智能装备终端界面交互设计研究

李琪 郑刚强

摘要：对于智能装备终端来说，信息准确、高效地传达得益于界面交互的设计。以高支模监测系统界面交互设计为例，剖析人—机—环境三者间建立的设计系统，从有用、可用、乐用三个角度分析智能装备终端的界面交互设计，进而得出一套设计原则。以终端的交互界面设计提升智能装备的用户体验，进而提升其附加值，加快智能装备的发展。

关键词：智能装备终端；界面交互设计；人—机—环境；设计原则

中图分类号：TP393.09 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2019）04-0141-04

Abstract： For smart equipment terminals， information is accurately and efficiently communicated thanks to the design of the interface interaction. Taking the interaction design of the high-model monitoring system as an example， the design system established between the human-machine and the environment is analyzed. The interface interaction design of intelligent equipment terminals is analyzed from the three aspects of useful， easy to use and happy to use， and a set of design principles is obtained. The user interface of the terminal is designed to enhance the user experience of the intelligent equipment， thereby increasing its added value and accelerating the development of intelligent equipment.

Keywords： intelligent equipment terminal；interface interaction design；human-machine-environment；design principles

引言

智能装备隶属于高端装备，是目前科技发展的重要一环，对于经济发展而言有着重要的推进作用。机械装备的智能化是一个工业发达国家的重要标志，包含先进的制造技术以及先进的核心技术，是先进制造技术、信息技术和智能技术在装备产品上的集成和融合。[1]对于智能装备的信息传达则是由移动终端的交互界面输出或反馈给用户，进而由用户输入指令。人机界面是否友好、逻辑运算是否准确、数据库是否合理等性能指标直接影响智能装备系统的整体使用效果与智能化程度。[2] 抛开单纯技术性因素，优良的产品设计内容中，更多是在解决技术性能向使用功能转化的问题，即创造合理的使用方式、分配产品与使用者之间的能动关系，使产品具备良好的可用性。[3] 当前的智能装备交互界面大多由工程技术人员基于功能需求进行界面设计。[4]忽略了人、机、环境对交互界面带来的影响。单纯的技术性信息难以实现正确高效的指引，这就需要设计师在现有的技术人员的设计原型基础之上，结合人—机—环境三方面因素对智能装备终端的界面交互设计进行深入系统地研究。

1 智能装备终端交互界面系统构建

智能装备终端界面作为人与信息交流的媒介，在输入与输出中与人互动，其本质是高效准确地传递信息。但作为工具的产品，围绕着“以人为中心”的设计原则是其根本，所依托的机器和环境则是影响因素，三者间的关联共生则构建出界面交互的设计系统（图1）。如同工业设计一般，除了产品本身属性的设计，如造型、材料、颜色、加工工艺，大小等，还需要考虑与整体环境的融合，如使用环境、社会环境、市场环境、人文环境等等，以及作为产品的核心之处“人”。人、机、环境相辅相成，共同构建出约束设计的系统，围绕着这个系统，“设计”过的信息才能被人们更自然、高效、准确地接收。

1.1 设计系统——人

“人”在智能装备终端交互界面这个系統中，不仅是使用者这一角色，还包括技术员、设计师。信息最初发起于技术员，经过设计师，再到使用者，设计师在二者中间需要协调其之间的关系。在技术员这一方面，需要满足信息的准确传递，主次轻重，逻辑引导，规避错误等直观需求，还需要满足界面由图片向数据转化的可实现性，持久性，适配性等等隐形需求，这都需要在设计过程中不断沟通交流，调动数据向图形转变的灵活性。在使用者方面，考虑的则更为全面。包括使用者所代表这一人群的年龄、性别、工种、生理特征、心理特征、使用习惯、文化背景等等。由此来分析该类人群对界面设计的需求。如高支模监测系统的使用人群。

作为一款监测建筑高支模的稳定安全的智能装备，终端操作者多为男性、且是具有一定知识水平的施工员或工程师，通过监测数据确保建筑施工人员的安全。手指粗大为这一类人群的显著特征，相对应的界面按钮设计则应放大。在使用习惯上，手持如平板电脑般大的智能装备终端姿势分为双手操作，由左右手分别点击屏幕，亦或是一手持设备，一手点击屏幕。双手操作方式，在界面设计上因该尽量将按钮向两侧集中，避免手点击屏幕跨度过大而不舒适或效率降低。一手持一手点操作方式则不受约束，按钮则可以美学角度出发设计。由此，为适合不同人的使用习惯，按钮设计上以右列为主要参考，搭配界面信息内容作出相应调整，如图2。

