基于眼動實驗的企業成本LUBA可視化方案效果研究

馮沛 陳俊宇

[摘要]文章創新性地把眼動儀引入到可視化系統設計中，借助眼動儀實驗對傳統財務報表和LUBA可視化效果圖進行對比分析，探究基于LUBA成本核算體系的成本信息可視化方案效果的有效性，為將來成本可視化系統開發奠定理論基礎。

[關鍵詞]眼動實驗； LUBA； 成本可視化

[DOI]1013939/jcnkizgsc201917079

1引言

自煤炭的黃金十年過去以來，煤炭企業普遍面臨著產能過剩，生產缺乏高效組織的管理問題。要應對這種情況，提高煤炭企業的生產管理水平，做好成本管理就顯得至關重要。站在管理者的角度可以將成本管理分為大致三個環節，第一是對成本信息進行收集與簡單歸類處理，第二是對龐雜的成本信息進行深度挖掘，歸納出有用的信息，第三是選用合理的可視化方案，將有價值的成本信息完整及時的傳達給管理者。三個環節進行的質量，直接關系到成本管理的成功與否。因此，如何對成本信息進行有效收集處理，如何對成本信息的內涵進行挖掘，以及如何及時高效地展示成本異常是企業成本管理的核心問題。

針對這一核心問題，LUBA模型提供了成本信息規范化處理的方法，但目前針對基于LUBA模型設計的信息可視化方案進行的研究仍然較少，對具體可視化方案的管理效應進行的分析也鮮有人做。成本信息可視化方案的管理效應體現在其能否準確全面的向管理者傳達信息，幫助管理者進行決策上，在一般的管理行為中，成本信息的傳達效率可以通過分析管理者的閱讀行為來進行衡量。本文在研究管理者閱讀成本信息的活動中創新性的引入了眼動儀，通過設計眼動儀實驗，記錄被試者的聚焦軌跡與聚焦時間等數據，對被試者的閱讀行為進行分析，模擬管理者進行成本分析的過程，探討既定可視化方案的效果。

2LUBA模型概述

LUBA模型將企業的生產工藝細分為區（Area）、塊（Block）、單元（Unit）、線（Line），把成本項目計算到不同的區塊上，按對應區塊進行成本核算，綁定了成本信息與工藝的對應關系，為成本信息賦予了與工藝對應的時間性與空間性，以及可追責性。利用LUBA模型，管理者可以及時的發現成本信息變動，了解到成本發生的時間空間點，并利用責任矩陣對應到成本的負責部門，從而實現更優的成本管理。

3眼動儀概述

眼動儀是通過對眼動的記錄從中提取諸如注視點，注視時間和次數，眼跳距離，瞳孔大小等數據，幫助研究者對被試的閱讀行為進行分析的的儀器。眼動有三種基本方式：注視（Fixation），眼跳（Saccades）和追隨運動（Pursuit Movement）。 眼動可以反映視覺信息的選擇模式，對于揭示認知加工的心理機制具有重要意義，從研究報告看，利用眼動儀進行心理學研究常用的資料或參數主要包括：注視點軌跡圖，眼動時間，眼跳方向（Direction）的平均速度（Average Velocity）時間和距離（或稱幅度Amplitude），瞳孔（Pupil）大小（面積或直徑，單位象素Pixel）和眨眼（Blink）。

考慮到管理行為研究與心理學研究的區別，本文選擇采集以下眼動指標對可視化效果以及管理效應進行分析。

（1）注視點數目，用于反應被試注視區域的大小以及對圖表的關注范圍，反映了該可視化方案引起被試注意的部分有多大，用于判斷其傳遞信息是否全面。

（2）平均注視時間，用于反應被試在固定點上采集信息所需的時間，用于判斷該可視化方案固定區域內的信息密度。

（3）平均瞳孔直徑，反應背時的心理負荷變化程度，其數值越大說明心理負荷越大，記憶和比較信息處理的活動更密集。用于判斷可視化方案刺激被試進行高強度信息處理活動的頻率，反應可視化方案的信息傳遞效率。

兩種不同的方案中，能使閱讀者關注到更大的圖表范圍、在相同時間內獲取更多信息、進行更高頻次有效信息處理活動的則視為有更好的可視化效果。

4實驗目的與假設

41實驗目的

分析本文提出的可視化方案相比于傳統財務報表的有效性，利用眼動儀記錄下被試者在閱讀數據材料時的閱讀行為信息，分析被試者的關注重點與注意力分配狀況，從而判斷可視化方案相比于傳統成本報告的信息傳遞效率，進而確定可視化方案對于被試者捕捉關鍵的成本信息，進行管理決策產生了何種影響。

42研究假設

本文的研究重點在提出合理的可視化方案，并利用實驗對其可視化效果進行分析驗證，為便于研究的開展，對于成本信息的收集與處理方面存在以下假設。

（1）假設在實際管理中，應用可視化方案的企業有能力進行高頻的成本信息核算報告，并導入到管理信息系統中。

（2）假設企業有明確且合理的成本責任劃分機制。

（3）假設方案面向的管理者擁有普遍的成本管理意識和閱讀能力。

5研究實驗設計

51被測者

被試選取中國礦業大學（北京）30名有財務基礎和財務管理思維的會計專業本科生進行進行實驗。 被試者年齡在 20～22 歲之間，所有被試者視力或矯正視力正常，均無色盲且為自愿參加。 實驗完成后被試者可獲得一份禮物。

