可用性工程在IT工业中的应用

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大量IT产品成功与失败的实例表明,在决定一个产品成功与否的诸多因素中,可用性起着至关重要的作用。而可用性工程已被多年来广泛的工业实践证明是解决产品可用性问题切实有效的途径。本文将对可用性和可用性工程的基本概念以及可用性工程在国外IT工业界的应用情况作一个概貌性的介绍。

 

1. 可用性与可用性工程

随着计算机以及IT产品越来越面向普通大众,特别是市场竞争的加剧和因特网的普及,产品和服务的可用性受到人们的日益重视。通俗地讲,可用性(usability)就是从用户的角度所感受到的产品是否有效、易学、高效、好记、少错和令人舒适满意的质量指标。我们大家都有这样的经验,即具有同样功能的产品并不等于同样好用,差别在于它们的可用性质量。所以,可用性是决定产品竞争力的关键因素。按照ISO 9241-11国际标准的定义,可用性是某个特定产品在特定使用环境下为特定用户用于特定用途时所具有的有效性(effectiveness)、效率(efficiency)和用户主观满意度(satisfaction)。其中,有效性指的是用户完成特定任务和达到特定目标时所具有的正确和完整程度;效率指的是用户完成任务的正确和完整程度与所使用资源(如时间)之间的比率;满意度指的是用户在使用产品过程中具有的主观满意和接受程度。也就是说,用户能否用产品做他想做的事?效率如何?是否让人有愉快和满意的感受?这实际上正是体现了用户自己在使用中所感受到的产品质量,即使用质量(quality in use)。

长久以来,IT工业一直有着重视技术创新而忽视人类因素(human factors)的传统倾向,这导致了多数产品存在着程度不同的可用性问题。根据近来在发达国家的研究和统计:商用计算机用户只有30%-40%的有效生产率;48%的软件缺陷属于可用性问题;在计算机应用系统开发项目中,由于可用性质量的原因,有31%的项目遭到失败,51%的项目只是部分地获得成功;90%的企业网站可用性较差;70%的企业对其网站设计不够满意;用户在商业网站上找到所要信息的几率只有42%;网上购物者最终放弃寻找欲购商品的几率为62%;51%的网站可用性问题是由于未运用最基本的可用性原则;在一次依据基本的可用性原则对30个B2B网站进行的评测中,无一通过。这样一些数字可以说明目前IT产品可用性问题存在的广泛和严重程度。在我国,由于产业发展水平相对落后,产品的可用性问题更加严重。

低劣的可用性质量给产品的用户和生产厂家都带来了很大的危害。对用户来说,这会增加人员培训和技术支持的费用,造成较多的操作错误,降低员工的工作效率和士气。对生产企业来说,这会带来更多的后期维护工作以及无效开发,增加生产成本和周期,对产品竞争力和企业信誉度都造成严重损害。因此,这对IT产业的发展是一个亟待解决的问题,必须寻求有效的解决途径。

作为一个涉及心理学、人类工效学、工业设计和计算机等学科的多学科交叉领域,可用性工程(usability engineering)的研究和应用在国外有几十年的历史。自八十年代开始在国外IT工业界实际应用,并不断完善和成熟,在提高产品可用性质量方面取得了明显成效。可以说是经大量工业实践验证的解决产品可用性问题的切实有效的途径。可用性工程是IT产品及用户界面开发的一种工程方法论,贯穿于产品整个生命周期的各个阶段,包括了从需求获取、可用性问题分析到设计方案的开发和测试评估在内的一整套实用方法,泛指以提高产品可用性质量为目的的一系列过程、方法、技术和标准。其核心是以用户为中心的设计方法论(user-centered design - UCD),强调从用户的角度来进行产品的设计开发,这使它有别于传统和常规的开发方法。

可用性工程可以用于各类交互式IT产品的开发,包括计算机软硬件、网站、信息家电以及以嵌入式软件为核心的各种交互式仪器设备,还可用来设计用户手册、联机帮助和培训课程,甚至时刻表、税务申报表等许多信息密集型的表单也可以用这种方法来开发。

