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電子產品人機交互接口的安全性設計

  摘要:闡述電子產品安全性設計的重要性,接著以人機交互接口設計為例,詳細論述幾點電子設備安全性設計的原則和方法,將這一設計思想應用到整個電子產品設計,將有益於提高產品質量。
  關鍵詞:人機交互接口,安全性設計,電子產品

  電子產品在中國市場一直表現出國產不如進口產品走俏,但從使用功能或價格上往往都是國內產品具有自身優勢,其最根本的原因是質量上遜色於進口產品。產品質量不僅是產品的性能,還包括可靠性和安全性。產品質量不佳其中一個原因是產品設計時缺少安全意識,另外國內市場的特點導致暴風開發模式,缺少驗證,快速推出新產品,實際上往往是欲速而不達。

  欲提高國產電子產品的競爭力,必須從根本上提高產品的可靠性和安全性,可靠性和安全性是有所區分並相互聯係的,目前關於可靠性設計的資料比較多,也深入設計人員的設計思想,而安全性設計卻未得到普遍推廣。安全性是係統在可接受的最小事故損失條件下發揮其功能的一種品質,也定義為不發生事故的能力。對於產品開發,設計人員需要具備產品安全設計意識。這裏的安全設計意識是指設計中考慮降低產品各種可能出現的安全隱患(不僅僅指對用戶造成的人身傷害,還包括係統的功能失效)。安全性設計涵蓋內容極廣,文本僅從用戶麵板(人機交互接口)設計角度,說明幾點設計的安全意識。安全性設計往往是係統化思維和思想意識問題,希望通過人機交互設計思想為例,融會貫通,最終貫穿整個產品設計。

  安全設計從產品設計初期就應該考慮,貫穿產品開發的整個開發周期,安全意識提高有助於提高產品質量,但是安全設計做到了,不代表產品質量就高,產品質量相關的其他因素不在文章講述範圍之內。

  人機交互是以人為中心與機器信息交互的過程。人是有感知和認識的主體,用戶的認知模型如圖1所示。人的認知功能分為感覺,信息處理,決定和反應四項子功能,並且皆依賴於大腦記憶。人本身是一個複雜的模型,受操作環境,工作額度影響,還和自身的能力,經驗,情緒等很多因素相關,人機交互設計因而就變得非常複雜,設計中就應該盡量降低複雜度,降低不可預料因素造成的影響,使係統/設備盡可能在預知的安全狀況下運行。

  用戶麵板是接受用戶操作輸入和顯示輸出的人機交互接口,人機交互的重點是人與機器能準確方便地交流信息。用戶麵板的輸入是隨機的,操作次序或組合可能是很多樣的,用戶操作可能是錯誤的,如何降低用戶操作的出錯幾率和如何降低誤操作帶來的風險就是人機交互係統安全性設計考慮的問題。

  a) 首先,如何降低用戶操作的出錯幾率呢?

  考慮操作者姿勢帶來的疲勞,否則進入疲勞狀態就容易引起操作失誤,反應遲鈍。操作者需要有舒適的姿勢方便地進行人機交互。比如彎腰,探頭操作極易使得操作者疲勞。設計時還需要考慮操作按鈕和狀態指示的位置,控製麵板的傾斜角度,是否可以允許坐姿操作,因為坐姿比站姿不容易產生疲勞。一句話概括就是符合人體工程學設計。

  設備的功能布局模塊化,使人機界麵更加合理,具有邏輯性。布局清晰,功能類似或安全等級相同的排列在一起。布局清晰使得操作按鈕一目了然,不易失誤。功能上類似的比如都是調節一些參數設定,操作上也方便並且由於這些同一類按鈕的間距較近,容易誤操作,即使誤操作相近的按鈕,也不會有大的影響。安全等級相同也是同樣道理,比如危險開關和常用按鈕最好分開足夠距離,位置也應放在特殊位置。比如急停開關在特殊位置,能確保緊急情況能快速斷電,正常操作時不會誤斷電。

  狀態指示應清晰,正確。對於指示燈顯示狀態正常或異常的可以用兩種顏色顯示,比如正常時顯示綠色,警告或異常時顯示更為敏感的黃色或紅色。如果用指示燈亮滅表示正常/異常有不可避免的缺陷

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