運用控制論設計產品服務生態系統

摘 ?要：隨著互聯網、物聯網技術的發展，系統思維在交互設計和用戶體驗設計領域有著十分重要的地位。而控制論是系統思維的一個重要組成部分。本文介紹了一階控制論（first-order cybernetics）和二階的控制論（second-order cybernetics），以及人工智能與控制論的關系。本文介紹了在教學場景和醫療場景中的控制系統，運用了產品服務設計的案例來闡述運用控制論設計產品服務生態系統的方法。

關鍵詞：控制論;產品服務生態系統;交互設計;系統思維

中圖分類號：TP273+.5 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）14-0156-06

Design of Product Service Ecosystem by Cybernetics

LIANG Ying

（NetDragon Websoft Inc.，Beijing ?100193，China）

Abstract：With the development of internet and internet of things technology，system thinking plays an important role in the field of interaction design and user experience design. Cybernetics is an important part of systematic thinking. This paper introduces first-order cybernetics and second-order cybernetics，and the relationship between artificial intelligence and cybernetics. This paper introduces the control system in the teaching and medical scenarios，and uses the case of product service design to elaborate the method of using cybernetics to design the product service ecosystem.

Keywords：cybernetics;product service ecosystem;interactive design;system thinking

0 ?引 ?言

如今的產品與服務越來越復雜，產品之間有著錯綜復雜的關系。尤其是軟件類產品，不再是單獨存在的個體。這都要求設計師擁有系統思維和系統設計的能力，本文就將對系統思維里的產品服務生態系統與控制論進行介紹。

1 ?產品服務生態系統

從宏觀系統到微觀系統的順序排列可以將系統分為：產品服務生態系統、概念模型、信息架構[1]。

產品服務生態系統是各個相關的產品與服務的有機集合。這種集合包含了人、硬件產品、軟件產品以及人工服務。這樣的集合并不是像“1+1=2”那么簡單，而是集合的各要素復雜地、動態地連接在一起。

產品服務生態系統包含了人們定義范圍之內最大維度的相關要素以及要素之間的連接關系。產品生態服務系統可以包含多個產品，以及產品與產品之間的關系，也可以包含與產品強相關的關鍵人或物。

2 ?一階的控制論

雷諾夫·格蘭維爾（Ranulph Glanville）在RSD3的演講上就談到了控制論和設計之間的關聯。也有許多的設計師和學者對控制論在設計領域的運用進行了實踐和理論性的總結，其中包括休·杜伯里（Hugh Dubberly）。

控制系統理論是系統思維的重要組成部分?！翱刂啤笔侵笇δ硺邮挛锏恼瓶氐倪^程。就如同在開車時需要對車進行方向上的把控。在控制論里面還有一個重要的思想是“自動”，當我們設計好了一個系統并且為系統設計好目標之后，這個系統就可以自己運作了。這也是軟件產品運作的一個精髓所在?？梢杂眠@樣的一個模型圖來展示控制系統，如圖1所示。

整體上來講它是一種調節系統和循環系統，系統隨著每次循環都更加接近于“目標”。這個模型中包含傳感器（sensor），可以感知環境（environment），并且將感知到的數據傳遞給比較儀（comparator），比較儀將目標（goal）和環境的數據進行比較，進而驅動執行器（actuator）來影響環境，外部環境存在的干擾（disturbances）也會影響環境。傳感器可以對數據進行輸入（input），執行器可以對數據進行輸出（output）。[2]

另外，可以看到傳感器與執行器有三個不同的屬性：第一個是分辨率（resolution），或者是準確率（accuracy），也就是說傳感器在傳感的過程當中可能準確，也可能不夠準確;第二個是頻率（frequency），或者是延遲（latency），也就是說傳感和執行的過程可能不是立馬發生的，有一定的時間和期限，這也是系統的延遲性;第三個是范圍（range），或者是容量（capacity），系統在傳感和執行的過程中可能并不是面面俱到的，可能是針對某個點進行有針對性的傳感和執行。

這樣說可能有些難以理解，可以先拿日常生活中的例子來理解控制論。在炎熱的夏天，人們大汗淋漓地回到家之后非常想立馬涼快下來，這個時候我們會打開空調，將空調的溫度調到最低，過了幾個小時之后，突然會感覺到太冷了，就把溫度調高一些。如果這臺空調有自動調整溫度的功能，只需要設置一個想要的溫度，它就會自己調整溫度的高低和風量的大小，室內空調案例中的控制系統如圖2所示。