这些年来,人们开发了几十种不同的可用性工程方法,在工业界用于产品生命周期的各个阶段。代表性的方法有可用性规划、投入产出分析、使用环境分析、任务剧情、ISO 9241应用分析、竞争力分析、纸面原型、录像原型、计算机原型、伪装(Wizard-of-Oz)原形、并行设计、专家评审、可用性检查、CELLO审核、ISO 9241符合度评估、反馈搜集型用户测试、绩效度量型用户测试、协同测试、全局界面协调、用户满意度问卷调查、用户面谈、焦点小组、认知负担度量等等。这些方法的运用可以使得所开发的产品具有较高的可用性质量。例如,HP公司在一个网络监控软件新版本的设计中系统地采用了以用户为中心的可用性工程方法,下表给出了以传统方法开发的旧版本与新版本可用性质量的比较:

 

 

旧版本

新版本

平均完成任务时间

9.4分钟

4.1分钟

所发现的网络问题

16%

78%

平均热线求助电话时间

30分钟

10分钟

用户手册篇幅

25页

4页

需要手册的用户

53%

3%

用户满意度指标(SUMI)

3.5

6.8

 

具体说来,在产品开发过程中运用可用性工程方法可以实现以下目标:

l        准确而详细地理解用户特征、用户任务和使用环境

l        明确定义(定性或定量)产品可用性质量的用户需求

l        基于同类产品或产品的原有版本,建立产品可用性质量基准

l        在产品生命周期的各个阶段(特别是早期)随时、快速、准确地获得用户反馈,发现可用性问题,及时改进产品设计

l        检验和确认产品是否满足可用性质量的用户需求

l        减少后期维护,避免无效开发,从而降低开发成本,缩短生产周期

l        评估和认证产品是否符合有关可用性的国际标准(如ISO 9241等)

l        定性或定量地评估产品的可用性质量,按照国际标准(如美国工业标准可用性测试报告CIF)向采购方提供产品可用性质量测试报告

l        对同类产品的可用性进行比较分析,了解自己产品的竞争力,以针对性地改进产品和制定相应的产品发展策略

l        评估和改进产品开发过程的可用性能力成熟度(UMM)并获得国际标准认证(ISO 13407等)

 

2. 可用性工程的工业应用现状

可用性工程的工业应用开始于八十年代,最初主要是在一些大的IT企业。从九十年代开始,可用性工程在IT工业界迅速普及,目前,国外主要的IT企业都建立了规模较大的产品可用性部门,大多数网站公司都有可用性专业人员,出现了一批可用性工程专业咨询机构。

可用性工程在国外主要的IT及家电产品企业,如IBM、微软、HP、Oracle、Sun、Motorola、诺基亚、Philip、西门子等等都有十几年甚至更长时间的实际运用历史,相应地建立了几十人到几百人规模的可用性部门。比如,IBM在1969年就成立了企业的可用性部门,从那时开始在产品开发过程中采用可用性工程方法,并在这些年里逐步形成了自己的可用性工程规范。目前IBM在全球范围内设有25个可用性实验室,可用性部门已达500人规模,他们有这样一个口号:“可用性方面的投入是一本万利的”。微软的可用性部门成立于1989年,但发展迅速,现在已达到14个可用性实验室、近200人的规模,可用性工程已被系统地运用于微软的各类产品,成为开发过程的有机组成部分。西门子公司分别在德国慕尼黑、美国普林斯顿和中国北京设有产品可用性中心,雇有100人左右的可用性专业人员。Oracle公司的可用性部门目前有约70人的规模。

