徐丹　朱麗萍　李永鋒

關(guān)鍵詞：失效模式與效應(yīng)分析 GOMS 醫(yī)療服務(wù)終端 老年人 包容性設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2022）02-0032-04

引言

數(shù)字化信息技術(shù)已涉及到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，在醫(yī)療行業(yè)也起著越來(lái)越重要的作用，其中醫(yī)療服務(wù)終端系統(tǒng)的出現(xiàn)無(wú)疑是醫(yī)療行業(yè)數(shù)字化的一大表現(xiàn)。伴隨著醫(yī)院服務(wù)終端的投入使用，越來(lái)越多的人感受到就醫(yī)過(guò)程的便利與快捷。然而，對(duì)于醫(yī)療需求較大的老年人來(lái)說(shuō)卻有諸多不便。老年人由于其自身生理、心理以及認(rèn)知能力等特殊因素，很難順利地完成整個(gè)界面操作，他們常會(huì)遇到誤操作、不明白界面分布等問(wèn)題，而設(shè)計(jì)師大多從界面本身找問(wèn)題，難以真正解決老年人的操作問(wèn)題。因此，必須從減少老年人操作錯(cuò)誤的角度出發(fā)，提升老年人的醫(yī)療交互體驗(yàn)。

目前對(duì)老年人醫(yī)療服務(wù)終端交互設(shè)計(jì)的研究主要分為兩個(gè)方面：一方面是從用戶需求的角度出發(fā)，分析了用戶特征對(duì)產(chǎn)品需求的重要性，如劉軍等闡述了醫(yī)療服務(wù)的功能需求應(yīng)與用戶目標(biāo)實(shí)際操作體驗(yàn)相結(jié)合，為用戶提供更加便捷的醫(yī)療服務(wù)。另一方面是從產(chǎn)品本身出發(fā)，通過(guò)運(yùn)用設(shè)計(jì)方法改善產(chǎn)品的交互方式，如許若飛等運(yùn)用設(shè)計(jì)思維與方法，基于老年人心理、生理特征，總結(jié)出可以改善老年人相關(guān)產(chǎn)品的交互設(shè)計(jì)原則。因此，現(xiàn)有的部分研究大都從單一視覺(jué)出發(fā)，從分析用戶需求到歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)原則，忽視了老年人群在操作界面過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤的本質(zhì)原因，以至于在設(shè)計(jì)改良部分找不到設(shè)計(jì)重點(diǎn)，缺乏對(duì)使用人群的包容性。目前醫(yī)院的服務(wù)終端界面設(shè)計(jì)不夠靈活并且晦澀難懂，忽視了老年人的使用感受，而包容性設(shè)計(jì)更加關(guān)注人群和情境的多樣性，強(qiáng)調(diào)以人為中心，更加注重用戶良好的體驗(yàn)。

本研究主要是為了改善醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)終端界面，以提升界面對(duì)老年人的包容性，提出基于GOMS （Goals，Operations，Methods，and Selection rules，GOMS）與失效模式與效應(yīng)分析（Failure Mode and Effect Analysis，F(xiàn)MEA）的界面改良方法，該方法利用GOMS方法從用戶認(rèn)知角度對(duì)目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行層級(jí)分析，詳細(xì)分析用戶進(jìn)行每一操作所需要的知識(shí)，采用FMEA分析法確定操作過(guò)程中的潛在失效模式，探討老年人在操作界面任務(wù)時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的本質(zhì)原因，并依據(jù)包容性設(shè)計(jì)原則對(duì)醫(yī)療服務(wù)終端界面進(jìn)行針對(duì)性地改良設(shè)計(jì)，以滿足普通用戶以及老年人的需求。

一、理論背景

（一）GOMS方法

GOMS是一種對(duì)人與系統(tǒng)交互進(jìn)行認(rèn)知分析的方法，認(rèn)知結(jié)構(gòu)由四個(gè)部分組成：G是目標(biāo)任務(wù)、O是用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的操作、M是用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)任務(wù)的方法、S是在目標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)方法中進(jìn)行選擇的原則。對(duì)于任何給定的任務(wù)，GOMS可以分析特定的用戶交互的特征，構(gòu)造任務(wù)模型并分析人類行為，預(yù)測(cè)用戶在操作過(guò)程中潛在的風(fēng)險(xiǎn)，因此，GOMS分析是在設(shè)計(jì)階段的早期以可接受的成本分析用戶性能問(wèn)題的工具。原則上可以使用GOMS分析來(lái)判斷用戶是否能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)的預(yù)定義性能目標(biāo)，比如各種計(jì)算機(jī)任務(wù)，系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)和用戶界面分析，其中Jung等使用GOMS證實(shí)了他們研究中提出方法的有效性。

