探討Poka-Yoke概念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中之應(yīng)用

摘? 要：Poka-Yoke概念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究通過闡述Poka-Yoke理念的定義和起源，介紹唐納德·諾曼對于Poka-Yoke提出的強(qiáng)制功能理念，進(jìn)而研究Poka-Yoke在產(chǎn)品和用戶之間承擔(dān)的作用，探討Poka-Yoke概念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。結(jié)合現(xiàn)有優(yōu)秀的產(chǎn)品案例分析探討Poka-Yoke是如何作用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中的。最后提出設(shè)計(jì)師應(yīng)該從關(guān)注強(qiáng)制功能、增強(qiáng)產(chǎn)品易學(xué)性和易用性、錯(cuò)誤信息的再確認(rèn)和撤銷以及減少失誤這四個(gè)方向?yàn)椴铄e(cuò)而設(shè)計(jì)，提升用戶體驗(yàn)，設(shè)計(jì)優(yōu)良的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：Poka-Yoke;防錯(cuò)設(shè)計(jì);產(chǎn)品設(shè)計(jì);功能強(qiáng)制

隨著中國制造2025的提出，工業(yè)4.0成為了一個(gè)熱門話題，實(shí)現(xiàn)中國工業(yè)4.0的目標(biāo)非常關(guān)鍵的一點(diǎn)就是精益制造。自從改革開放以來，中國從日本引進(jìn)了精益生產(chǎn)方式，精益制造也被稱為豐田生產(chǎn)體系（TPS）。新鄉(xiāng)重夫是TPS的關(guān)鍵創(chuàng)始人之一，他把Poka-Yoke概念融入到豐田質(zhì)量管理中。Poka-Yoke法的目的就是避免人為的錯(cuò)誤。

對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言，減少用戶在使用產(chǎn)品的過程中的差錯(cuò)，有利于提高產(chǎn)品的易用性。目前關(guān)于防差錯(cuò)設(shè)計(jì)的研究，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品易用性的設(shè)計(jì)實(shí)踐和理論的探索很多。美國人機(jī)交互博士雅各布·尼爾森所提出的十大交互設(shè)計(jì)原則，其中兩項(xiàng)是防錯(cuò)原則和容錯(cuò)原則（幫助用戶識別、診斷并從錯(cuò)誤中恢復(fù)）。美國設(shè)計(jì)師羅納德·麥斯提出了通用設(shè)計(jì)七原則，其中一項(xiàng)原則是容錯(cuò)（Tolerance for Error）原則;而美國心理學(xué)家唐納德·諾曼針對防錯(cuò)設(shè)計(jì)提出了強(qiáng)制功能（Forcing Function）理念。由此可見，產(chǎn)品的防錯(cuò)設(shè)計(jì)備受設(shè)計(jì)界的關(guān)注。

一、Poka-Yoke的定義和起源

“Poka-Yoke”是一個(gè)日本術(shù)語“ポカ避け”，意思是阻止疏忽性差錯(cuò)（如圖1）。1986年日本制造工程師新鄉(xiāng)重夫（Shigeo Shingo）在零缺陷質(zhì)量控制（ZQC，Zero Quality Control）中提出了“Poka-Yoke”這一概念[1]。“Poka-Yoke”之前被稱為“防呆（fool-proofing）”，含義是連呆笨的人都不會出錯(cuò)，但是考慮這個(gè)術(shù)語可能會冒犯員工，所以新鄉(xiāng)重夫創(chuàng)造了術(shù)語“Poka-Yoke”。為了在西方國家傳播防錯(cuò)設(shè)計(jì)的理念，“Poka-Yoke”通常被翻譯成“Mistake-proofing”“Error proofing”或者是“Fail-safing”[2]，意思是避免操作者無意識中的差錯(cuò)。