在工业界可用性工程活动的范围广泛,形式也多种多样,典型的活动主要包括可用性规划、现场研究(观察、采访)、专家评审、原型开发及用户界面设计、可用性测试和评价(反馈收集型测试、绩效评估型测试、竞争力测试)以及企业可用性指南、标准及开发过程规范的制定等项工作内容。以往可用性工作主要集中于产品生命周期的中、后期,现在有越来越重视前期的倾向,这就要求可用性专业人员具有更强的设计能力。可用性工程强调设计开发过程中的用户参与。在以上这些活动中,用户或者是在现场研究中作为观察和采访的对象,或者是在可用性测试中作为测试对象,或者是直接主动参与产品的概念和原型设计。目前工业界普遍倾向于在产品开发中有更多的主动用户参与。

由可用性工程的性质所决定,可用性部门的人员构成具有鲜明的多学科交叉特征,其人员主要来自人类因素学(human factors)、认知心理学(cognitive psychology)、工业工程(industrial engineering)、视觉设计(visual design)、技术通信(technical communications)、人类学(anthropology)和计算机科学等专业,许多人具有复合专业背景。这就为在技术运用当中从多个角度充分考虑人的因素提供了保障。

可用性部门在企业中的位置和组织形式也各有不同的。比较多的是采取集中式的形式,即可用性专业人员集中在统一的可用性部门,以请求-服务方式向其它各个部门或项目提供可用性技术服务,这种形式比较有利于专业技能的培养和提高。也有的企业采取分散的形式,不设统一的可用性部门,可用性专业人员分散于各个部门的可用性小组,这样比较有利于可用性工作与产品开发过程的紧密结合。介于以上两种形式之间,有的可用性部门是混合式的,即集中和分散同时存在,这常见于大企业。还有的可用性部门采取矩阵式的形式,设立统一的可用性部门,但可用性专业人员分别与各个产品部门有较固定的关系。

由于可用性部门在也中相对独立,而且在人员专业成分、任务和工作方式上有别于其它部门,因此它与其它部门的有效沟通对于可用性工程在企业的成功运用是十分关键的。目前采取较多的主要有关于产品可用性问题和改进建议的书面测试报告、联席会议、关于测试、评审和现场研究的录像、产品设计原型以及人员交流和相互参与等沟通交流方式。

可用性工程需要专门的技能,一个从未涉足可用性工程的企业在这个领域的起步往往采取这样几种形式。一是直接招募有经验的可用性专业人员,建立自己的可用性部门,有一定规模的企业主要采取这种做法;其次是将有关工作委托给某个可用性专业咨询机构,中小企业往往采取这种方式,即使是大企业有时也会由于本企业可用性部门的技能所限,或是为了保证可用性评估的客观公正和权威性而委托第三方可用性咨询机构来完成某些可用性工作;另一种简单而有效的方式是聘请有经验的可用性专业人员与本企业开发人员一起进行某项可用性工作,通过可用性专业人员的示范作用,让开发人员从实例中学习可用性工程的某些技能,掌握简单而有效的可用性工程方法。

 

3. 有关可用性的标准和认证

随着可用性工程的成熟和普遍应用的需要,有关的标准化组织和各种工业联合体已经和正在制定一系列有关可用性的国际标准、国家标准和工业标准,并已逐步开始建立相应的认证机制。这些标准大致可以分为两类,一类是有关产品属性的,另一类则是关于产品开发过程的。

由美国主要软件产品供应商和采购商自愿发起、美国国家标准技术局(NIST)主持的IUSR计划经过四年的努力,开发和制定了通用工业规范可用性测试报告标准CIF。它通过对产品可用性质量进行标准测试并提供标准的测试结果报告规范,为软件产品的可用性质量提供了一种客观、统一、定量的衡量标准,使之在产品采购过程中具有了可见性。目前它主要针对软件,今后将扩充至硬件。该标准即将作为美国国家信息技术委员会标准(NCITS)和美国国家标准(ANS)正式颁布,并计划使其成为ISO/IEC标准。目前该标准已为美国的主要IT企业所纷纷采用。

