| 基于扩展活动理论的产品浏览与批注模型研究 |
| 作者 ：柯明利1 苏财茂2 | | 更新时间：2008-2-15 |
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1广东海洋大学设备处，广东湛江，524088； 2湛江师范学院信息科技学院，广东湛江，524048
[摘 要] 协同工作模型研究是CSCW的基础和重要的内容之一。通过对活动理论、协调理论、任务管理器和面向对象活动支持模型等常见的CSCW协作模型分析，阐述了一种综合上述四种模型优点的扩展活动理论模型，对该模型中的活动(Activity)、执行者(Actor)、资源(Resource)和工具(Tool)四种基本元素进行了论述。运用扩展活动理论模型论述了产品浏览与批注模型及其两个总活动－—获取产品数据模型和发送批注意见。
[关键词] CSCW 扩展活动理论 产品浏览与批注
1． 引言
自从美国MIT 的Irene Grief 和原DEC公司的Paul Cashman两位研究员于1984年正式提出了CSCW的概念以来，已有众多研究人员对CSCW的理论和应用进行了广泛而深入的研究。CSCW 是一个多学科交叉的研究领域。不仅需要计算机网络与通信技术、多媒体技术等计算机技术的支持，还需要社会学、心理学、管理科学等领域学者共同协作。计算机协同工作将计算机技术、网络通信技术、多媒体技术以及各种社会科学紧密地结合起来，向人们提供了一种全新的工作环境和交流方式。由于CSCW具有宽广的应用领域，因此对协同工作的模型、支撑环境和工具的研究就成为它的基础和重要内容[1][2][3]。本文首先在此常见的CSCW协作模型基础上，对扩展活动理论的模型进行论述，并运用该模型论述CSCW领域中典型工具－产品浏览与批注模型。
2． CSCW协作理论模型
CSCW 研究的目标之一是提高协同成员间的协调配合和协同工作水平。因此必须进一步深入了解人类群体内成员间的协作模式，用以指导协同工作技术和方法研究。人类群体的协作模式是多种多样的。按协作成员间的关系，可分成集中控制下的协作和平等协作。集中控制下的协作是通过一个集中控制方来协调其它各成员间的工作；平等协作过程中各成员之间的关系是平等的，他们之间既有协作关系，又存在一定的相互独立性。
当前，CSCW领域中常见的协作模型有：协调理论(Coordination Theory)、活动理论(Activity Theory)、任务管理器(Task Manager)和面向对象活动支持模型(Object-Oriented Activity Support Model, OOActSM)。
协调理论是MIT协调科学中心的Malone[4]提出的一种管理一组协同工作的活动及其相关性的科学。协同过程的组成元素包括共同的目标(goal)、完成目标需要执行的活动(Activity)、活动的执行者(Actor)以及活动之间的相关性(Interdependence)。协同理论的主要研究内容是如何管理活动之间的相关性。
活动理论(Activity Theory) [5]起源于20世纪30年代，后来被应用到人机交互设计领域，并引入到过程建模中来。活动的组成分为项目、目标、规则、团体、任务划分、结果和工具。活动可视为人类从事某一事件的过程集合，即利用工具从某一项目出发，在目标的指引下，在相关规则的约束下通过团体，最后得出所需要的结果。一个活动可以包含几个项目，每一项目可以有一个或多个动机。就其实际应用而言，“团体”相当于一个开发小组；而规则是表明小组成员如何与全局工作相联系，并限制其内部关系；任务划分则是如何将各种活动通过开发小组划分出去。
任务管理器(Task Manager) [6]是针对协同工作的规范和管理而开发的一种工具。任务管理器的核心概念是任务。其基本思想是：为了完成某一任务，人们利用共享的文档或服务，并且通过交换信息来进行通信。一个任务(Task)，从不同的角度，有不同含义：可以是一个项目；可以是具有相互依赖关系的子任务集；可以是文件夹，作为类似于子任务、文档和消息等共享目标的容器。资源(Resource)包括计算机化(Computerized)的资源和非计算机化(Non-computerized)的资源。前者是指参与同一任务的协同人员所共享的计算机化文档；后者是指类似于车间、机器等非计算机化的广泛对象。根据不同人员(Person)在任务的执行过程中所起的作用不同，将任务管理器的人分为参与者(Participant)和观察者(Observer)两类。参与者对任务的属性、文档、服务和消息拥有访问权限；观察者只能浏览与任务相关的信息。参与者还可根据所拥有的访问权限不同，分为责任人(Responsible)和不同的协同工作者(Collaborator)。所有相关人员都可交换电子邮件。
