数控钻床软件界面人的因素分析

介绍
 　　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的软件用户界面 
    
 
   图１数控钻床ＣＮＣ５０００Ｖ２００的软件用户界面 
   　　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。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、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。
 数控钻床ＣＮＣ５０００Ｖ２００软件界面的分析
 软件用户界面设计的基本问题是：
 确定为了完成软件系统的任务在屏幕上应该显示的人与计算机之间相互交流的信息内容。 
 确定上述信息的显示形式。
 　　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-Based Behaviour, 简称ＳＢＢ），基于规则的行为层次（Rule-Based Behaviour, 简称ＲＢＢ），基于知识的行为层次（Knowledge-Based Behaviour, 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。 
 ３）任务的要求、用户的经验和信息的显示方式共同决定哪一个认知控制层次行为被激活。
 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。
 １.２　数控钻床ＣＮＣ２０００Ｖ２００软件用户界面人的认知心理分析
 １）从ＫＢＢ角度的分析
 问题
 　　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。 
 分析
 　　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，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