（二）失效模式與效應(yīng)分析

失效模式與效應(yīng)分析能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段評(píng)價(jià)和分析各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)將可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)降到最小，是一種規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的有效方法。企業(yè)采用此技術(shù)識(shí)別系統(tǒng)中可能存在的潛在故障，并通過(guò)預(yù)測(cè)導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)的因素來(lái)克服這些損失。通過(guò)識(shí)別可能導(dǎo)致失敗的風(fēng)險(xiǎn)，F(xiàn)MEA有助于發(fā)現(xiàn)潛在的故障模式以及識(shí)別任何產(chǎn)品或服務(wù)中發(fā)生故障的原因。失效模式與效應(yīng)分析是最常用的可靠性審查程序之一，通常由一個(gè)跨職能小組來(lái)完成，該小組由不同知識(shí)領(lǐng)域的專家組成，并且對(duì)產(chǎn)品、流程和服務(wù)有全面的專業(yè)知識(shí)，主要目的是發(fā)現(xiàn)和避免產(chǎn)品或部件在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的故障。

二、研究方法

本研究提出將GOMS和FMEA應(yīng)用于老年人醫(yī)療服務(wù)終端交互設(shè)計(jì)的方法，根據(jù)用戶認(rèn)知任務(wù)層級(jí)來(lái)分析老年人在操作醫(yī)療服務(wù)終端界面時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的原因，從而進(jìn)行針對(duì)性的改良設(shè)計(jì)。研究的主要步驟包括GOMS分析、FMEA分析、設(shè)計(jì)改良和結(jié)果驗(yàn)證，具體步驟如圖1所示。

（一）GOMS方法

GOMS是一種對(duì)已確定的目標(biāo)任務(wù)進(jìn)行層級(jí)任務(wù)分析的方法，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)特定目標(biāo)所需的方法的描述，分析用戶在設(shè)備或系統(tǒng)上執(zhí)行任務(wù)所必須具備的知識(shí)。首先，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)研和實(shí)地調(diào)研確定典型的研究對(duì)象，成立老年人醫(yī)療服務(wù)終端系統(tǒng)專家小組。其次，針對(duì)現(xiàn)有的醫(yī)療服務(wù)終端系統(tǒng)的界面進(jìn)行GOMS任務(wù)分析，探究現(xiàn)有的醫(yī)療服務(wù)終端系統(tǒng)的主要功能任務(wù)是否滿足老年人的需求。接下來(lái)，邀請(qǐng)被試按步驟操作指定的層級(jí)任務(wù)，同時(shí)實(shí)時(shí)記錄其出錯(cuò)的操作步驟。

最后，進(jìn)行錯(cuò)誤分類（Error Classification）。錯(cuò)誤分類可將用戶執(zhí)行任務(wù)時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤分為3種類型，即感知錯(cuò)誤、認(rèn)知錯(cuò)誤和行為錯(cuò)誤。錯(cuò)誤分類主要用于分析各層級(jí)任務(wù)中的潛在錯(cuò)誤，利用用戶錯(cuò)誤分類表（見(jiàn)表1）對(duì)出錯(cuò)的任務(wù)進(jìn)行分類，以確定其錯(cuò)誤類型。

（二）FMEA方法

FMEA可以分析老年人在操作終端界面時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤的原因，F(xiàn)MEA分析法主要通過(guò)以下2個(gè)步驟進(jìn)行。

其一，根據(jù)GOMS分析，找到錯(cuò)誤類型對(duì)應(yīng)的失效任務(wù)，利用FMEA分析法確定失效任務(wù)發(fā)生的潛在失效模式;

其二，對(duì)每一個(gè)潛在失效模式進(jìn)行數(shù)值評(píng)估，確定其嚴(yán)重度（Severity，S）、發(fā)生度（Occurrence，O）以及探測(cè)度（Detection，D），建立FMEA分析表，并計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先指數(shù)（Risk Priority Number，RPN），公式如下：

