本文是一篇工程论文发表，本文以汽车制造业物料APP界面为研究对象，以感性工学理论为研究方法对其进行优化设计，并通过联合眼动和脑电的用户感性测量实验对设计结果进行评价。
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
在抗“疫”复工的过程中，新一代信息技术的作用得到了凸显，企业对战“疫”中体现出来的数字化、网络化、智能化能力，以及工业互联网的优势有了更直观和深入的认识[1]。“新基建”成为社会广泛关注的热点，数字新基建的开展，将对制造业的数字化转型起到强有力的催化作用[2]。工业互联网发展的核心是工业APP，百万工业APP建设将数倍提升我国制造业的技术水平和管理效率，为工业数字化转型提供动力[3]。
汽车制造业代表着一个国家的综合工业水平，是工业发展的重要组成部分。物流是传递信息，满足企业高效运转的关键。传统采用纸质文件、线下人员之间的沟通等方式来实现物流信息的传递与共享，这种方式会导致时间与流程上的浪费，信息的传递过程中容易出现不准确或信息缺失等问题，因此在移动互联网时代下，汽车制造业的物流信息传递方式也发生了改变，汽车制造业物料APP应运而生。
现有物料APP的设计大多是从系统设计者的角度出发，虽然是在进行用户需求分析后设计的，但主要侧重于功能性，很少考虑用户使用时的心理体验和实际使用需求，特别是工业当中使用的APP，很少能给用户以轻松愉悦的感受。要想提高用户体验和效率，降低使用时的出错率，APP的界面设计至关重要。用户界面设计的优劣直接关系到APP的性能能否得到充分发挥，以及能否让用户准确、高效、轻松愉快地使用，因此界面设计的友好性、易用性对于软件系统至关重要。感性工学是一种以用户为导向的新产品设计方法，它采用工程技术方法来研究“人的感性与物的设计特性”间的关系，将用户用语言表达的感觉转换为实际的产品设计要素，以获取用户潜藏在心中但却无法清楚述说的需求[4]。若能将感性工学应用到这一领域中，则无疑会为信息管理系统用户界面设计增添色彩。
1.2 问题提出
随着现代生产制造水平的提高，产品不仅要满足特定的功能需求，还需满足用户的情感需求[5]。APP界面是实现人机交互与信息传递的重要媒介，汽车制造业物料APP界面设计的好坏是汽车制造业物流信息系统能否成功实现数字化转型的关键。目前对汽车制造业物料APP界面优化设计的研究还存在以下问题：
汽车制造业物料APP界面缺乏感性设计。物料类APP界面设计的优劣将直接影响操作人员的工作效率和质量，其面向的用户是工业企业内的员工，因此，根据企业人员的感性意象设计具有现实意义。现存的汽车制造业物料APP在界面设计时受专家或IT设计人员主观决策的影响，没有从用户实际的感性需求角度出发，缺乏客观感性设计。且目前对于物料APP的功能设计太过笼统，缺乏针对性，并没有实现完整的信息闭环，关键信息的缺失也导致了APP的实用价值不高，浪费了开发成本。
汽车制造业物料APP界面设计用户评价方法不完善。当前对于界面设计效果的评价大多从使用者的主观感受来进行评价分析，缺乏客观性；或从单个指标或数学模糊建模等角度来进行评价，结果往往过于单一，不具有较强的说服力。
针对以上提出的两点问题，需要进行本文的研究。
第2章 相关研究理论基础
2.1 感性工学理论概述
感性工学（kansei engineering，KE）起源于日本，最早由日本学者山本健一提出，最早运用于汽车领域，主要理论奠基人长町三生对感性工学的研究方法、实施手段、原则、规范等进行了详细论述[34]。它是利用工程技术和数学分析的原理与方法，把使用者的感性需求与产品造型设计元素联系起来。感官是人类最直观的思考方式，它有一种与生俱来的直觉，这是一种纯粹的本能，它可以用肉眼看到最直接的信息传递到大脑。感性工学的实质是感觉和工程的有机结合，把人类的感性认知与工程学的理性指导有机地结合起来。
感性工学设计从人的角度出发，刺激人的心理产生反应进而让大脑做出反应。从人们的偏好为方向，对人们的感性心理进行分析，把人们的需求、期待、情绪等转化成数据，从而引导产品或应用进行设计，是一种以人为中心的设计方法[35]。
感性工学设计的另外一个重要特征就是利用了数学的数据和工程学的原理与方法，来增加感性设计的可信度[36]。在设计产品时，由于使用者的情感思考是片面的，因此，设计者很难把情感表达得更具体，更难以将情感需要应用到设计中。需要通过数学手段将用户的感性需求参数化，感性工学就是利用大量的试验资料，利用现代科学技术对感性诉求进行整理、分析，并对实验结果进行整理。最终实现将自己的想法融入到自己的设计之中。
2.2 用户感性的获取
2.2.1 语义差异法