防錯(cuò)設(shè)計(jì)（Mistake-proofing）指的是通過設(shè)計(jì)產(chǎn)品和程序來減少人為的差錯(cuò)或者減少差錯(cuò)產(chǎn)生的負(fù)面影響[3]。它可以用來改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)以防止差錯(cuò)的發(fā)生，或者在差錯(cuò)發(fā)生之后但在傷害發(fā)生之前發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，或者改變工作環(huán)境以減少差錯(cuò)的發(fā)生。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，防錯(cuò)設(shè)計(jì)可以讓用戶避免用錯(cuò)誤的方式使用產(chǎn)品，從而提升使用產(chǎn)品的體驗(yàn)感和愉悅感。

美國設(shè)計(jì)師羅伯克·霍克曼指出，任何用來預(yù)防錯(cuò)誤的設(shè)施都可以稱為Poka-Yoke設(shè)備，Poka-Yoke機(jī)制有預(yù)防型和偵測型兩種類型[4]。預(yù)防型指的是在差錯(cuò)產(chǎn)生之前消除它;偵測型指的是檢查出錯(cuò)誤并及時(shí)引導(dǎo)用戶進(jìn)行更正。

二、Poka-Yoke在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展

Poka-Yoke概念不僅被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中以減少產(chǎn)品的缺陷，而且是全面質(zhì)量管理中很重要的一部分。在交互設(shè)計(jì)領(lǐng)域，霍克曼運(yùn)用Poka-Yoke預(yù)防機(jī)制完成“自動完成”輸入框設(shè)計(jì)，運(yùn)用Poka-Yoke偵測機(jī)制完成了受限表單域設(shè)計(jì)和嵌入式驗(yàn)證設(shè)計(jì)[5]。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域，諾曼針對Poka-Yoke機(jī)制提出了強(qiáng)制功能（Forcing function）的概念[6]。強(qiáng)制功能是一種約束，目的是防止不想要發(fā)生的行為[7]，通過示能、意符和映射等手段來防止用戶采取不適當(dāng)或可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的操作。

墨菲定律有一條說的是：“會出錯(cuò)的事情總會出錯(cuò)”。用戶出錯(cuò)的原因有多種，諾曼將差錯(cuò)分為兩種類型：失誤（Mistakes）和錯(cuò)誤（Slips）。失誤屬于執(zhí)行差錯(cuò);錯(cuò)誤屬于意圖差錯(cuò)。通過研究差錯(cuò)可以獲得有用的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，總的來說可以分為兩個(gè)方面：一是在差錯(cuò)發(fā)生之前設(shè)計(jì)預(yù)防措施，通過增加約束、合理性檢查和瑞士奶酪模型的方法，阻止錯(cuò)誤的發(fā)生;二是在差錯(cuò)發(fā)生的時(shí)候如何檢測并指引用戶進(jìn)行修正，通過撤銷、差錯(cuò)信息的再次確認(rèn)和提供反饋減少失誤的方法，減少差錯(cuò)進(jìn)一步帶來的影響（如圖2）。

三、Poka-Yoke在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

Poka-Yoke設(shè)計(jì)遵循十項(xiàng)原則，分別是斷根、保險(xiǎn)、自動、相符、順序、隔離、復(fù)制、層別、警告和緩和原則。斷根原則指的是了解差錯(cuò)發(fā)生的根本原因，利用約束來阻止差錯(cuò)的發(fā)生，典型的產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例就是USB接口設(shè)計(jì)，通過接口外形設(shè)計(jì)解決了插錯(cuò)方向的問題。例如蘋果USB接口的設(shè)計(jì)，無論是正反兩個(gè)方向插入都可以（如圖3）。

保險(xiǎn)原則指的是錯(cuò)誤信息的確認(rèn)，利用反饋機(jī)制，增加用戶的操作步驟，或者讓正在操作的對象變得更加顯眼。比如在微信中取消公眾號關(guān)注時(shí)，彈出再次確認(rèn)的窗口就是保險(xiǎn)原則運(yùn)用的例子（如圖4），“不再關(guān)注”的提示文字使用紅色加強(qiáng)視覺沖擊力，如果用戶誤操作，可以點(diǎn)擊“仍然關(guān)注”撤銷回到原始狀態(tài)。