RPN=S×O×D （1）

其中，S指潛在失效模式的嚴(yán)重程度、O指潛在失效原因的發(fā)生頻率、D指現(xiàn)有預(yù)防措施識(shí)別偵測(cè)能力。通常，S、O、D分別介于l至10之間，RPN的值介于1至1000之間，分?jǐn)?shù)越高，表示潛在失效模式風(fēng)險(xiǎn)越大。其中，醫(yī)療行業(yè)認(rèn)為當(dāng)RPN≥125時(shí)，必須采取改良措施，降低RPN數(shù)值，從而提升產(chǎn)品可用性。

（三）設(shè)計(jì)改良

根據(jù)FMEA的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，基于老年人生理、心理特點(diǎn)，多方面分析潛在失效模式的影響。通過(guò)運(yùn)用訪談法、實(shí)地走訪法深入調(diào)研老年用戶，了解老年人在使用醫(yī)療服務(wù)終端系統(tǒng)時(shí)的物理行為和心理行為，結(jié)合包容性設(shè)計(jì)原則，進(jìn)行合理的改良。

（四）結(jié)果驗(yàn)證

針對(duì)改良后的設(shè)計(jì)方案，再次利用FMEA分析法，邀請(qǐng)典型老年用戶對(duì)改良后的醫(yī)療服務(wù)終端界面重新進(jìn)行S（嚴(yán)重度）、O（發(fā)生度）、D（探測(cè)度）的打分，構(gòu)建改良后的醫(yī)療服務(wù)終端界面的預(yù)防措施表單，計(jì)算RPN數(shù)值，直至RPN<125。本次研究聚焦于典型老年用戶，讓老年人執(zhí)行典型的目標(biāo)任務(wù)，通過(guò)獲得的數(shù)據(jù)以及調(diào)研分析結(jié)果驗(yàn)證方案的可行性。此外，繼續(xù)分析驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)的新問(wèn)題，結(jié)合被試的意見(jiàn)對(duì)界面進(jìn)行再次改進(jìn)。

三、案例研究

醫(yī)療服務(wù)終端的投入使用不僅簡(jiǎn)化了人們的看病流程，還給社會(huì)帶來(lái)了極大的便利，但對(duì)于認(rèn)知能力不足、感知力和行動(dòng)力逐漸下降的老年人來(lái)說(shuō)卻很陌生，他們?cè)诓僮麽t(yī)療終端界面時(shí)經(jīng)常遇到很多困難。因此，必須設(shè)計(jì)出滿足老年人需求的醫(yī)療服務(wù)終端界面，以改善老年人的操作體驗(yàn)。本研究基于GOMS和FMEA的研究方法，以徐州市中心醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)終端界面為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本次實(shí)驗(yàn)選用的是徐州市中心醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)終端的部分界面（見(jiàn)圖2）。

（一） GOMS分析

由9位老年人組成醫(yī)療服務(wù)終端專家小組，包括了名老年人、1名交互設(shè)計(jì)師、1名護(hù)士。針對(duì)醫(yī)院的醫(yī)療服務(wù)終端界面構(gòu)建GOMS任務(wù)分析圖，主要任務(wù)有當(dāng)日掛號(hào)、預(yù)約取號(hào)、預(yù)約醫(yī)生號(hào)和現(xiàn)金預(yù)存。由于當(dāng)日掛號(hào)功能使用頻率較高，因此，以當(dāng)日掛號(hào)功能為例進(jìn)行GOMS任務(wù)分析，如圖3所示。

根據(jù)GOMS掛號(hào)任務(wù)分析，邀請(qǐng)了位年齡在60～65周歲的老年人作為被試參與實(shí)驗(yàn)，針對(duì)當(dāng)日掛號(hào)功能任務(wù)依次進(jìn)行操作，記錄老年人在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生的錯(cuò)誤，利用用戶錯(cuò)誤分類表對(duì)所有錯(cuò)誤進(jìn)行分類。

（二）FMEA分析

通過(guò)對(duì)醫(yī)院服務(wù)終端的當(dāng)日掛號(hào)功能任務(wù)進(jìn)行FMEA分析，根據(jù)表l的錯(cuò)誤類型確定各層級(jí)任務(wù)的潛在失效模式，分析其原因和后果，并計(jì)算相應(yīng)的RPN值。

