基于工作研究的信息系統(tǒng)人機交互設(shè)計研究

摘 要:基于“以用戶為中心”的設(shè)計理念，提出信息系統(tǒng)的“流設(shè)計”理念。從用戶體驗要素出發(fā)，將信息系統(tǒng)設(shè)計分為五層，分別為戰(zhàn)略層、范圍層、結(jié)構(gòu)層、框架層和表現(xiàn)層。將工作研究中的思想和工具，包括5W1H，ECRS和程序分析、操作分析、動作分析等應(yīng)用于信息系統(tǒng)設(shè)計逐層，實現(xiàn)人機交互的“流狀態(tài)”。

關(guān)鍵詞:人機交互;工作研究;信息系統(tǒng)

Research on Human-Computer Interaction of Information System Based on Work Study

Wang Donghua， Sun Kuo， Bai Yu

School of Management， Dalian University of Technology， Dalian 116024， China

Abstract:Based on User-Centered design， this paper presents flow design concept of information system. The design of information system is divided into five layers: strategy， scope， structure， frame and exhibition on basis of elements of user experience. The thought and tools of work study， such as 5W1H， ECRS， Process Analysis， Operation analysis and Motion Analysis， are applied in design of information system to achieve flow state of human computer interaction.

Keywords:Human-Computer Interaction; Work Study; Information System

0 引言

信息時代的特征之一是各種各樣的信息化產(chǎn)品充斥于我們的工作和生活中，影響人們的工作生活質(zhì)量。發(fā)揮不同功能的管理信息系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，對于提高企業(yè)效率起著重要的作用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)上銀行，購物網(wǎng)站等B/S結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng)成為發(fā)展趨勢[1]。這種狀況導(dǎo)致很多沒有接受過專門培訓(xùn)的人也要面對Web管理信息系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，面對功能相似的各種信息系統(tǒng)，用戶可以自由選擇其偏好的產(chǎn)品。影響用戶偏好的一個重要因素是系統(tǒng)是否“以用戶為中心”設(shè)計，使用戶愉快高效的與系統(tǒng)交互完成任務(wù)。

20世紀(jì)80年代提出“以用戶為中心”的設(shè)計理念，顛覆了工業(yè)化時代“以機器為中心”的設(shè)計理念，并迅速得到軟件產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域的認(rèn)同。認(rèn)為產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)當(dāng)從用戶需求和目標(biāo)出發(fā)，符合用戶的生理和心理需要，使產(chǎn)品成為輔助用戶愉快高效完成任務(wù)的工具，而不是讓用戶成為產(chǎn)品的“奴隸”。[2]在“以用戶中心”理念發(fā)展過程中，人類工效學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、動機心理學(xué)、社會學(xué)等學(xué)科先后填充進(jìn)來。以用戶為中心的設(shè)計理念實際就是講求以人為本，作為唯一一門將以人為本作為核心價值理念的工程學(xué)科—工業(yè)工程卻未被系統(tǒng)的引入軟件產(chǎn)品設(shè)計中去。在信息化時代，軟件產(chǎn)品，特別是信息系統(tǒng)的已經(jīng)成為提高工作效率和質(zhì)量的必備工具。工作研究作為工業(yè)工程主要組成部分，致力于使人們舒適、高效、低耗費地完成工作。因此，將工作研究引入信息系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域，符合以“用戶為中心”的設(shè)計理念，使人們可以更高效的完成任務(wù)。

1 信息系統(tǒng)“流設(shè)計”理念

Mihaly Cscikszetmihalyi在其著作《流:最佳體驗的心理學(xué)》中提出流的概念:人們?nèi)硇牡仃P(guān)注于某活動時，他們不會意識到外界的干擾。在這種狀態(tài)下，人們非常高效地完成工作，并得到極大的滿足感。美國著名計算機專家、VB之父Alan Cooper將流概念引入計算機領(lǐng)域，指出如果程序不斷地打斷用戶的流狀態(tài)，那么對于用戶來說，回到原來生產(chǎn)率狀態(tài)非常困難[3]。從中可以推斷出“流設(shè)計”理念遵從“以用戶為中心”的設(shè)計思想。界面存在得價值在于加強和促進(jìn)用戶的生產(chǎn)率。只有界面每時每刻服務(wù)于用戶，在恰當(dāng)?shù)臅r候和恰當(dāng)?shù)牡胤较蛴脩籼峁┣‘?dāng)?shù)捻憫?yīng)，用戶才能愉悅高效的完成任務(wù)，信息系統(tǒng)才能受到用戶偏愛，為開發(fā)商帶來利潤。然而，現(xiàn)代的信息系統(tǒng)設(shè)計往往違背這樣的理念，過多的“視覺噪音”干擾用戶的注意力，突如其來的系統(tǒng)提示中斷用戶的工作，菜單和工具設(shè)計布置不合理，人機交互過程違背用戶心智模型。有的設(shè)計者將人與系統(tǒng)的交互作為用戶的審美體驗、更有甚者將系統(tǒng)作為展現(xiàn)自己編程才能的試驗田，使系統(tǒng)設(shè)計偏離“以用戶為中心”的設(shè)計理念，系統(tǒng)越來越笨拙，把用戶拒之為門外，用戶無法借助系統(tǒng)完成自己的目標(biāo)。同時也掐斷企業(yè)的盈利之路。