52實驗儀器

德國SMI公司生產的RED眼動儀設備和SMI BeGase36分析軟件。RED 系統包括主試者使用的用于進行眼動數據記錄與分析的計算機、用于向被試呈現刺激圖像的顯示器、RED 攝像頭以及紅外光源。RED 眼動儀擁有眼睛和頭部的自動探測功能，當被測試者的視線在短時間內不在眼動儀的收錄范圍內并再次返回時，攝像頭能自動的繼續攝取受試者的眼睛圖像。該眼動儀環境適應性強，對被試者約束較少，使實驗更加舒適便利。 眼動儀連接到 分辨率為 1920×1080 像素的 14寸顯示器，并根據房 間的實際亮度調整顯示器的亮度， 確保可以清晰呈現。 顯示器前75厘米處放置較為舒服的高背座椅，使被試者可以獲得最佳閱讀姿勢。

53實驗設計與實驗材料

實驗內容采用對比試驗實驗設計，由30名在校會計專業本科生分別對傳統報表和可視化方案圖進行觀看，然后回答相應的9個相關成本相關問題，讓被試者通過閱讀進行視線跟蹤，通過眼動指標和熱圖的對比分析得出LUBA可視化方案與傳統財務報表的相對效果有效性。本實驗中用到的材料分為兩份，第一份是常規成本信息財務報表，第二份是經可視化方案處理后的成本數據信息。

54實驗過程

實驗過程中被試被要求進行兩項活動，分別為閱讀活動和答題活動。（1）實驗開始前，請被試者安坐于眼動儀前，向被試者介紹注意事項；（2）測試組人員調整坐姿和與電腦屏幕的距離，開始進行校準，確保儀器可以正常記錄眼動數據；（3）校準完畢后，屏幕上呈現指導語：“請以正常的速度閱讀下面一段文字。理解文字內容后按空格鍵結束閱讀。”被試按指導完成后，電腦屏幕上將出現問卷題目一，此時眼動儀不做數據錄入，被試閱讀完題目按空格確認后，屏幕上將出現材料一（即常規報表），此時進行眼動數據的錄入，被試閱讀完畢后屏幕上將出現四個選項，被試可按鍵作答，作答完畢后按次序出現下一題目，直至問卷全部完成為止；（4）材料一的所有數據搜集完畢后，進行材料二數據的搜集，在屏幕上重復出現問卷題目，請被試閱讀成本材料二（即LUBA可視化方案圖片），進行作答，直至全部完成為止。

6數據分析

提取注視次數、平均注視時間、平均瞳孔直徑等數據，從描述統計表、兩兩 t 檢驗結果、閱讀熱圖和回答正確率等四個方面分析。

61描述統計表分析

表1中可以直觀被測者在看出：（1）被試者在LIBA可視化方案圖表上留下的注視點數目顯著多于傳統報表組；（2）被測者在看傳統報表和可視化圖的注視時間沒有顯著差別，兩者基本相等；（3）被試者在LUBA模型可視化方案圖表上的平均瞳孔直徑顯著大于傳統報表組。

62t檢驗結果分析

收集充分的樣本信息后，做出該實驗的原假設與備擇假設并對數據進行配對樣本t檢驗，用最小顯著差異法對存在顯著影響的指標進行兩兩比較分析。

621注視點

原假設：傳統報表組的注視點平均值等于可視化圖表的注視點平均值即：H0：μ1，報表-μ1，圖表=0；備擇假設：傳統報表組的注視點平均值不等于可視化報表的注視點平均值，即：H1：μ1，報表-μ1，圖表≠0。

從表2中可以得到傳統報表組合可視化組注視點的相關系數為負值0105，但相應的概率值為0580，由于0580>005所以兩組注視點之間的相關顯著性不大。

該表3給出了傳統報表組合可視化組注視點的配對樣本t檢驗結果。

從該表3中可以得出被測者看傳統報表和可視化圖的注視點之差的均值-8289087、標準差11868089、均值標準誤2166807、95%的置信區間下限是-12720705，上限是-3857470，t檢驗的值-3825、自由度29和雙側概率值0001。由于兩組注視點的T檢驗的概率為0001，小于005的顯著水平，拒絕原假設，所以可以認為這兩個組的注視點有著顯著的不同；從可視化效果角度而言，充分說明被試對于LUBA圖片的關注范圍更廣。

622平均注視時間

原假設：傳統報表組的平均注視時間平均值等于可視化圖表的平均注視時間平均值：H0：μ2，報表-μ2，圖表=0；備擇假設：傳統報表組的均注視時間平均值不等于可視化報表的均注視時間平均值：H1：μ2，報表-μ2，圖表≠0。

