自助收銀機方案，實現產品的人性化關懷設計。

3.1 標識系統再設計

自助收銀機作為公共服務產品，處在超市這一公共空間環境中。在公共空間中的標識設計不但應當堅持以人為本的設計原則，而且還應堅持識別性、實用性、環保性等原則。

3.1.1 整體外觀

自助收銀機處在超市等顏色豐富、光線復雜的環境中,外觀造型應盡量簡潔，與環境相協調。因此機器整體外觀采用黑白配色，在復雜多變的環境中不顯突兀。[6]

3.1.2 操作指示

操作指示牌設置于顯示屏之上，方便用戶在使用前了解操作步驟。基于公共空間標識設計的簡單直觀性原則，標識采取白底黑字、圖形與文字結合的視覺設計，清晰易辨認。

對于正常人來說，視覺是獲得信息的主要手段，對有障礙者則應根據他們各自的生理、行為特點，運用多種信息傳播手段，才能有效的傳遞信息。尤其是一些現代科技下的信息傳播手段。[7]為消除老年人及視覺障礙等弱勢群體的使用障礙，在進行視覺標識的同時應當設置智能語音提示功能。

3.1.3 功能標識

功能區域的視覺指示標識配色以綠底黑字為主, 輔以紅色作警示標注。一方面因為功能標識區域視覺集中，而人的視網膜各區域對色彩視覺信息的接受情況不是均勻分布的，中心區域對于紅色和綠色最為敏感。另一方面該自助收銀機的使用環境為超市，視覺環境較為復雜，而綠色不易使人產生疲勞。

3.2 相關尺寸調整

常見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的掃描臺高度以此為計算依據，取輪椅扶手高750mm，同時為滿足進行商品掃描操作時的活動空間，設計掃描臺高度為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高度1175mm 及視線范圍及視水平線上10°～視水平線下30°進行設計計算。[2]119 從而將無障礙自助收銀機顯示屏的高度調整至883～1276mm，角度維持10°。

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

3.3 功能部件調整（圖4）

掃描槍位置調整至水平位置，以方便坐輪椅的殘疾人士伸手操作。

消磁器從右方轉移至左方以適應掃描臺的凹陷設計。

圖5 無障礙自助收銀機方案

4 結論

本文在分析現有超市自助收銀機樣本人機系統的基礎上,全面分析研究操作者與產品、操作者與使用環境、產品與使用環境之間的關系, 以人機工程學等現代工業設計理論為理論指導, 針對自助收銀機人機系統效能的各種主要影響因素, 結合無障礙通用設計理念改良設計現有產品, 提出一個具有更優人機友好性的自助收銀機的設計方案，以實現人機系統的最大效能。