数控钻床软件界面人的因素分析

2019-03-23 15:27| 发布者: | 查看: |

  数控机床正在被广泛地应用在加工制造业的各个领域。软件在数控机床中起着重要的作用,其用户界面直接影响着数控机床的工作效率和效果。因此,在充分考虑人的因素下,设计数控机床的软件用户界面变得越来越重要。

  本文从人的认知心理、用户使用和菜单语义结构系统角度对数控机床(以CNC5000V200Milling)软件用户界面进行分析,指出了现存的问题,并提出了解决问题的方法。

  数控钻床CNC5000V200的控制系统软件有一个图形界面,如图1。该界面具有三个功能独立的过程(PROCESS):OPEARTE,PROGRAM,CONTROL。每个过程分别服务于系统的操作者,程序员和系统的监控者(SUPERVISOR)。

  高光表示被激活的过程和模式。被激活的过程具有自己色彩,并显示为屏幕的前景。例如,OPERATE对应绿色,PROGRAM对应深蓝色,CONTROL对应浅蓝色。

  每一个过程都有自己的菜单行,在菜单行上的菜单是下拉菜单,具有自己的子菜单。万和城官方网站子菜单可以被选择,以进行下一步的操作。

  软键区所显示的各个软键功能依赖于被激活的过程和菜单模式。引导行显示出用户怎样进行下一步操作的信息。通过按HELP键,可以显示出对用户操作错误的简洁解释。

  数控机床软键区可以显示出由机床制造者开发的专用机床功能。它们可以通过软键来激活。一幅数控机床的简图显示出各坐标轴的方向。

  窗口可以在屏幕的固定位置被打开,它们显示出不同的信息,如:菜单、文本、程序、万和城官方网站表格及图形等。它们的尺寸及形式依赖于被激活的过程、菜单及子菜单。

  在这篇文章中,我们将从人的认知心理、用户使用和菜单语义结构系统角度,分析和评价数控钻床CNC5000V200软件界面对上述问题的解决效果,并指出该软件界面所存的问题和提出解决问题的方法。

  在人的信息处理方面,Rasmussen于1983年提出了一个多层次的认知控制模型:SRK理论。SRK认为:

  1)人用三个层次的认知控制来处理信息,即:基于技巧的行为层次(Skill-BasedBehaviour,简称SBB),基于规则的行为层次(Rule-BasedBehaviour,简称RBB),基于知识的行为层次(Knowledge-BasedBehaviour,简称KBB),如图2。

  2)这三个层次可以分为两类:SBB和RBB处理感觉和行动,而KBB处理基于符号表征的问题解决。一般地说,认知控制的较低层次行为比较高层次行为可以被高效地和较少努力地完成。因此,人们偏爱使用较低层次的认知控制行为。

  4)界面设计的目标是:被设计的界面不应该强迫比任务所要求的更高的认知控制层次被激活,同时,还应该提供对所有三个认知控层次行为的信息支持。

  在该软件界面上没有从整体角度指出界面结构的信息。如:没有指出OPERATE,PROGRAM和CONTROL三个过程之间的关系以及各个菜单之间,各个子菜单之间关系信息。这导致用户很难从整体角度把握界面的结构和解决学习与使用时所遇到的问题。

  用户可以被分为初级用户,中级用户和高级用户。对于初级用户,万和城平台界面的绝大部分是新的,他们必须通过KBB来学习和掌握它,但是,在界面上没有信息支持KBB,因此,初级用户很难从整体角度建立界面的基本结构。

  对于中级用户,即使是高级用户,他们在使用界面时,也会遇到新问题。为了解决这些新问题,他们必须激活KBB。这样,他们不得不付出很大的努力在头脑中想象出界面的结构以支持KBB,因为界面上没有这方面的信息。所以会增加用户记忆负担和解决问题的难度。

  RBB的功能是当用户面对一个任务时组织完成它的一个操作序列。这个操作序列或者来自以前的经验或者从其他人学到或者通过KBB得到。RBB在完成这一行为时,需要一个面向常用任务的操作序列的信息的支持。万和城平台在这个界面上,没有这样的信息。如:这里没有信息显示用户如何完成编制加工零件程序的操作序列,即:

  界面引导行的信息仅仅显示出用户下一步可供选择的操作。如:在PROGRAM-PartProgram-MainProgram模式下,万和城平台引导行显示为:

  这个界面没有为用户提供可操作的连续时空信号,给用户尽可能依赖SBB带来困难,尤其是对初级用户。这使得操作的效率和舒适性大大降低。

  根据用户在任务领域(数控加工领域)和计算机领域的背景知识,用户可以分成初级用户、中级用户和高级用户。

  这一群体对计算机领域的知识了解较少。他们对学习和使用计算机怀有恐惧感,不能把握界面系统的整体结构,仅仅在别人的帮助下才能完成简单的任务。

  这一群体在任务领域(数控加工领域)和计算机领域具有一定的背景知识,他们在一定范围内对界面有了解,能够完成基本的任务,并在HELP的帮助下可以完成较复杂的任务。

  该类用户在任务领域(数控加工领域)和计算机领域的具有非常丰富背景知识,他们渴望提高使用软件时的工作效率。

  优点是:这个界面在过程PROGRAM下为初、中级用户提供了ASSISTEDENTRYMODE和DIALOGENTRYMODE,这使得用户编程非常容易和方便,而且ASSISTEDENTRYMODE还可以促使中级用户向高级用户转变。

  缺点是:界面上有许多术语和图符没有解释,这使得用户,特别是初级用户,很难理解它的准确含义,如:ACTIVEFUNCTION。

  但是,这里还有些问题,如:在FREEENTRYMODE下,每一个数据输入时,用户都必须按下ENTER键,给用户带来了许多麻烦。

  数控钻床CNC5000V200软件用户界面由菜单、窗口、软键、引导行和在线帮助组成。这里,只对菜单语义结构进行分析。

  菜单系统设计的主要目标是建立一个与用户任务相关的、可见的、,易于理解和记忆的、操作方便的菜单系统。万和城官方网站同时,菜单系统还应该支持用户思考他门的任务,并且使他们能够容易组织面向任务的操作序列。

  为了分析和评价该界面的菜单语义结构系统,发现数控钻床CNC5000V200软件用户界面菜单语义结构系统与从用户角度出发组织的数控钻床CNC5000V200软件用户界面菜单结构系统之间的差异,我们设计了下面的实验。

  在这个实验中,首先在顺序上随机地列出数控钻床CNC5000V200软件用户界面上的所有菜单术语及其解释,如:

  然后,请20名数控加工教研室的教师和学过数控加工课程的高年级学生作被试(这些被试在数控加工领域具有丰富知识,但没有接触过数控钻床CNC5000V200软件用户界面),要求被试仔细阅读数控钻床CNC5000V200软件用户界面上的所有菜单术语及其解释,然后,请他们从自己的角度重新组建该数控钻床软件用户界面的菜单语义结构系统。

  通过比较数控钻床CNC5000V200软件用户界面菜单语义结构系统和被试重新组建的该数控钻床软件用户界面的菜单语义结构系统,我们获得了两个菜单系统之间一致性的统计结果,如图3。

  子菜单的命名直接影响一致性。当某个子菜单从语义逻辑上可以同时属于几个主菜单时,子菜单的命名尤为重要。如子菜单与它所隶属的主菜单有相同的词汇时,可以使子菜单的隶属关系变得肯定明确,否则,将导致混乱。

  综合以上分析,我们认为在数控钻床CNC2000V200软件用户界面中人的因素被很少地考虑,这严重影响了用户对该软件的学习和使用。

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