這兩個過程都是控制系統，只是前者是人工進行調整，也就是說傳感器就是“我”的皮膚，比較儀就是在“我”的腦海中目前的溫度和我想要的溫度之間對比的過程，執行器就是“我”手動調整空調溫度的過程，同時也包括空調制造冷氣的過程。而后者是機器來完成傳感器、比較儀、執行器的過程。

其實，在設計過程中也存在類似的控制系統，如圖3所示。設計目標是為了滿足用戶的需求，為了讓用戶的生活更加美好。所以，設計師會針對用戶的需求進行設計。用戶使用產品的方式和在使用過程中出現的問題就是環境，設計師對用戶進行訪談、測試的過程就是傳感器。設計師在做用戶調研的時候需要非常準確的范圍，才能獲得有效的信息。

我們會發現，不管是日常生活中，還是工作中都有著許許多多的控制系統。它們的運作方式、運作的本質是相通的?？刂普摽梢詭椭覀兝斫馐挛锏谋举|規律。

3 ?二階的控制論

前面所講到的控制系統是一階的控制論（first-order cybernetics），接下來介紹的是二階的控制論（second-order cybernetics）。如果把一階的控制系統看作一個循環系統，那么二階的控制系統就是一個循環系統里面套著另一個循環系統，如圖4所示。

這兩個嵌套在一起的控制系統有兩個不同的角色，一個是觀測系統（Observing System），另一個是被觀測的系統（Observed System）。就如同我們在做用戶調研的時候觀察用戶是如何使用產品的，用戶使用產品的過程實質上也是一個控制系統，他們需要對產品做出反饋。同時，他們心目中有一個目標——比如使用產品中的某個功能，這個目標來自于調研人員。調研人員在觀察用戶使用產品的時候心中也有目標，這個目標可能是要獲取有價值的調研數據。

用戶使用產品、設計師觀測用戶使用產品的情況，這就是兩個嵌套在一起的控制系統了，同時設計師在設計產品的時候也會用到很多軟件，比如Sketch、PS，設計這些軟件的設計師我們可以叫他們元設計師（Meta-Designers）。

不論嵌套了多少個循環系統，我們都可以叫它二階的控制系統，如圖5所示。二階的控制系統與一階的區別就在于這種嵌套的關系。

4 ?控制論與人工智能

控制論（Cybernetics）與人工智能（Artificial Intelli-gence）有著緊密的關系。如今，信息技術的發展十分迅速，設計師所面臨的問題也越來越復雜。現在人們與機器的交互會產生大量的數據，這些數據為機器學習提供了充分的資料，這種使用、反饋、修改目標的過程就是機器學習和人工智能的精髓，同樣也是控制論的精髓。

我們現在經常使用的Siri（蘋果手機上的語音助手）就是人工智能的產物。通過大數據的分析，Siri已經可以準確地捕捉人們的自然語言并且進行分析，然后給出反饋。在這個過程中就存在著二階的控制系統。Siri通過大數據學習的過程就是前文中提到的“觀測系統”，而人與Siri對話的過程就是“被觀測系統”。通過不斷地與人們對話，Siri所學習到的信息也越來越多，這就是在反饋的過程中，為學習創造了機會。

而控制論、人工智能這些理念與設計師有什么關系呢？

如果把這些概念放在一個更廣的角度去理解就會發現，這些理論會為我們打開一個全新的設計世界。設計不僅是簡單地設計產品表面的皮膚，設計是要去構建產品以及產品背后的整個系統。

5 ?教學場景中的控制系統

在初中的教室里面，老師正在給學生上課，講解昨天作業里面錯的比較多的習題，放學的時候老師又對今天的知識點布置了新的習題給學生回家做。

隨著互聯網技術的發展，老師和學生也用上了各種各樣的APP。針對這樣的場景，我們進行了一系列的用戶調研，最后，我們通過用戶體驗地圖來展現出了老師授課、批改作業的行為路徑，用戶體驗地圖的局部如圖6所示。

