人机工程学中的任务分析法实践

李启光

电子科技大学中山学院艺术设计学，广东 中山 528400

引言

人机工程学既是工业设计的一门专业课程，也是一门独立的交叉学科，其研究的核心问题是不同的作业中，人、机器及环境三者间的协调问题；其研究方法和评价手段也涉及心理学、生理学、医学、人体测量学、美学和工程技术的多个领域，研究的目的则是通过各学科知识的应用，来指导工作器具、工作方式和工作环境的设计和改造，使得作业在效率、安全、健康、舒适等几个方面的特性得以提高或达到一个最优化的状态。由此可见，人机工程学对工业设计有重要的指导作用，而人机工程学的研究方法、研究方向、研究对象、研究成果和系统思想等也成为工业设计发现问题和解决问题的重要切入点。在人机工程学众多的研究方法中，任务分析法是其中一种重要的研究方法。任务分析法的研究对象和研究过程符合产品设计开发的功能分析原理，是一种非常有效的、属于产品开发前期的设计分析方法。本文将通过讨论任务分析法与产品设计之间的关系，来阐述该研究方法对于工业设计专业学习的重要性，并提出关于任务分析法在课程实践中的具体教学安排的见解。

1 产品设计与任务分析法

产品设计即是狭义的工业设计，其设计内容主要包括人们为了生存与生活得以维持与发展所需的诸如工具、器械、器具和日用品等各种物质性对象所进行的造型、材料与色彩等方面的设计。狭义工业设计的定义与传统工业设计的定义是一致的。由于工业设计自产生以来始终是以产品设计为主的，因此工业设计常常被称为产品设计。产品设计也常与产品开发联系在一起，是一项系统的工程，一般的流程都包括产品策划、市场调研、设计概念提出、设计分析、创意构思、造型设计、模型制作、方案评定、结构设计、模具设计、手板制作和产品展示等。产品策划、市场调研、设计概念提出和设计分析属于产品设计的前期阶段；创意构思、造型设计、模型制作、方案评定、结构设计和模具设计属于产品设计的中期阶段；而手板制作和产品展示则属于产品设计的后期阶段。工业设计专业的课程安排主要是围绕产品设计的定义和流程而展开的，其目的性和实践性非常强。从产品设计一般流程也可以看出，工业设计专业涉及的知识内容也非常多，也是一门边缘学科。而本文讨论的人机工程学的知识内容会渗透到产品设计中的方方面面，在产品设计中也是会经常遇到人机工程上的问题。在产品设计的前期阶段，经过产品策划、市场调研、设计概念提出到设计分析，这一过程都牵涉到对产品的性能、操控和实用功能等的分析，当然也有关于人的生理和心理因素的分析，这些都是人机工程学的范畴。这里关于产品的分析，与人机工程学上的任务分析方法是相一致的。在进行产品开发或系统研究的过程中，设计开发人员都会关注产品的功能、产品的使用人群和产品的软、硬件设备的情况。在这些问题中，首先要考虑的就是分析用户如何与产品进行交互，这要用到任务分析的方法。任务分析就是研究用户完成指定任务的作业行为分析。任务就是用来描述用户活动或完成某项工作步骤的一个标志。任务分析指对人员按照系统规定，完成指定任务的周期中的人的作业行为分析。任务分析法的主要研究内容包括：任务的启动信号（如感觉刺激以及感觉通道等）、作业活动（如反应行为、决策等）、任务的技能水平、知识、人为失误（如操作失误）和系统的失效，即任务开始的信号、任务的行为过程、任务要求的技能和知识、任务中可能的人为失误和任务失败的后期的后果。任务分析中的一个重要概念就是关键任务。关键任务通常是指系统的操作周期中，人的作业流程具有明确起始点和结束点的一个流程段。一个任务通常可以分解为若干个关键任务，如果关键任务不能按照系统的要求完成，则整体系统的任务流程不能继续，导致系统失败[1]。由此可见，任务分析法非常适用于产品开发设计的前期阶段，特别是对产品进行功能定义和使用方式（或操作）描述是非常有意义的。对于全新产品开发，可以通过任务分析法了解用户心理结构、行为方式和生活习惯，以此来定义全新产品的功能模型——用户需要一个什么样的产品，新产品会给用户带来什么体验，生活会发生什么变化等等。对于改良的产品设计，任务分析法通过比较现有产品功能和用户自身体验之间的差异，继而分析原有产品“任务”的不足，提出优化的措施以实现产品的改进设计。因此，任务分析法非常符合产品开发设计的一般流程需求，是有效的产品设计方法。对于工业设计专业学生来说，通过任务分析法的学习，让学生既了解人机工程学的研究方法，又了解产品设计的一般流程，为以后的产品设计课程的学习打下基础。由此可见，任务分析法具有很强的实践性意义。