從信息系統(tǒng)的“流設(shè)計”理念，想到豐田生產(chǎn)方式中的“一個流”概念。指零件在投入和產(chǎn)出的過程中，工序之間的在制品數(shù)量為零。零件處于不停頓、不堆積、按順序、按節(jié)拍一件一件同步生產(chǎn)的狀態(tài)。借助于這樣的生產(chǎn)模式，豐田公司的利潤穩(wěn)居世界汽車行業(yè)第一。“一個流”的生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)正是工業(yè)工程，豐田創(chuàng)始人大野耐一曾指出，豐田生產(chǎn)方式就是美國的工業(yè)工程在日本的應(yīng)用。作為工業(yè)工程的核心內(nèi)容，工作研究是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。

將工作研究引入信息系統(tǒng)人機交互設(shè)計中，實現(xiàn)人機交互的流模式，達(dá)到信息系統(tǒng)“豐田生產(chǎn)方式“的效果，使用戶可以無障礙、順暢、高效、愉悅地與信息系統(tǒng)交互，高質(zhì)量高效率地完成任務(wù)。

2 工作研究與信息系統(tǒng)人機交互設(shè)計

2.1 工作研究

工作研究是IE理論體系中最重要得基礎(chǔ)技術(shù)。其重要意義是在很少投資或不投資的情況下都可以使系統(tǒng)的未來超越現(xiàn)實得狀態(tài)，提高生產(chǎn)率。[4] 工作研究善于利用圖的語言和工具解決問題，包括工作程序圖、流程程序圖、流程圖和線圖、人機程序圖、操作人員程序圖等。

工作研究有兩個基本工具:5W1H和ECRS。5W1H包括:Who， why， What， Where， When， How。ECRS包括取消(Eliminate)，合并(Combine)，重排(Rearrange)和簡化(Simplify)。

2.2 工作研究在信息系統(tǒng)人機交互設(shè)計應(yīng)用

Jesse James Garrett從用戶體驗的要素出發(fā)，信息系統(tǒng)設(shè)計的5個層次[5]，如圖1所示:

信息系統(tǒng)五層次設(shè)計的優(yōu)劣直接影響人機交互質(zhì)量和效率，系統(tǒng)在滿足用戶需求的條件下做到精簡，降低用戶勞動強度，無疑會贏得用戶得偏愛。飛行員兼詩人Antoine de Saint Exupery曾說過:“完美不是沒有任何東西可加，而是沒有東西可減。”[6]這也正使工作研究思想的體現(xiàn)，將工作研究的思想和工具應(yīng)用到信息系統(tǒng)設(shè)計中，可以使系統(tǒng)在滿足用戶需求的條件下，盡可能精簡人機交互過程和元素，達(dá)到人機交互的“流狀態(tài)”。

(1)信息系統(tǒng)設(shè)計的戰(zhàn)略層需要分析用戶需求和系統(tǒng)目標(biāo)。用戶需求即用戶要從這個系統(tǒng)得到什么?系統(tǒng)目標(biāo)即企業(yè)要從這個系統(tǒng)得到什么?在系統(tǒng)設(shè)計前期，利用工作研究的5W1H分析用戶需求，可以使企業(yè)對用戶有更深入的了解，構(gòu)建人物角色，從而使系統(tǒng)更能滿足用戶需求，進(jìn)而實現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)。具體實施步驟為:

Who:誰是系統(tǒng)的目標(biāo)用戶。只有認(rèn)清目標(biāo)用戶，系統(tǒng)設(shè)計才能有的放矢。

Why:用戶為什么要使用系統(tǒng)。人們的行為是動機驅(qū)動的，了解人們的動機，使系統(tǒng)迎合動機，才能贏得用戶的青睞。

What:用戶希望從系統(tǒng)得到什么。

Where:用戶使用的背景是什么。系統(tǒng)使用背景可能在公共場所、辦公場所或是家中。環(huán)境不同用戶對系統(tǒng)使用的要求不同，比如公共場所要求系統(tǒng)的保密性和安全性要高，辦公場所要求系統(tǒng)有較高的效率，家中環(huán)境要求系統(tǒng)有較高的友好性和易用性。

When:用戶什么時候使用系統(tǒng)。有些信息系統(tǒng)是在突發(fā)事件下使用的，這就要求系統(tǒng)能為用戶清楚傳達(dá)故障，并輔助用戶做出快速正確的決策。

How:用戶習(xí)慣的操作方式是什么。人們總是帶著知識和經(jīng)驗去使用系統(tǒng)，只有了解用戶的習(xí)慣，才能迎合用戶的習(xí)慣，使系統(tǒng)更好用。而不是設(shè)計師濫用隱喻，弄得用戶暈頭轉(zhuǎn)向。