语义差异法（Semantic Differential Method，简称SD法）由美国学者OSGOOD等（1957）提出，它通过学习对象（产品造型、色彩等）的语义，将用户的感知反应在Likert量表上，然后运用统计的方法分析其规律[37]。习惯上，在语义量表的形容词中，大约一半是将肯定的词放在左边，另一半将否定的词放在左边，这样可以减少反应误差。项目的排列顺序是随机的[38]。
语义差异法是感性意象研究的基石，它通过寻找与研究目的相关的意象语义词对来描述研究对象的研究风格，使用类似“喜欢的——不喜欢的”等多对相对、反义的形容词对从不同的角度来度量“意象”这个模糊的心理概念，建立5分、7分或9分心理学量表，以很、较、有点、强等来表示不同程度的连续的心理变化量。
在语义差异法实验中，首先要求被试者根据自己的主观感受，对事先选定的待研究样本逐个进行不同的语义词对评价，然后借助数理统计方法对试验数据进行分析整理，即将由多种因素组成的多维感性意象空间，通过统计意义上的降维，找到能最大程度地反映总体感性意象倾向的尽可能少的意象维度的描述，以及各维度之间的相关性，常用因子分析法、普里斯分析法、聚类分析法。
第3章 汽车制造业物料APP界面设计现状及问题分析 ........................... 12
3.1 汽车制造业物流作业流程 .......................... 12
3.2 物料APP界面设计现状 .............................. 13
第4章 感性意象词对的确定与关键设计要素的提取 ............................. 19
4.1 汽车制造业物料APP感性意象词对的确定 ..................... 19
4.1.1 代表性样本选择 ................................. 19
4.1.2 感性意象词对的初选 .................................. 20
第5章 汽车制造业物料APP界面优化设计 ..................... 34
5.1 感性意象认知空间的构建 ................................. 34
5.2 多维造型特征空间与感性意象认知空间映射关系的构建 ...................... 35
第6章 汽车制造业物料APP界面优化效果评价
6.1 用户的感性认知
通过采集和分析使用者的生理、心理信号，可以获得更多的客观信息。使用者的感觉认知可分成三个阶段：眼动的认知过程，在进行评估时脑电波的波动，以及在评估对象时的主观评价[62]。
在眼动认知中，人观察界面时，通常会下意识的首先将视线瞄准界面自己感兴趣的区域。使用者对于界面设计特征的感性认知行为反映在眼动模式中主要有注视和眼跳两种指标。注视就是将眼睛的瞳孔聚焦于界面某一定点100ms以上，当超过100ms时，就可以将一幅清晰的图像经由眼球传递到大脑，从而形成足够的认知处理。眼跳又称扫视，是指瞳孔在不同的注视点间的快速移动[63]。当用户在观察某一产品时，首先会产生眼跳行为，眼球会迅速地寻找刺激目标，当视线停驻后，产生注视行为，大脑在接收到视觉信息后便会产生感性认知。
脑电认知通常会对脑电信号进行分析。用户的感性认知是对信息的接收和处理的过程，每个阶段均需要大脑进行参与，并同此刺激脑电波发生变化。用户通过不同感官的刺激来接收产品的不同属性，并结合自身理解的惯性，大脑会对这些信息进行抽象的理解，在此基础上，再根据自身的偏好对刺激产生感性认知，最后进行感性决策和评价。大脑皮质的神经活动通过脑波反应信息，如感觉，认知，决策。在这些信号中，α波的活动反应了注意力的需要，而ρ波的活动则是情感与认知过程的反应[64]。
第7章 结论与展望
7.1 论文主要结论
在产品造型、色彩、材质等方面，感性工学在解决用户对产品设计的情感诉求问题上已有了一些研究，但是关于APP界面的情感设计研究还处于初级阶段。本文以汽车制造业物料APP界面为研究对象，以感性工学理论为研究方法对其进行优化设计，并通过联合眼动和脑电的用户感性测量实验对设计结果进行评价。得到的主要结论如下：
（1）结合工业实际，从感性设计的三个维度对目前市场主流的物料APP进行了分析，发现当前的物料APP界面设计中存在着布局设计不合理、触摸单位尺寸设计不合理、界面色彩搭配不协调、返回按钮缺失等问题；从交互设计角度，物料APP的功能设置杂乱，各应用入口层级间缺少逻辑关系；从情感需求角度，物料APP缺少能满足用户社交需要的功能。
（2）在提取APP界面设计要素研究中，突破了过去仅根据设计人员的主观意象来设计界面的方法，且考虑了物料APP具有工业性设计要求的特点，通过问卷调查法面向具有企业工作经验的物流人员收集感性设计要素需求，结合全局HIEs的软界面解构方法、现场访谈、专家讨论等理论方法，从汽车制造业实际生产过程中提取出符