1.分析錯(cuò)誤類型的潛在失效模式：根據(jù)錯(cuò)誤類型分析和確定相應(yīng)的潛在失效模式，結(jié)合老年人的實(shí)際操作情況確定潛在失效模式產(chǎn)生的潛在失效后果、潛在失效原因。

2.評(píng)估潛在失效模式的S、O、D數(shù)值，并計(jì)算RPN數(shù)值：利用問(wèn)卷以及訪談的方法向?qū)＜倚〗M和老年人收集關(guān)于S、O、D的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)式（1）計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)優(yōu)先數(shù)值，將數(shù)據(jù)匯總到醫(yī)療服務(wù)終端掛號(hào)功能失效模式分析表中（見(jiàn)表2）。從表中可以得知，產(chǎn)生了種錯(cuò)誤類型，分別是P1、C5、C1、A1、A2、C6和C2，其中RPN大于125對(duì)應(yīng)的是編號(hào)2、3、4、5和了，其中編號(hào)4對(duì)應(yīng)的RPN值最大，因此要著重對(duì)編號(hào)4的失效模式進(jìn)行分析，其余四個(gè)編號(hào)對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤類型也必須進(jìn)行針對(duì)性地設(shè)計(jì)改良。

（三）設(shè)計(jì)改良

本次改良依據(jù)表2中老年人在操作醫(yī)療終端界面時(shí)產(chǎn)生的潛在失效模式，對(duì)大于或等于125的RPN對(duì)應(yīng)的失效模式進(jìn)行合理地再設(shè)計(jì)。為了設(shè)計(jì)出適合老年人以及普通用戶使用的終端界面，將從包容性設(shè)計(jì)角度分析老年人界面設(shè)計(jì)的特殊性。

1.設(shè)計(jì)分析：從生理上看，老年人靜態(tài)和動(dòng)態(tài)視力、對(duì)比敏感度、色覺(jué)、聚焦和對(duì)黑暗的適應(yīng)能力明顯下降，在操作界面時(shí)難以定位關(guān)鍵信息，造成誤操作，主要體現(xiàn)在編號(hào)3與4對(duì)應(yīng)的兩種失效模式上，這就要求要通過(guò)改變字體、字號(hào)、配色以及增加信息反饋適當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)視覺(jué)刺激強(qiáng)度，從而包容老年人視覺(jué)、觸覺(jué)不靈敏的缺陷。從心理上角度看，老年人由于記憶力減弱、難以回憶起過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)、接受新事物緩慢以及害怕出錯(cuò)，不敢輕易嘗試使用數(shù)字產(chǎn)品。在進(jìn)行FMEA實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大多數(shù)老年人在操作醫(yī)療終端實(shí)驗(yàn)界面時(shí)表現(xiàn)出焦躁不安的心理，這具體表現(xiàn)在編號(hào)2、5和了對(duì)應(yīng)的失效模式上。從認(rèn)知背景上考慮，老年人知識(shí)儲(chǔ)備較少、理解能力較弱不足以應(yīng)對(duì)復(fù)雜繁多的界面信息，主要體現(xiàn)在編號(hào)6對(duì)應(yīng)的失效模式上。因此，應(yīng)該保證在老年人的認(rèn)知范圍內(nèi)設(shè)計(jì)界面，將信息合理并有序地排列，具體包括確定功能主次關(guān)系、增強(qiáng)信息之間邏輯關(guān)系以及增強(qiáng)信息之間的可交互性，及時(shí)給予用戶提示、指導(dǎo)和反饋，包容老年人的認(rèn)知不足。因此，為了使醫(yī)療服務(wù)終端界面更加滿足老年人操作需求，必須要針對(duì)性地改善失效模式，重新設(shè)計(jì)的線框圖（見(jiàn)圖4）以分塊的模式比較清晰地展示了各功能分布區(qū)域，方便老年人迅速獲得主要信息，降低了丟失位置的風(fēng)險(xiǎn)。

