人機工程學中的任務分析法實踐

李啟光

電子科技大學中山學院藝術設計學，廣東 中山 528400

引言

人機工程學既是工業設計的一門專業課程，也是一門獨立的交叉學科，其研究的核心問題是不同的作業中，人、機器及環境三者間的協調問題；其研究方法和評價手段也涉及心理學、生理學、醫學、人體測量學、美學和工程技術的多個領域，研究的目的則是通過各學科知識的應用，來指導工作器具、工作方式和工作環境的設計和改造，使得作業在效率、安全、健康、舒適等幾個方面的特性得以提高或達到一個最優化的狀態。由此可見，人機工程學對工業設計有重要的指導作用，而人機工程學的研究方法、研究方向、研究對象、研究成果和系統思想等也成為工業設計發現問題和解決問題的重要切入點。在人機工程學眾多的研究方法中，任務分析法是其中一種重要的研究方法。任務分析法的研究對象和研究過程符合產品設計開發的功能分析原理，是一種非常有效的、屬于產品開發前期的設計分析方法。本文將通過討論任務分析法與產品設計之間的關系，來闡述該研究方法對于工業設計專業學習的重要性，并提出關于任務分析法在課程實踐中的具體教學安排的見解。

1 產品設計與任務分析法

產品設計即是狹義的工業設計，其設計內容主要包括人們為了生存與生活得以維持與發展所需的諸如工具、器械、器具和日用品等各種物質性對象所進行的造型、材料與色彩等方面的設計。狹義工業設計的定義與傳統工業設計的定義是一致的。由于工業設計自產生以來始終是以產品設計為主的，因此工業設計常常被稱為產品設計。產品設計也常與產品開發聯系在一起，是一項系統的工程，一般的流程都包括產品策劃、市場調研、設計概念提出、設計分析、創意構思、造型設計、模型制作、方案評定、結構設計、模具設計、手板制作和產品展示等。產品策劃、市場調研、設計概念提出和設計分析屬于產品設計的前期階段；創意構思、造型設計、模型制作、方案評定、結構設計和模具設計屬于產品設計的中期階段；而手板制作和產品展示則屬于產品設計的后期階段。工業設計專業的課程安排主要是圍繞產品設計的定義和流程而展開的，其目的性和實踐性非常強。從產品設計一般流程也可以看出，工業設計專業涉及的知識內容也非常多，也是一門邊緣學科。而本文討論的人機工程學的知識內容會滲透到產品設計中的方方面面，在產品設計中也是會經常遇到人機工程上的問題。在產品設計的前期階段，經過產品策劃、市場調研、設計概念提出到設計分析，這一過程都牽涉到對產品的性能、操控和實用功能等的分析，當然也有關于人的生理和心理因素的分析，這些都是人機工程學的范疇。這里關于產品的分析，與人機工程學上的任務分析方法是相一致的。在進行產品開發或系統研究的過程中，設計開發人員都會關注產品的功能、產品的使用人群和產品的軟、硬件設備的情況。在這些問題中，首先要考慮的就是分析用戶如何與產品進行交互，這要用到任務分析的方法。任務分析就是研究用戶完成指定任務的作業行為分析。任務就是用來描述用戶活動或完成某項工作步驟的一個標志。任務分析指對人員按照系統規定，完成指定任務的周期中的人的作業行為分析。任務分析法的主要研究內容包括：任務的啟動信號（如感覺刺激以及感覺通道等）、作業活動（如反應行為、決策等）、任務的技能水平、知識、人為失誤（如操作失誤）和系統的失效，即任務開始的信號、任務的行為過程、任務要求的技能和知識、任務中可能的人為失誤和任務失敗的后期的后果。任務分析中的一個重要概念就是關鍵任務。關鍵任務通常是指系統的操作周期中，人的作業流程具有明確起始點和結束點的一個流程段。一個任務通?？梢苑纸鉃槿舾蓚€關鍵任務，如果關鍵任務不能按照系統的要求完成，則整體系統的任務流程不能繼續，導致系統失敗[1]。由此可見，任務分析法非常適用于產品開發設計的前期階段，特別是對產品進行功能定義和使用方式（或操作）描述是非常有意義的。對于全新產品開發，可以通過任務分析法了解用戶心理結構、行為方式和生活習慣，以此來定義全新產品的功能模型——用戶需要一個什么樣的產品，新產品會給用戶帶來什么體驗，生活會發生什么變化等等。對于改良的產品設計，任務分析法通過比較現有產品功能和用戶自身體驗之間的差異，繼而分析原有產品“任務”的不足，提出優化的措施以實現產品的改進設計。因此，任務分析法非常符合產品開發設計的一般流程需求，是有效的產品設計方法。對于工業設計專業學生來說，通過任務分析法的學習，讓學生既了解人機工程學的研究方法，又了解產品設計的一般流程，為以后的產品設計課程的學習打下基礎。由此可見，任務分析法具有很強的實踐性意義。