老師在課上講解知識點和錯題，放學前布置了作業，第二天來學校的時候收取作業、批改作業、分析作業，錯得比較多的題目會在課上講解，錯得比較少的題目會單獨找學生講解。在這個循環當中同樣是存在控制系統：控制系統里面的環境就是學生對知識點掌握的情況，傳感器就是老師布置的作業（老師通過作業和試卷來了解學生掌握知識點的情況），目標就是老師期望學生掌握知識點的掌握程度，比較儀做比較的是學生對知識點的實際掌握程度和老師期望的掌握程度，執行器是老師對錯題的講解和對知識點的講解。不單單是初中的教學環境，甚至任何一個教學場景之下都存在這樣的循環，這個也是教學過程的模式（Pattern）。

我們可以分析提煉出這樣的控制系統，教學場景中控制系統如圖7所示。

這一過程看似與設計師沒有關系，但當我們在做用戶調研的時候，很多老師都反應“這款軟件雖然做作業還是比較好用的，但是當學生做完作業以后，講解作業非常困難?！蔽覀冏畛Ｂ牭降膩碜岳蠋煹谋г故牵骸拔覀儧]有辦法給學生講解作業。如果是紙質的作業我可以直接用作業本講解。但是你們的軟件上的字太小了，用投影放出來學生完全看不清?！?/p>

出現這樣問題是因為設計師完全忽略了“執行器”的環節，并沒有以系統的角度來思考整個產品。

控制論、產品服務生態系統這些理論和方法可以幫助我們避免這樣的問題。

6 ?醫療場景中的控制系統

在醫療場景中也存在控制系統。當我們生病了去醫院看病的時候，醫生有時會檢查一下我們的喉嚨，有時候會開出一些檢驗的單子讓我們去驗血，檢驗完了之后，我們還需要將檢查結果拿給醫生，醫生根據檢查結果判斷我們的病情，最后可能會開一些藥讓我們帶回家吃。在這個過程中就存在這樣的控制系統，如圖8所示。

接下來我們來看一個醫藥系統的案例：

目前的慢性病患者，他們每隔一段時間就需要到醫院開藥，但是一般情況下，病情較穩定，僅僅需要到醫院開藥，不需要找醫生看診。但由于醫院流程的限制，不看病的話，就沒有辦法接觸到醫生，這樣子就拿不到處方單（例如高血壓患者，醫生每次不會開太多的藥，所以就需要經常到醫院開藥），盡管不需要看病，但是開藥流程依然需要經過預約、掛號、看病、繳費，藥房取藥等多個環節，這中間還需要往返多個科室，每次開藥常常要浪費患者半天到一天的時間。有時候一到醫院就看到要排幾十米的長隊等待掛號，有時候掛到號了，又需要在醫院等一天叫號，還有的時候是一大早到醫院門診結果門診號掛完了……而對于某些患慢性疾病的人來說，這樣的繁瑣流程需要伴隨一生。

還有很多外地患者到大城市的醫院看病，看完病患者基本都會回家，過段時間再來大城市看病拿藥;還有的是之前患過某種疾病，后來突發了，但是依然需要到醫院掛號開藥;還有的是醫院自研藥，只能在該醫院買到，其他地方都買不到;還有的會遇到藥販子、號販子，甚至是碰到藥騙子和號騙子。

如果建立了成熟的個人檔案系統，對于慢性疾病的患者來說只需要與醫生或者醫生的助理進行線上的交流就可以從醫院自動發出所需的藥品，用快遞直接送到病患的手上，不需要患者反復往返醫院。

我們可以用這樣的系統地圖來表現整體的方案，如圖9所示。

所有的人在出生的時候就會伴隨著身份證在醫藥平臺上創建一份健康檔案。如果是首次發病，需要去醫院按照醫生的指示做各項檢查，然后信息會同步到醫藥平臺的健康檔案中，醫藥平臺會依據醫生的診斷結果，生成對應的處方信息，患者可以決定在平臺上進行線上購買還是到藥店進行線下購買（所有的診斷信息、處方信息、藥單信息都會同步到平臺的健康檔案中）;如果后續出現同種病癥的時候，該患者可決定是通過平臺與醫生建立聯系，進行線上診斷還是需要到醫院進行診斷，后續的藥品分發也同樣會通過平臺進行。在這種情況下，通過醫藥平臺中的健康檔案信息，可以極大地降低治療疾病所需的時間，快速有效地幫助病患拿到藥物改善病情。