以上信息構(gòu)成了用戶的心智模型，設(shè)計師在了解用戶心智模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計系統(tǒng)的實現(xiàn)模型并與其一致。

(2)范圍層解釋系統(tǒng)應(yīng)該提供給用戶什么樣的內(nèi)容和功能。技術(shù)在發(fā)展，用戶需求也在不斷的變化，信息系統(tǒng)在不斷地更新升級。然而程序設(shè)計人員在進(jìn)行系統(tǒng)升級時，用到地往往是加法思維，即向系統(tǒng)不斷注入新的功能，造成系統(tǒng)越來越復(fù)雜，用戶使用更加困難，適得其反。適當(dāng)應(yīng)用減法思維，使系統(tǒng)在迎合用戶新需求的同時去掉用戶不需要的功能。工作研究中的ECRS成為程序設(shè)計人員有用的工具。經(jīng)過對用戶的調(diào)查分析，取消用戶不用或者已經(jīng)過時的功能;合并可以合二為一的功能;重排功能和控件順序，使之更加適合用戶操作習(xí)慣;對于不能取消或合并的功能，盡量簡化，使用戶可以更容易地操作使用。

(3)結(jié)構(gòu)層包括交互設(shè)計和信息架構(gòu)。交互設(shè)計關(guān)注與描述“可能的用戶行為”，同時定義“系統(tǒng)如何配合與響應(yīng)”這些用戶行為。

用戶與系統(tǒng)交互過程中，系統(tǒng)往往會給用戶反饋過多的確認(rèn)信息或警告信息，這些信息不僅會分散用戶注意力，甚至?xí)?dǎo)致一些初級用戶手足無措。用戶需要中斷工作，進(jìn)行思考以對系統(tǒng)做出反應(yīng)。這類似于生產(chǎn)過程中工作操作極其的“檢查”，因此可以通過程序分析圖分析不合理或不必要的“檢查”操作，使用戶可以更加順暢地操作系統(tǒng)。

對于圖形界面系統(tǒng)，用戶與系統(tǒng)交互是由一系列的鼠標(biāo)和鍵盤行為構(gòu)成的，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，有些系統(tǒng)設(shè)計需要用戶頻繁在鼠標(biāo)和鍵盤行為間切換。由于單純的鼠標(biāo)和鍵盤行為的動作等級都是手指動作，耗時為1MOD(約為0.129S)，鼠標(biāo)和鍵盤行為地切換動作等級是手腕動作，耗時為2MOD，在鼠標(biāo)與鍵盤擺放不合理時，甚至為小臂動作，耗時為3MOD。而且頻繁地切換鼠標(biāo)與鍵盤行為，無形中也分散用戶的注意力，使用戶不能全心關(guān)注于工作。通過操作人員程序圖分析用戶行為，精簡或重排用戶行為，使用戶可以更加輕松地操作系統(tǒng)。

(4)框架層包括界面設(shè)計、導(dǎo)航設(shè)計和信息設(shè)計。界面設(shè)計主要確定按鈕、輸入框和其他界面控件得位置;導(dǎo)航設(shè)計主要為用戶提供清晰的方向感;信息設(shè)計主要為用戶提供清晰有效的信息。

用戶的閱讀習(xí)慣為先上后下，先左后右，在界面設(shè)計中控件的擺放要符合用戶的閱讀習(xí)慣。根據(jù)Fitts定律，用戶操作流線的距離越短，目標(biāo)控件面積越大，能節(jié)省用戶的時間。利用流程圖和線圖，并結(jié)合界面的面積，可以設(shè)計符合用戶習(xí)慣的清晰的界面。例如，形如圖2的界面，在以上三層分析和流程圖和線圖分析后，可以改進(jìn)成如圖3的界面。

(5)表現(xiàn)層包括視覺設(shè)計，主要為用戶呈現(xiàn)一致、清晰、美觀的界面。比如顏色的設(shè)計，在吸引用戶注意的同時，要保證不同界面的一致性。同時不要濫用顏色，造成不必要的“視覺噪音”。文字設(shè)計要在清楚傳達(dá)系統(tǒng)信息的基礎(chǔ)上盡量簡潔，用戶不會逐字的閱讀，隨意地堆砌文字反而會造成用戶的煩躁。

3 結(jié)論

信息系統(tǒng)成為人們提高工作效率，降低工作壓力的重要工具，因此設(shè)計符合用戶需求的信息系統(tǒng)對于改善人們生活質(zhì)量，推動社會生產(chǎn)力發(fā)展起著重要的作用。人機交互的“流狀態(tài)”是人機交互效率的重要保證。已在生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮已有作用的工作研究，可以應(yīng)用到信息系統(tǒng)的設(shè)計中，保證人機交互的“流狀態(tài)”。工業(yè)工程師在企業(yè)中被稱為“企業(yè)大夫”，掌握工業(yè)工程知識的信息系統(tǒng)設(shè)計人員也應(yīng)成為“軟件大夫”。將工作研究的思想和工具引入信息系統(tǒng)設(shè)計領(lǐng)域具有理論和實踐的雙重意義。

參考文獻(xiàn)

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