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工业设计/产品设计 |
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使用性工程学Usability Engineering 在产品开发中的应用 |
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1 使用性工程学的出现
使用性工程学是八十年代中期随着计算机学科的发展而出现的一门新兴边缘专业。它汇集了人因工程学、认知心理学、设计学、软件工程学、教育学和社会心理学等学科的相关理论和研究方法，为软件、网络、及其他消费类产品提供用户界面设计方面的服务。
使用性工程学和人因学（Human Factors）有着密切的联系。"人因学"的首次应用始于二战，它被成功用于改进武器装备。２０世纪８０年代中期，Ｊ.Bennett 首次提出使用性工程学这个概念。之后，其逐步发展成为一门成熟的学科，用于设计可靠操作、互动的人机界面。
评估使用性设计的标准有ISO 9241 10-17, 最早提出效率、易学和用户满意度三个标准。之后发展成为五个标准：效率性、易学性、记忆性、容错性和满意度。在此基础上，Nielsen 提出了一个使用性的启发式概念，主要从简单、自然对话；使用用户的语言；用户记忆负担最小化；连续性；反馈；方便退出；快捷方式；错误信息和错误预防；帮助系统等对产品进行分析和评估。
使用性工程学从用户的认知和知觉方面来研究产品的界面设计，以期达到产品简单使用easy to use 和愉悦使用 joy to use 的目的。使用性工程学在项目中的运用可以减小30%的开发成本。它的益处还包括：提高产品的操作效率；减少用户的培训时间和成本；减少用户的错误；增加用户的满意度等。
在项目的开发过程中使用性工程学扮演着极其重要的角色。通过复合的研究方法和技术，进行实证研究和客观性的量化分析，在项目的前期阶段为产品的开发提供可行性数据；并提供界面设计方案和测试技术。让产品进入市场前得到完善，从而避免诸多售后服务方面的费用和麻烦。
UPA (Usability Professionals’ Association ) 是一个国际性的使用性职业协会，全世界的该领域专家可以借助这个平台进行信息交流和业务合作。此外，HCI (Human Computer Interaction)组织每两年通过国际会议的形式，进行该方面的信息交流。今年六月底在希腊的克里特岛将召开HCI 2003 年会。
２ 在企业中的应用
西方发达国家，特别是美国，该学科的研究和应用从软件、网络产品，到手机家电等民用消费品领域迅速推广。专业研究协会、专门的咨询公司也相继成立，仅美国纽约一个城市，就有50 多家用户界面设计或使用性评估公司。
使用性是一个和企业项目开发紧密联系的一个学科。从八十年代末开始，世界知名的大企业，如，微软、IBM、苹果、通用电气、西门子等纷纷设立使用性研究部门（Usability 2
Research/User Interface Design)和使用性试验室（Usability Lab),为其产品提供服务，使产品真正做到以人为中心的设计，取得了显著的效果。微软产品简单易用的界面就是经过无数次试验和再设计得出来的。
使用性工程学在中国的发展始于九十年代初。西门子（中国）有限公司首先在中国建立第一个使用性试验室；微软亚洲研究院、诺基亚等其他外资企业也纷纷建立使用性研究机构，力图使产品符合本地用户的文化背景和使用习惯。
中国企业中，联想研究院于2002 年初成立了用户研究中心，并建立了一个使用性实验室。在产品开发的过程中引入用户研究和产品原型测试，建立产品开发阶段与用户沟通的渠道。
