早期CIMS在定义和功能上包含了一个工厂从市场分析—经营—决策—接受定单开始,一直到产品售后服务为止的全部生产经营活动,在人们面前展示了一幅“无人化工厂”的灿烂前景。在这样的“全自动化”的工厂里控制工程网版权所有,强调以机器为中心,人们也十分清楚所谓的“无人化”并不是指没有工人的工厂,而是工人必须迎合机器工作的工厂。这些系统可以同步和协调地运行,但缺乏处理突发事件以及不精确事件的手段,系统的鲁棒性不强。系统一旦出现毛病,则会由高水平的有序状态走向其反面——极度的无序,即混乱,它没有充分考虑和发挥人的经验、能动性以及对意外事件的反应能力[1]。另外,在考察这样的代价高昂的绚丽图景时,我们不禁要问:“这样的系统是不是社会所需要的?在经济上是否负担得起?是否有另一种可以取而代之的技术,它更适合现在和将来社会和生产的需要?”
于是,在人们面前摆着两条截然不同的道路:一是全自动化。
近年来,不少研究者愈来愈意识到人在制造系统中的作用与地位,并且CIMS等许多先进生产模式的提出,如精良制造、灵敏制造、以人为中心的CIMS、并行工程等,都在制造系统中强调了“人”所扮演的重要角色。 因而CIMS是一个人机交互的应用系统,研究其中人机交互方法及技术,正确划分人机接口就成为一个迫切的问题。
1 自适应人机接口是人机协同的重要手段
文献[4]认为,先进制造技术系统中人的因素总体上可以分为人—机协同(Human-Machine Synergism)和人—人协同(Human-Human Synergism)。
作为系统的“窗口”——人机接口是人与机器打交道时的直接作用体,在许多用户眼中,用户界面就是产品。人机接口界面设计得好坏(是否具有一致性和透明性,交互系统是否易使用易学习,以及结构的复杂程度、灵活程度等)将直接影响到一个系统的成功与否、功能的发挥程度,更为重要的是影响到系统能否为用户所接受,即用户对系统的评价。
目前,国外人机接口的研究已转向自适应人机接口(AHCI)方面。自适应人机接口的思想是直接了当的。简单地说,它意味着接口必须适应于用户CONTROL ENGINEERING China版权所有,而不是用户适应于系统;此外www.cechina.cn,接口还必须适应于不同的任务。由此看来控制工程网版权所有,AHCI可以作为人机协同系统的一种非常有效的方法,因为AHCI能适应当前的用户和任务,允许用户介入需要完成的任务中,由人机共同探测目标并进行人机协同推理,这些都与人机协同的思想相吻合。
把自适应人机接口引入CIMS及FMS中,使人机界面适应于不同特点和不同水平的用户,最大限度地发挥人的智慧才有可能充分发挥CIMS、FMS软件的功能,进而大大提高生产率。
2 人机交互中的自适应因素分析
为了更好地描述自适应交互过程,笔者引入Norman[5]所提出的执行/评价循环,将人机交互分成4个组成部分(元素)。
输入和输出是该系统的接口。每个部分都有各自的知识表示形式,而交互过程是沿着箭头所示的4个步骤构成的循环,每一个步骤代表着从一个元素到另一元素的变迁。4个步骤及其中所需的自适应因素分析如下:
(1)分解 用户将目标分解为子目标、任务、子任务……动作序列,用户只能通过输入来操纵机器,因此必须将任务转化为输入的词法,如击键、移动鼠标、按动按钮等。该步骤中即包括用户模型,这种用户模型具有混合递阶的结构,并记录下用户与系统交互的行为,作为跟踪用户的一条“线索”。
(2)执行 输入的词法被转换为系统的内部语言,系统需对用户的操作意图进行推断,并执行对应的程序,改