從表2中可以得到傳統報表組合可視化組注視時間的相關系數為負值 0245，但相應的概率值為0192，由于0192>005，所以兩組注視時間之間的相關顯著性不大。

該表3給出了傳統報表組合可視化組注視時間的配對樣本t檢驗結果。從該表3中可以得出被測者看傳統報表和可視化圖的注視時間之差的均值-601337、標準差12337072、均值標準誤2252431、95%的置信區間下限是-5208075，上限是4005402，t檢驗的值-0267、自由度29和雙側概率值0791。由于兩組注視點的t檢驗的概率為0791，大于005的顯著水平，不能拒絕原假設， 被試對于兩張圖片的平均注視時間并無顯著差別，在單位點上所花費的注視時間基本相等。

623平均瞳孔直徑

原假設：傳統報表組的平均瞳孔直徑平均值等于可視化圖表的平均瞳孔直徑平均值：H0：μ3，報表-μ3，圖表=0；備擇假設：傳統報表組的平均瞳孔直徑平均值不等于可視化報表的平均瞳孔直徑平均值：H1：μ3，報表-μ3，圖表≠0。

從表2中可以得到傳統報表組合可視化組平均瞳孔直徑的相關系數為0298，但相應的概率值為0298，由于0298>005，所以兩組注視點之間的相關顯著性不大。

表3給出了傳統報表組合可視化組平均瞳孔直徑的配對樣本t檢驗結果。從該表3中可以得出被測者看傳統報表和可視化圖的平均瞳孔直徑之差的均值-018150、標準差031686、均值標準無誤005785、95%的置信區間下限是-029982，上限是-006318，t檢驗的值-3137、自由度29和雙側概率值0004。由于兩組注視點的T檢驗的概率為0004，小于005的顯著水平，拒絕原假設，被試在觀看LUBA圖片時的平均瞳孔直徑顯著高于觀看傳統報表時，充分反映了被試在觀看前者時心理負荷更大，高強度的信息處理活動更為活躍。

63問題回答正確率分析

原假設：傳統報表組的問卷正確率平均值等于可視化圖表的問卷正確率平均值：H0：μ4，報表-μ4，圖表=0；備擇假設：傳統報表組的問卷正確率平均值不等于可視化報表的問卷正確率平均值：H1：μ4，報表-μ4，圖表≠0。

表1中可以直觀看出被測者在看傳統報表和可視化圖的問題回答正確率有顯著差別，被試者在LUBA模型可視化方案圖表上的問題回答正確率顯著大于傳統報表組。

64閱讀熱圖分析

熱點圖是描述被試在觀看圖片時注視點分布情況的彩色圖片，眼動儀記錄下被試在閱讀圖片時在某一區域內注視點數目的信息，并將注視點分布相對密集的區域用偏暖色（趨向于紅色）表示，注視點相對少的區域用偏冷色表示（趨向于綠色），視覺上觀看，隨著注視點數目的變少顏色由紅變黃，最終過渡到綠色。熱點圖是分析被試在閱讀過程中注意力分配情況與重點關注區域的重要參考。

根據實驗得出的熱點圖可以看出，成本表中成本項目名稱區域呈現顯著紅色，而成本數據列表數字區域色彩偏冷且分布稀疏。可視化方案中異常成本項目區域呈現顯著紅色。這說明在閱讀傳統財務報表的名稱時，注意力較集中，而閱讀具體成本數據時，注意力較分散；在閱讀可視化方案的時候，注意力可以集中在有效區域（成本異常區域）。

7結論

根據實驗結果與數據分析可以得出以下兩方面的結論：

通過眼動指標分析可以發現，與傳統財務報表相比基于LUBA模型的成本信息可視化圖形信息量更為密集，能促使觀看者進行更頻繁更高強度的信息處理活動。結合到日常管理活動中，基于LUBA模型的可視化方案有利于全方位以及高效的向管理者傳遞信息，一方面傳遞更多信息，另一方面確保信息傳遞效率高與管理者注意力集中。

通過問卷回答正確率發現將成本信息按照生產工藝的區、塊、線進行有機展示可以極大地提高觀察者回答關于成本異常問題的正確率。結合到管理活動中，基于LUBA模型的可視化方案將有助于管理者一目了然并且印象深刻地發現成本異常，并在極短的時間內迅速建立對成本異常程度的印象，同時獲知其發生的時間與具體空間。有助于管理者進行及時、事中的成本管理。

8不足與改進

（1）本實驗由于時間與財力有限，選取的被試數目較少，參試人員也大多為有一定基礎的財務專業學生。一方面樣本數據較少；另一方面被試的閱讀習慣于心態不能完全模擬管理者狀態，后續為獲取更精確可信的結果可以考慮擴大樣本規模進行試驗。

（2）本實驗中所用到的成本異常問卷題量較小，題目設置對于被試來說難度也較高，導致在單純閱讀成本報表的情況下答對問題的正確率顯著偏低，后續可擴大問卷題目數量同時降低難度，或者提供輔助。

（3）考慮到運算量過大，本實驗未能對更為詳細的眼動軌跡指標進行分析，總結出閱讀者閱讀的優先順序，可在后續進行改進。

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