海尔公司于今年初与北京伊飒界面设计公司在青岛海尔工业园建立了一个联合使用性试验室，为海尔门列繁多的产品提供国内外市场的用户需求分析、用户界面设计和使用性评估等方面的服务。由其提出的高效杀菌消毒概念的1218 系列滚筒洗衣机甫一上市，即在广州、北京、上海、成都、青岛等地引起了购买高潮。据国家有关机构统计，海尔1218 洗衣机上市3 个月，就跃居高端洗衣机市场份额榜首，并且很快取得市场销售额、高档滚筒洗衣机市场份额、全国最畅销型号市场份额上升速度最快等三项全国第一。
成立于2001 年的北京伊飒界面设计公司（ISAR User Interface Design）是中国第一家从事产品使用性评估的专业公司。伊飒拥有一个标准使用性试验室，可以为国内外企业提供软件、手机、家电等消费品的产品原型测试，并提出改进和完善方面的建议。
３.使用性工程学的概念
在产品越过质量的门槛之后，用户的需求开始转变。就象人们温饱之后开始讲究食物的色香味及营养一样。产品的造型设计、界面设计；简单使用、愉悦使用成为用户购买产品的重要因素。
使用性工程学分为三个部分：用户研究、界面设计和使用性评估。
图1 使用性工程学的生命周期
3.1 用户研究
某手机公司准备为某一目标群体开发一款新产品，这样在项目的初期就需要进行用户研究，了解这一目标群体的心理特征，审美、时尚、任务等，才能进行有针对性的造型设计、结构设计、交互设计和视觉设计。由用户参与的设计可保证产品完全符合用户的真正需求。
国外进行用户研究,大致从下列方面着手：
• 目标群体界定 definition of target group
在项目的初始阶段，和技术人员一起界定目标群体。目标群体指明了产品开发的方向，通过对市场和竞争产品的研究，采用文献法、访谈法等研究方法，找到合适的市场切入点，为产品个性化设计和功能完善奠定基础。
• 用户心理模型 User’s psychological model
对目标群体的群体研究，通过焦点小组、观察、访谈、问卷等方法，建立目标群体的心理模型，包括用户的个人背景、文化因素、行为方式、审美和时尚、心理特征等。在此基础上进行产品的概念设计。
• 用户需求分析 User’s requirement analysis
是构筑以用户为中心设计的基础。在产品开发过程中，工程师对用户需求的描述往往和用户实际需求有很大的距离。因此，进行用户需求分析可以使产品的功能和结构最大限度地贴近用户，满足用户的不同需求；也可籍此挖掘产品的一些新功能或者找出一个新的产品形式。进行用户需求分析常采用的方法有焦点小组、Workshop、场景观察、访谈、问卷法等。
• 用户环境分析User’s Environment analysis
用户是在特定的环境之下使用产品。环境因素会影响用户的心理感受和工作效率，从而直接导致用户对产品的接受度。用户环境分为物理环境、社会环境和文化环境三大部分。对用户环境的研究可更明确地厘清产品的特征。用户环境分析最常用的方法是地点观察 (Site Visits)、录像拍照 (Photography)、文化比较 (Cultural Contrast )等。
• 用户任务分析User’s task analysis
用户使用产品是为了完成工作任务。对用户任务进行分析，可以在结构设计方面满足用户的需求。任务分析包括任务目录、逻辑结构、语词定义等。
• 工作流程分析 Workflow analysis
由用户参与的工作流程设计可以使用户避免使用时的诸多不便。我们知道，产品的设计者不是产品的使用者。目标群体用户往往根据他们自己的知识和经验推测工作流程的步骤。所以，设计符合用户习惯的工作流程可以减少用户的学习时间，便于记忆。从而也为公司减少大量的培训和售后服务费用。焦点小组(Focus Group)研究法是用户研究中经常采用的方法。5-7 用户代表，在一名专业的主持人的引导下，以一种无结构或半结构的形式，对某一主题或观念进行深入讨论，从而获取一些相关问题的创造性见解。焦点小组通常用于界定产品的功能，工作流程，挖掘需求，梳理结构，产品的原型接受度测试，用户模型的建立，界面设计和辞条定义等。
图2 焦点小组讨论（北京伊飒界面设计公司提供）
3.2 用户界面设计