這就是一種從系統的角度去設計產品和服務的方法。

7 ?用二階控制論構建產品服務生態系統

在前文中，提到二階的控制論，那么我們如何運用二階的控制論去構建產品服務生態系統呢？

接下來給大家介紹我在研究生期間做的一個案例：

我去美國讀研時是全家三人一起去的美國。某日我帶著一歲多的女兒在小區閑逛，突然對面有一個小男孩在向我女兒招手，可以看出他想跟我們交流，但因為語言不同，我們沒有辦法和他交流。隨后了解到，他們家是墨西哥移民，父母去上班了，爺爺也有事，有時候就會把小男孩鎖在陽臺上面。聽到這些后我做了一系列的研究，采訪了多語言環境下的小孩的生活和學習環境。其中有一位同學表示他也是隨父母來美國的第一代移民，因為英文說得不好經常遭到同學的嘲笑，感到非常自卑，曾經還想到過自殺。在中國，小孩都會因為口音遭到同學的嘲笑，而在美國這樣的問題可能會放大十倍甚至百倍，因為小孩面臨的是完全不一樣的語種，會帶來極大的挑戰。

而與此同時，醫院的專業人員也無法給出切實有效的建議，因為醫生對于某一階段的兒童需要掌握多少的英文單詞是有既定的標準的，而這個評判標準是十分固定的，但是醫生往往不會考慮到小孩是在學習一門語言還是多門語言。

在目前系統中醫生心中有一個目標（Goal）：每個階段的小孩需要學會多少的單詞。當家長把小孩帶到醫生面前的時候，醫生會詢問小孩會了多少單詞，這個過程就是控制論里面的傳感器（Sensor），接下來，醫生會用自己的目標與小孩的現狀做一個對比，這個過程就是控制論里面的比較儀（Comparator），如果小孩的語言學習情況不符合醫生的標準，醫生就會給出建議，這個就是控制論里的執行器（Actuator）。

通過對這個系統的分析我們可以發現這個系統中存在的問題：

（1）醫生的標準比較單一，沒有針對多語種的家庭的標準;

（2）數據的采集（傳感器sensor）比較，只能通過詢問的方式。

針對這樣的情況，可以運用系統性思維語言和控制論的方式進行分析，如圖10所示的未來系統就是其中的一種形式，我們引入一個可穿戴的錄音器，可以用來采集小孩掌握的新的單詞，同時標準的制定可以通過同一類型的群體的數據的采集來得到，避免了標準過于單一的問題。在此，這個標準或者說目標的制定是“孵化”出來的，比如說同時學習中文與英文的兒童需要掌握多少個英文單詞和中文詞句。[3]。

這就是控制系統里面的二階的控制論，一階的控制系統里的目標并不是既定的，而是根據觀測系統“孵化”出來的。

在未來的產品與服務中，硬件越來越多地扮演了“傳感器”的作用，而在“傳感器”的背后有著越來越復雜的系統，而系統的知識和方法也會對我們越來越重要。

在實際運用中可能會產生這樣的疑問：是否所有的產品服務生態系統都可以用控制論來構建。

這是一個很好的問題?？刂普撨m用于許多的問題與場景，但我們也不必局限于控制論這一種理論與方法。在未來可以對這一領域進行進一步的探索，也需要許多不同種類的系統模型來幫助我們構建產品服務生態系統。

8 ?結 ?論

控制論對于系統思維與交互設計是至關重要的。設計師、設計專業的學生應對系統思維重視起來。由于系統思維的缺乏，現在很多產品只解決了“眼前的”需求，沒有解決根本的和長遠的需求。控制論可以用于交互設計和產品設計，輔助設計師用更加系統的角度來思考問題。

參考文獻：

[1] 梁穎.系統性思維在產品設計和體驗設計中的應用 [J].中國新通信，2019，21（4）：205-206.

[2] 梁穎.控制系統在交互設計和產品服務生態系統里的運用 [J].中國新通信，2019，21（3）：45-46.

[3] Liang Y. Systematic Modeling：Conceptual and Mental Models in Interaction Design Practice [M].USA：Blurb，2016：44-46.

作者簡介：梁穎（1989.04-），女，漢族，湖北武漢人，資深體驗設計師，碩士，研究方向：用戶體驗設計、系統性思維。