ISO 13407是有关交互式系统的以人为中心的设计过程的国际标准,它从项目规划和管理的角度,对于在交互式计算机产品的生命周期中如何实施以用户为中心的开发活动提供了指南,给出了总的原则和关键活动。依据这个标准还可以对一个产品开发过程是否采用了以用户为中心的方法进行评估。目前在欧洲和日本已经开始了这种评估和认证业务,意大利政府已经要求政府采购合同的承包商必须通过ISO 13407认证,英国和日本政府也正在考虑这样做。在这一标准的基础上,目前国际上还有两个动向值得注意。一个是正在制定中的有关以人为中心的生命周期过程的国际标准ISO 18529,它描述了以用户为中心的七个主要过程。另一个是由欧洲一些机构联合开发的可用性成熟度模型(Usability Maturity Model - UMM),它采用与CMM和ISO 15504(SPICE)类似的评估方法,可以对一个组织机构的可用性能力成熟度进行评估,并指导过程改进,它的扩充版本将被英国政府用于评估国防采购合同承包商的资质。

ISO 9241是关于办公室环境下交互式计算机系统的人类工效学国际标准,由17个部分组成。其中的第3、4、5、6、7、8、9部分分别对显示器、键盘、操作姿态、环境、屏幕反射和色彩等硬件交互设备属性作了规定。第10、12、13、14、15、16、17部分对于用户对话、信息展示、用户向导、菜单、命令语言、直接操纵和表单使用等与用户界面设计有关的问题提供了指南。欧洲和日本的一些专业咨询机构已经开展了软件产品的ISO 9241标准符合度评估和认证。IBM公司也在有些产品的开发中采用了这一标准。

可用性圆桌会议(Ease of Use Roundtable)是由IBM、Intel、微软、Compaq、Dell、HP、Cisco、Lucent等几十个世界上主要的PC产品生产厂家组成的一个工业联合体。它的成立是基于这样一个共识,即以往和目前的PC产品对普通用户来说往往难于安装、操作、扩展和查错,存在着较严重的可用性问题。它建立了PC产品在安装、系统启动、电子邮件、软件装卸、故障查找、配置变更、常用任务等方面的可用性质量标准,并积极推动其应用。目前其工作范围还扩展到了PC产品所涉及的网络、外设等领域。

目前国际上还在制定一个关于产品可用性的范围更广的国际标准ISO 20282,该标准主要针对的是日用产品,就这类产品所应达到的可用性质量,以及相应的测试、认证和标识进行规定。它的制定和实施将会推动可用性在更加广泛的领域得到重视。

 

4. 结束语

应当说,可用性工程在发达国家已经是一个技术发展和市场需求都比较成熟的领域。随着信息技术日益深入地融入人类社会和面向大众,可用性工程今后将会在自身的不断发展和完善过程中在工业界获得越来越广泛的应用。

受多年来计划经济传统以及产业和市场发展水平的影响,目前可用性工程在国内IT工业界的应用基本上还是一片空白,在产品设计开发中重视技术而忽视人类因素(human factors)的现象普遍存在,造成很多产品和服务程度不同地存在着可用性质量问题。随着国内IT产业日趋成熟,市场竞争会愈加激烈,加入WTO之后,还将面对更大的国际竞争压力。国内企业能否在这种情况下生存、发展和壮大,关键取决于其产品和服务的竞争力。因此,国内IT企业迫切需要掌握可用性工程这样的能提高其产品和服务的市场竞争力的有效手段。虽然已有越来越多的企业意识到可用性问题的重要性,但对于如何解决这一问题仍感到无从下手,对可用性工程缺乏基本的认识,更缺乏开展可用性工程所需的技能和专家指导。

作为欧盟可用性中国支持中心,我们的职责是可用性工程技术资源的引进、本地化和推广应用。希望通过我们的努力,国内IT工业界有越来越多的人了解和掌握可用性工程,在越来越多的企业、部门和产品领域运用可用性工程,从而促进产品和服务可用性质量的普遍提高,增强整个行业的国际竞争力。

 

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