2 任务分析法的课堂实践

由于人机工程学是一门交叉学科，知识内容丰富广泛，而对于应用型人才的培养，其重点应该在于知识的实际应用上。而任务分析法是人机工程学其中一种重要的研究方法，可通过结合实例产品课题设计，将任务分析法应用到模拟的产品设计开发过程当中。下面即以课堂的一个具体课题设计实例来探讨任务分析法在课堂中的实践情况。

首先选题，过于简单的产品在设计分析上难以展开，不能满足实践的工作量；复杂的产品由于牵涉知识点太多，不利于课时和教学内容的安排。选题上应该以下两点：第一，注意产品与人应有一定的互动关系，产品的操作和使用上并非一步完成，具有一定的流程和步骤区分，且需要持续的使用才能构成完整的产品体验；第二，产品类别应属于大众化产品，产品用户（使用者）应具有广泛性和普遍性。本文以针对 “自助式图书馆借还书系统”而设计的概念产品为研究对象。图书馆借还书系统具备以上所提的选题特点——借书和还书属于多步骤完成的用户操作流程，该产品系统是自助式的产品形式，强调用户的自身体验，是常见的工作生活片段之一，具有普遍性和一定的现实意义。另外，在客观条件上，学校有图书馆的现成硬件设施可以提供学生进行调研，可以组织学生进行现场的关于借还书过程的设计研究，学生自身也有到过学校图书馆借还书的经历，能够加强学生对这个系统研究的体验和理解。因此，本系统的课题设计非常适合课堂作为课题训练的题目。

图1 任务分析流程

第二，教学内容和安排。任务分析法是人机工程学课程当中的一个教学环节，课时量有限，需要合理安排教学内容和进度。虽然课题是以任务分析法为研究内容，但对于一个完整的“自助式图书馆的借还书系统”的产品课题设计，应该要完成的内容包括：图书馆的借还书系统的总体定义、任务分析、操作流程研究（用户心理、操作和使用环境研究）、功能界面规划和界面的视觉系统设计（以效果图形式来表现）。课时安排可以参考：理论讲授部分：任务分析法、功能规划和图书馆借还书系统的介绍，大约4课时；课堂讨论部分：操作流程、功能界面规划和界面设计方案，大约4～8课时；课后：图书馆的现场调研（用户调研与环境调研）和通过电脑完成界面的视觉系统设计。

最后，任务分析法的实施与成果。针对“自助式图书馆借还书系统”，学生提出自己的解决方案，如图1，学生通过对整个借书和还书过程的调研，结合产品的功能模型定义，对产品应具有的任务做出整体规划并列出详细的任务流程图，并根据任务的配对关系和逻辑关系，初步设计出功能界面规划，如图2。再然后结合产品的操作原理进行外观形态设计（需考虑人机操作的互动性），设计出最终外观造型方案，如图3的方案外观效果。

图2 功能界面

图3 方案效果图

3 、总结

未来的设计是基于研究的设计，这种研究也许是描述一种关系、解释一种关系，也可能是预测某种关系。人机工程学主要研究人、机（对象）和环境之间的交互关系，是设计研究的重要领域。设计既有“事理”又有“人理”。设计是关于“事物关系”的学问和实践[1]。人机工程学中的任务分析法给设计提供了很好的设计方法和手段，通过任务分析的研究，可以理清设计思路，加深了对产品内涵的理解，回归功能本位和人性本位的设计理念，使设计有理有据，成为更为客观、科学的系统工程，而非只凭印象的简单外形设计。通过任务分析法，学生更加深刻理解工业设计的理性原则，也掌握了设计分析方法和原理，为以后的产品设计课程的学习打下坚实的基础。

[1]赵江洪. 人机工程学 [M]. 北京：高等教育出版社,2006.5