2 任務分析法的課堂實踐

由于人機工程學是一門交叉學科，知識內容豐富廣泛，而對于應用型人才的培養，其重點應該在于知識的實際應用上。而任務分析法是人機工程學其中一種重要的研究方法，可通過結合實例產品課題設計，將任務分析法應用到模擬的產品設計開發過程當中。下面即以課堂的一個具體課題設計實例來探討任務分析法在課堂中的實踐情況。

首先選題，過于簡單的產品在設計分析上難以展開，不能滿足實踐的工作量；復雜的產品由于牽涉知識點太多，不利于課時和教學內容的安排。選題上應該以下兩點：第一，注意產品與人應有一定的互動關系，產品的操作和使用上并非一步完成，具有一定的流程和步驟區分，且需要持續的使用才能構成完整的產品體驗；第二，產品類別應屬于大眾化產品，產品用戶（使用者）應具有廣泛性和普遍性。本文以針對 “自助式圖書館借還書系統”而設計的概念產品為研究對象。圖書館借還書系統具備以上所提的選題特點——借書和還書屬于多步驟完成的用戶操作流程，該產品系統是自助式的產品形式，強調用戶的自身體驗，是常見的工作生活片段之一，具有普遍性和一定的現實意義。另外，在客觀條件上，學校有圖書館的現成硬件設施可以提供學生進行調研，可以組織學生進行現場的關于借還書過程的設計研究，學生自身也有到過學校圖書館借還書的經歷，能夠加強學生對這個系統研究的體驗和理解。因此，本系統的課題設計非常適合課堂作為課題訓練的題目。

圖1 任務分析流程

第二，教學內容和安排。任務分析法是人機工程學課程當中的一個教學環節，課時量有限，需要合理安排教學內容和進度。雖然課題是以任務分析法為研究內容，但對于一個完整的“自助式圖書館的借還書系統”的產品課題設計，應該要完成的內容包括：圖書館的借還書系統的總體定義、任務分析、操作流程研究（用戶心理、操作和使用環境研究）、功能界面規劃和界面的視覺系統設計（以效果圖形式來表現）。課時安排可以參考：理論講授部分：任務分析法、功能規劃和圖書館借還書系統的介紹，大約4課時；課堂討論部分：操作流程、功能界面規劃和界面設計方案，大約4～8課時；課后：圖書館的現場調研（用戶調研與環境調研）和通過電腦完成界面的視覺系統設計。

最后，任務分析法的實施與成果。針對“自助式圖書館借還書系統”，學生提出自己的解決方案，如圖1，學生通過對整個借書和還書過程的調研，結合產品的功能模型定義，對產品應具有的任務做出整體規劃并列出詳細的任務流程圖，并根據任務的配對關系和邏輯關系，初步設計出功能界面規劃，如圖2。再然后結合產品的操作原理進行外觀形態設計（需考慮人機操作的互動性），設計出最終外觀造型方案，如圖3的方案外觀效果。

圖2 功能界面

圖3 方案效果圖

3 、總結

未來的設計是基于研究的設計，這種研究也許是描述一種關系、解釋一種關系，也可能是預測某種關系。人機工程學主要研究人、機（對象）和環境之間的交互關系，是設計研究的重要領域。設計既有“事理”又有“人理”。設計是關于“事物關系”的學問和實踐[1]。人機工程學中的任務分析法給設計提供了很好的設計方法和手段，通過任務分析的研究，可以理清設計思路，加深了對產品內涵的理解，回歸功能本位和人性本位的設計理念，使設計有理有據，成為更為客觀、科學的系統工程，而非只憑印象的簡單外形設計。通過任務分析法，學生更加深刻理解工業設計的理性原則，也掌握了設計分析方法和原理，為以后的產品設計課程的學習打下堅實的基礎。

[1]趙江洪. 人機工程學 [M]. 北京：高等教育出版社,2006.5