自動原則指的是利用力學(xué)、光學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)等原理來限制某些動作的執(zhí)行或不執(zhí)行，以防止錯(cuò)誤的發(fā)生。例如防止血液倒流的輸液器（如圖5），解決了輸液時(shí)患者睡著、上廁所或者藥液輸完但護(hù)士無法及時(shí)趕到處理而形成血液倒流的情況，紅色的小球就可以解決這個(gè)問題。藥物液體快要結(jié)束時(shí)，紅色小球就會堵住管道封住液體。

相符原則指的是利用形狀、色彩、手勢等進(jìn)行驗(yàn)證匹配，以防止差錯(cuò)的產(chǎn)生。例如，微笑鑰匙設(shè)計(jì)（如圖6），鑰匙柄被設(shè)計(jì)成微笑弧度，借用形狀設(shè)計(jì)幫助用戶更好地辨認(rèn)鑰匙朝向，鑰匙如果插入的方向不正確就無法開門。

順序原則指的是為了避免順序搞錯(cuò)而進(jìn)行編號，在使用產(chǎn)品的過程中，將復(fù)雜的或從未操作過的任務(wù)分解為不同的步驟，并引導(dǎo)用戶完成任務(wù)。如樂高小狗（如圖7）的安裝指南，指引用戶按照編號進(jìn)行玩具組裝。如果用戶安裝錯(cuò)誤，可以根據(jù)安裝指南進(jìn)行合理性檢查，修正差錯(cuò)。

隔離原則指的是通過區(qū)分區(qū)域，減少錯(cuò)誤的發(fā)生。如Smooth Cover排水地磚（如圖8）將細(xì)縫設(shè)計(jì)為有一定傾斜角度的形狀，避免穿細(xì)高跟鞋的女性卡住鞋跟的尷尬情況發(fā)生。

復(fù)制原則指的是通過重復(fù)的方式對信息進(jìn)行再次確認(rèn)。例如醫(yī)用腕帶設(shè)計(jì)，護(hù)士通過掃描病人腕帶上的二維碼，再次確認(rèn)藥品是否正確，避免錯(cuò)誤用藥的情況。這一原理與瑞士奶酪模型的含義一致，瑞士奶酪模型實(shí)質(zhì)上就是冗余設(shè)計(jì)和多重保護(hù)措施，醫(yī)生開藥，藥師配藥，護(hù)士掃碼檢查，通過多層檢查，降低事故發(fā)生的幾率。

層別原則指的是運(yùn)用色彩、形狀、文字、圖案等意符元素進(jìn)行區(qū)分，幫助用戶進(jìn)行正確的識別，避免可能發(fā)生的錯(cuò)誤。如崇光·西武百貨設(shè)計(jì)的反轉(zhuǎn)直尺（如圖9）兩端都標(biāo)有刻度，其中一端是黑色刻度，另一端是從黑色一直漸變?yōu)榘咨咨c黑色形成對比，這一簡單的設(shè)計(jì)使其無論是在深色還是淺色的紙張上都能清楚地顯示刻度。利用黑白色彩對使用情景進(jìn)行區(qū)分，避免直尺在深色紙張上無法正常使用的情況。

警告原則指的是如果有不正常的事情發(fā)生，通過色彩、文字、聲音或者其他方式給出提示。在圖10中，左側(cè)帶體溫顯示的嬰兒奶嘴，通過文字顯示提醒父母，孩子的體溫是否正常。右側(cè)的變色嬰兒奶嘴，采用溫致變色材料，利用嬰兒體溫變化時(shí)顏色的變化來判斷孩子是否發(fā)燒，當(dāng)體溫正常時(shí)，奶嘴為藍(lán)色;體溫過高時(shí)，奶嘴變?yōu)榧t色。