用户界面设计是屏幕产品的重要组成部分。界面设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，设计学、心理学、语言学在此都扮演着重要的角色。用户界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下；减少用户的记忆负担；保持界面的一致性。用户界面设计在工作流程上分为结构设计、交互设计、视觉设计和帮助系统设计四个部分。
• 结构设计 Structure Design
结构设计也成概念设计 （Conceptual Design），是界面设计的骨架。通过对用户研究和任务分析，制定出产品的整体架构。基于纸质的的低保真原型（Paper Prototype）可提供用户测试并进行完善。在结构设计中，目录体系的逻辑分类和语词定义是用户易于理解和操作的重要前提。如西门子手机的设置闹钟的词条是“重要记事”，让用户很难找到。
• 交互设计 Interactive Design
交互设计的目的是使产品让用户能简单使用。 任何产品功能的实现都是通过人和机器的交互来完成的。因此，人的因素应作为设计的核心被体现出来。交互设计的原则如下：
1) 有清楚的错误提示。误操作后，系统提供有针对性的提示。
2) 让用户控制界面。“下一步”、“完成”，面对不同层次提供多种选择，给不同层次的用户提供多种可能性。
3) 允许兼用鼠标和键盘。同一种功能，同时可以用鼠标和键盘。提供多种可能性。
4) 允许工作中断。例如用手机写新短信的时候，收到短信或电话，完成后回来仍能够找到刚才正写的新短信。
5) 使用用户的语言，而非机器的语言。
6) 提供快速反馈。给用户心理上的暗示，避免用户焦急。
7) 方便退出。如手机的退出，是按一个键完全退出，还是一层一层的退出。提供两种可能性。
8）导航功能。随时转移功能，很容易从一个功能跳到另外一个功能。
9）让用户知道自己当前的位置，使其做出下一步行动的决定。
• 视觉设计 Visual Design
在结构设计的基础上，参照目标群体的心理模型和任务达成进行视觉设计。包括色彩、字体、页面等。视觉设计要达到用户愉悦使用的目的。视觉设计的原则如下：
1）界面清晰明了。允许用户定制界面（风格）、色彩。
2） 减少短期记忆的负担。让计算机帮助记忆，例：User Name,、Password、IE 进入界面地址可以让机器记住。
3） 依赖认知而非记忆。如打印图标的记忆、下拉菜单列表中的选择
4） 提供视觉线索。图形符号的视觉的刺激；GUI（图形界面设计）：Where, What,Next Step
5） 提供默认（default）、撤销（undo）、恢复（redo）的功能
6） 提供界面的快捷方式
7） 尽量使用真实世界的比喻。如：电话、打印机的图标设计，尊重用户以往的使用经验。
8） 完善视觉的清晰度。条理清晰；图片、文字的布局和隐喻不要让用户去猜。
9）界面的协调一致。如手机界面按钮排放，左键肯定；右键否定；或按内容摆放。
10） 同样功能用同样的图形。
11）色彩与内容。整体软件不超过5 个色系，尽量少用红色、绿色。近似的颜色表示近似的意思。
图 3 西门子6688：“确定”按键设计的不一致性
• 用户帮助系统设计
用户帮助系统指基于纸介质的和电子版的产品说明和使用手册。在产品使用性不尽完善的情况下，用户帮助系统就显得至关重要。依据认知心理学和教育学理论所设计的帮助系统可以帮助用户尽快学会使用产品，解决他们所遇到的问题。从而为企业节省大量的售后服务费用。
3.3 使用性检查 Usability Inspection
使用性评估是产品投放到市场之前的最后完善。由用户和使用性专家参与的测试，对产品的使用性进行检查和评估，帮助项目小组找到产品使用性方面的弱点和改进措施，为该版本或下一版本的产品完善提供数据。
• 使用性测试 Usability Testing
使用性试验是一种建立在认知心理学理论基础上的产品原型测试方法。在模拟的实验环境中，用户或潜在的用户被邀请到使用性试验室，依据脚本设计，操作产品功能的每一个步骤。参试者（Participant）被要求在测试的过程中出声思考（ ThinkingAloud），表达他们真实的心理感觉。