2.改良措施：老年人伴隨著年齡的增加，視覺(jué)能力逐漸減弱，他們的視覺(jué)更加容易接受中明度組的色彩，而適當(dāng)?shù)呐{(diào)又能夠滿足大部分老年人的心理關(guān)懷需要。因此，改良界面以深青色為主色調(diào)，以中黃色和深紅色為輔助色調(diào)，深青色不僅能夠給人寧?kù)o沉穩(wěn)的感覺(jué)，符合老年人的心理特征，同時(shí)也與醫(yī)院嚴(yán)肅莊重的環(huán)境氛圍相適配。針對(duì)編號(hào)1和2對(duì)應(yīng)的失效模式，將掛號(hào)功能按鈕放在首位，并且在觸摸按鈕之后自動(dòng)加深字體與點(diǎn)亮圖標(biāo)顏色，同時(shí)放大圖標(biāo)，即時(shí)給予信息反饋，突出掛號(hào)功能按鈕;預(yù)約掛號(hào)則以時(shí)鐘圖標(biāo)的方式區(qū)分于當(dāng)日掛號(hào)，如圖5（a）所示;針對(duì)編號(hào)3和4對(duì)應(yīng)的失效模式，增加掛號(hào)的方式，以按科室、按歷史和按歷史三種方式進(jìn)行掛號(hào)，增加了掛號(hào)方式的多樣性，其中按癥狀掛號(hào)以語(yǔ)音智能的方式為老年人推薦相關(guān)科室，緩解老年人因缺乏醫(yī)學(xué)知識(shí)而不知道掛什么科室的狀況，包容老年人認(rèn)知能力減弱的特性，如圖5 （b）、（c）所示;針對(duì)編號(hào)5對(duì)應(yīng)的失效模式，歷史掛號(hào)功能界面直接將掛號(hào)信息整合在一個(gè)模塊上，減少不必要的功能選項(xiàng)，簡(jiǎn)化操作流程，如圖5 （d）所示;針對(duì)編號(hào)了對(duì)應(yīng)的失效模式，對(duì)于每一種掛號(hào)方式，用中黃色來(lái)強(qiáng)調(diào)確認(rèn)掛號(hào)按鈕的位置，提醒老年人在選好掛號(hào)科室之后確認(rèn)掛號(hào)，以完成整個(gè)操作流程，改良后的部分效果圖見(jiàn)圖5。

（四）結(jié)果驗(yàn)證

再次對(duì)改良后的醫(yī)療服務(wù)終端界面設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，重新邀請(qǐng)上述了位年齡在60～65歲的老年人，通過(guò)操作改良后的實(shí)驗(yàn)界面再次對(duì)S、O、D進(jìn)行數(shù)值評(píng)估，確定最終的RPN值，并構(gòu)建醫(yī)療服務(wù)終端掛號(hào)功能失效模式預(yù)防措施表單，改良后的失效模式預(yù)防措施結(jié)果見(jiàn)表3。從表中可知，經(jīng)過(guò)改良后的RPN值均小于125，說(shuō)明改良之后的醫(yī)療服務(wù)終端的界面布局、信息排布、字體與色彩搭配更加符合老年人的認(rèn)知期望，整體的設(shè)計(jì)滿足了老年人的生理和心理需求。

結(jié)論

本研究將GOMS和FMEA方法應(yīng)用于老年人醫(yī)療服務(wù)終端交互設(shè)計(jì)中，結(jié)合包容性設(shè)計(jì)理念，改良現(xiàn)有的醫(yī)療服務(wù)終端界面，減少老年人在操作過(guò)程中的錯(cuò)誤。其中，GOMS方法從用戶認(rèn)知角度對(duì)主要功能進(jìn)行層次任務(wù)分析，預(yù)測(cè)老年人的操作錯(cuò)誤;FMEA則找到錯(cuò)誤的潛在失效模式，分析老年人操作錯(cuò)誤的原因，定位設(shè)計(jì)改良的重點(diǎn);包容性設(shè)計(jì)理念將老年人納入醫(yī)療服務(wù)終端交互設(shè)計(jì)中，為具體的界面設(shè)計(jì)提供了思路與指導(dǎo)，增強(qiáng)了醫(yī)療服務(wù)終端界面的易用性，提升了老年人對(duì)醫(yī)療服務(wù)終端的滿意度。研究結(jié)果將降低醫(yī)療類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，提升對(duì)老年產(chǎn)品的包容度。后續(xù)將更深層次地挖掘GOMS與FMEA方法，降低該方法在交互設(shè)計(jì)中運(yùn)用的局限性。

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