緩和原則指的是對于無法避免的問題，采用緩解或減少差錯(cuò)造成的傷害。最常見的是汽車乘客的安全帶設(shè)計(jì)，快遞包裝的充氣膠囊設(shè)計(jì)等。

通過不同防錯(cuò)設(shè)計(jì)原則的產(chǎn)品實(shí)例解析（見表1），可以看出防錯(cuò)設(shè)計(jì)的十項(xiàng)原則中，大部分是在差錯(cuò)發(fā)生之前，利用Poka-Yoke的預(yù)防機(jī)制，通過物理約束、冗余設(shè)計(jì)和任務(wù)拆分細(xì)化來阻止差錯(cuò)的發(fā)生。另一部分則是在差錯(cuò)發(fā)生之后，通過錯(cuò)誤信息再次確認(rèn)、撤銷和產(chǎn)品外部信息警示的方法，減少差錯(cuò)引發(fā)的影響。

四、結(jié)語

通過上述產(chǎn)品設(shè)計(jì)案例的分析，設(shè)計(jì)人員在利用防錯(cuò)設(shè)計(jì)思維進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開發(fā)的時(shí)候，應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面。一是關(guān)注強(qiáng)制功能。通過約束阻止差錯(cuò)的產(chǎn)生，遵循斷根、相符、自動、隔離和層別原則，利用產(chǎn)品的外觀造型、色彩、提示符號文字、交互方式和使用說明等形態(tài)語義來表明產(chǎn)品的功能和操作信息，或者利用物理因素限制在一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)中用戶的可操作行動。二是增強(qiáng)產(chǎn)品的易學(xué)性和易用性。對于不了解或很少使用產(chǎn)品的新手用戶而言，可以借助外界知識來提醒用戶進(jìn)行正確的操作行為。遵循復(fù)制和順序原則，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)該是使用戶能有效而快速學(xué)會的，在使用產(chǎn)品的過程中，將復(fù)雜的或從未操作過的任務(wù)分解為不同的步驟，減少用戶的認(rèn)知負(fù)擔(dān)并引導(dǎo)用戶完成任務(wù);或?qū)⒉煌牟襟E分配給不同的對象執(zhí)行，減少誤差的可能性。三是錯(cuò)誤信息的再確認(rèn)和撤銷。提示用戶可能會出現(xiàn)的差錯(cuò)，并讓差錯(cuò)易于被發(fā)現(xiàn)，遵循保險(xiǎn)原則。四是減少失誤。當(dāng)差錯(cuò)無法避免時(shí)，采取一定的措施減少其帶來的不良后果，遵循緩和以及警告原則。

參考文獻(xiàn)：

[1]Zhang A. Quality improvement through Poka-Yoke： From engineering design to information system design[J].International Journal of Six Sigma & Competitive Advantage， 2014（2）：147.

[2]Rajan kumar，Dwivedi RK， Ajay Verma. Poka-yoke technique， methodology & design[J]. Indian Journal of Engineering， 2016（33）： 362-370.

[3]Grout J R. Mistake proofing： changing designs to reduce error[J].Quality & Safety in Health Care，2006.

[4]霍克曼.一目了然：Web軟件顯性設(shè)計(jì)之路[M].何瀟，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：110-112.

[5]Robert Hoekman J.瞬間之美[M].北京：人民郵電出版社，2009：68-69+134.

[6]諾曼.設(shè)計(jì)心理學(xué)1：日常的設(shè)計(jì)[M].小柯，譯.北京：中信出版社，2015：201-202.

[7]諾曼.設(shè)計(jì)心理學(xué)2：與復(fù)雜共處[M].張磊，譯.北京：中信出版社，2011：189-191.

作者簡介：彭玉潔，武漢晴川學(xué)院設(shè)計(jì)工程學(xué)院助教。研究方向：服務(wù)設(shè)計(jì)、感性工學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)。