1.2 设计系统——机

智能装备终端分为固定型和移动型，如日本马扎克数控机床和武汉岩联剪切波测试仪（如图3，图4）。智能装备终端有着不同于键盘、鼠标、显示器的交互方式，类似于平板电脑的直接触屏操作，但却没有其智能和多功能化，无法实现多窗口运行模式。针对于智能设备终端，需要考虑不同设备的差异性，多为专门针对某一型号设备进行设计。在交互界面的设计中，需要考虑品牌DNA、外观、装备尺寸以及屏幕尺寸、计算能力、网络环境、显示屏的分辨率、色域与色深，以及输入方式等等，即构建出机器设备的特点与需求进而进行设计。

如高支模监测系统宿主为智能装备移动终端，类似于平板电脑，但需要较厚的壳体进行保护，内置相关检测设备。原有的屏幕+操作键过渡到智能型：去掉按键，只有触摸屏。外形偏向工业化，硬朗的外观诉说着产品的科技感。在界面设计中需融合产品外观元素，保持界面与装备的视效一致性。同时装备分辨率为1024*800，色深值较低，设计过程中电脑的显示效果与智能装备显示效果不同，这需要在设计过程中不断地放入设备中调试，寻找最好的显示效果。

1.3 设计系统——环境

智能装备终端使用场景也会随设备的类型而变化。固定型智能装备终端小环境即为大型装备，多与装备融于一体；大环境则为工厂厂房；装备为直接与电源相连。移动型智能装备终端则是独立结构，手持操作，锂电池供电；大环境由用户所处环境为主，多为室外，会受太阳光照强度影响。如高支模监测系统应用于建筑工地中，地处室外，在交互界面中需增强信息显示的对比度，保证强光下依然可以看清且不费眼。智能装备终端环境方面需分析环境特点及其对设备所带来的影响，构建出交互界面设计环境系统。

2 界面交互设计原则

2.1 基本层——有用

有用，是满足用户对界面的基本需求。在智能装备终端上则表现为界面的准确、安全、有效。此层面技术人员构建信息架构即可完成，是界面功能的基本体现。由技术人员构建出设计原型，与设计人员讨论整体构架，技术人员以产品信息传达内容角度出发，设计人员则站在人机操作的立场，构成人—信息—人的闭环系统，满足设计的基本层面，也是界面交互设计的初步。

2.2 扩展层——易用

易用，是在满足基本功能之后的进一步需求，更注重人机交互，以提升界面交互效率为本。在满足有用层面后，设计人员与技术人员在进一步讨论中提升人机化、操作优化、视觉美化等方面。

人机化表现为操作舒适，按钮适合人机尺寸，室外操作可视性强，满足用户视听触的使用。即结合人—机—环境系统构建的需求，考虑人的使用，机器的特性，以及环境的特点。如考虑到智能装备终端在使用一段时间后屏幕不灵敏的情况，需适当放大按键；室外强光下的操作情况，需增强对比度。

在操作优化中，不应再以是否需要训练、学习来衡量人机交互模式的优劣，而是尽可能避免或减少训练、学习，降低人的操作负担。[5]从逻辑统一入手表现为页面布局层次统一，整体操作层级分明，逻辑流畅。交互引导方面为区分侧重点，以表现内容的大小、位置、色彩引导操作步骤。或以弹窗引导使用者正确使用，用颜色图标等方式突出提示，避免使用者出错。

视觉传达上风格与企业文化以及仪器功能特点相匹配，且整体保持风格统一。视觉空间合理构图，以分割、比例、虚实、方向、色彩、留白等方式平衡画面，引导视线，强化界面信息。元素表达融合整体风格，且突出逻辑性以及层级关系。视觉感受简洁而富有细节，便于操作与识别。色彩上降低饱和度，减轻因操作时间过长而眼疲劳现象，降低视觉出错率。

2.3 延伸层——乐用

乐用，是用户情感的满足，以用户体验为主直至演变成趋向自然的交互。智能装备终端主要从用户心理满足、品牌形象塑造、文化内涵注入等感性特征增强与用户间的情感交流。感性特征通常隐藏在细节刻画中，如交互方式、按钮造型、界面风格、应用元素、色彩、字体、Logo大小位置等会给予用户不同的心理感受，进而会塑造用户对产品的好感度，建立对品牌的信任。

3 结语

界面交互设计是产品与用户最直接的交流端，随着智能装备产业的高速发展，对其越来越重视。智能装备终端界面交互设计围绕着人—机—环境依次向有用、易用、乐用三个层次逐步深化，有效的解决交互中所遇到的问题，全面系统地提升用户体验，最终达到信息传达的最佳效果。

参考文献：

[1] 徐红卫，周永亮.数说我国高端裝备制造业现状[J].智慧中国，2018（07）：52-54.

[2] 汪华.智能装备的发展与检测[J].科技创新与应用，2015 （33）：153.

[3] 刘永翔.基于产品可用性的人机界面交互设计研究[J].包装工程，2008（04）：81-83.

[4] 白铭玉，郑刚强，柳灏.智能装备工业设计发展现状与价值分析[J].设计，2017（09）：49-51.

[5] 于东玖，吴晓莉.设计中易用性原则与情感的关系[J].包装工程，2006（06）：308-309.