大量的个案研究证明，通过观察和沟通这些基本的心理学方法，借助于训练有素的专业人员及先进的试验设备和试验手段，对5–6 人的测试就可以找出产品中80%需要改善的地方。
辅助于试验室的录象设备及试验记录，试验人员可以对产品的使用性能进行详尽的分析和归纳。作为测试的结果，产品开发者可以得到一份详细的报告。对于企业的管理层、市场部门和发展部门来说，使用性试验提供了一个直接观察用户和产品之间互动与反应的机会。对于产品完善方面的决策大有裨益。
使用性试验的产品对象适用于软件/网络产品，手机/PDA，家电品等。
图4 使用性测试（北京伊飒界面设计公司提供）
• SUMI （Software Usability Measurement Inventory ）
SUMI 是爱尔兰软件协会编制一份测试用户满意度的问卷。该问卷由被评估的软件产品的最终用户来填写。问卷共有50 道题，分为效率性Efficiency、情感Affection、帮助 Help、控制 Control 和易学性 Learning Ability 五个部分。SUMI 附带一个统计软件，对数据进行分析并给出定量的评估数据。
图5 SUMI 问卷
4 使用性工程学的发展
随着市场竞争的日趋激烈，用户对产品的选择越来越挑剔。我们很难说市场上的同类产品质量孰高孰低；价格战只能是双刃剑；而企业间技术的落差也越来越小。面对着这种局面，企业亟需研究用户，了解他们的需求，开发新的产品形态或完善产品功能。以用户为中心并不仅指完善的售后服务，而是应该在产品的开发前期，让用户对产品的期望和要求注入到产品的设计概念中，并通过不断的，由用户参与的测试来使产品臻于完美。我们不能让市场来检验产品，万分之一的瑕疵对用户来说就是百分之百的损失。
在企业方面，使用性工程学的应用将带来许多好处。这其中包括不合格产品的减少；开发时间和费用的减少；培训及维护费用的减少；销售及收入的增加；生产率的增长等。
一个不正确的想法是，使用性工程学会增加开发时间和费用，但事实恰恰相反：
已经证实，使用性工程学能缩短超过33-50%的产品开发周期。（Bosert 1991）
63%的软件项目超出预算，主要原因与使用性有关。（Leaderer / Prassad 1992）
软件编码用于界面的投入百分比在逐年增加，已达到平均每年47-60%的速度。（Maclntyre 1990）
顾客再三地强调，使用性研究已经成为产品生产中最重大的改变。（Wixon /Jones 1991）
欧盟在1990 已经通过一项正式规定，要求“软件必须适合一项任务”、“软件必须容易使用”和“关于软件工效学的法则必须尽快应用”。
目前，我国也开始着手制订相关的标准。中国标准研究中心和一些专家合作于2002 年底制定并通过了建立在ISO 13407 基础上的《以人为中心的交互系统设计过程》，以及ISO9241-1，并使之成为国家标准。 标准的其他的部分也在陆续制定之中。在中国，使用性的概念被企业界认识和接受仍需相当长的时间。许多企业依然沿袭旧有的产品开发模式，可以一掷千金做广告，也不愿拿出少许钱来真正研究用户，了解他们的需求、完善产品的使用性。但作为一种重要的市场竞争法码，在产品开发阶段引入使用性工程学的概念已是大势所趋。
作者简介：袁小伟博士，北京邮电大学兼职座教授、北京伊飒界面设计公司总经理；海尔海高-伊飒用户研究联合试验室主任（兼）。
曾任职于：西门子中央技术部用户界面设计中心（慕尼黑）；西门子（中国）有限公司用户界面设计中心主任；联想研究院用户研究中心首席顾问。有多篇使用性研究方面的专著和论文出版。(end)
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(12/28/2004) |
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