面向对象活动支持模型(Object-Oriented Activity Support Model, OOActSM) [7]的目标是为CSCW系统提供集成框架。OOActSM的核心概念是活动(Activity)。一个活动就是一个结构化对象，它可能包含任意个子活动。活动由执行者(Actor)来执行，执行者可能是一个人或一组人或自治Agent。活动有上下文(Context)，它表示多种元素(Element)：一种是由活动创建或操纵的元素，比如文档(Document)；一种是用来完成活动的元素，比如工具(Tool)或文档；一种活动所牵涉其它的人员(Other Participant)；一种是活动所需求的信息(Information)。
3．扩展活动理论模型
通过对上述四种模型的分析，可以看出，它们都包含四种基本概念：活动(Activity)、执行者(Actor)、资源(Resource)和工具(Tool)。同时，它们都有各自的优缺点[8]。为此，本文对一种综合这四种模型的通用CSCW模型进行论述，称这种CSCW模型为扩展活动理论模型(Extended Activity Theory Model, EATM)，其UML模型如图1所示。
EATM框架主要包括四种基本概念：活动(Activity)、执行者(Actor)、信息(Information)和服务(Service)。另外，该模型通过指定的关系对这些概念进行连接，其中主要的连接关系是以活动为中心的各种关系。
活动是ETAM的基本单元，它表示协作进程。其基本属性有目标(goal)和状态(state)。一个活动可分解为多个子活动(Sub-activity)和行为(Action)。子活动能进一步分解，而行为是不能分解的基本单元。活动之间通过关联关系予以连接，这些关系包括：父子关系(包含关系)、顺序关系、同步关系等。
执行者是负责完成活动的实体。执行者在协作完成活动的过程中，通过通信通道(Communication channel)交换各自的意见，这些通信通道包括：Email、电话会议、网络会议或者面对面交流。在交换意见的过程中，执行者的角色将发生改变：发送意见的称为发送者(sender)，接收意见的称为接收者(receiver)。另外，在活动和执行者间建立一种称为协调关联(Coordination)类，该类的属性主要包括角色(role)和一系列的协调规则(rules)。
信息(Information)表示活动所涉及的任何一种电子数据，比如消息、文档或数据库记录等。通过并发(Concurrency)控制机制来处理多个活动同时访问同一信息的情况。
服务(Service)表示任何一种支持活动执行的计算机化或非计算机化的服务。
图1 扩展活动理论模型
4．产品浏览与批注模型
产品模型的浏览与批注是指在网络的支持下，协同设计人员就设计的产品数字模型进行实时地交流，参与各方可以实时地将自己的建议与意见批注在模型上，相互交换意见。这种实时交流方式可极大地提高交流效率，减少参与交流人员之间的误解。
根据扩展活动理论模型，按照一般产品模型浏览与批注的工作过程将其分为三个总活动：获取产品数据模型、浏览产品数据模型和发送批注意见。如图2所示。
图2 基于EATM的产品数字模型浏览与批注模型
活动“获取产品数据模型”是在PDM系统(比如SmarTeam系统)的支持下，由浏览批注者完成。该活动又可分为两个相互关联的子活动：存储产品数据模型和拒绝新的数据模型。当执行者同意批注后，获取产品数据的元信息和几何信息。该活动模型如图3所示。
图3 “获取产品数据模型”活动模型
“发送批注意见”活动模型如图4所示。在活动中，批注者运用对产品模型的圈红批注来完成相应的任务，其它的含义与“获取产品数据模型”活动类似。
产品浏览与批注和PDM系统集成后的工作流程原理图如图5所示。通过网络将客户端和PDM服务端连接起来，安装在客户端的可视化系统可以发出对某个产品的浏览请求，并在此基础上，提出浏览与产品相关的批注信息或添加批注；在PDM服务器端主要有产品浏览服务和产品批注服务，以及存储产品元信息的数据库和产品模型信息的电子仓库。客户端的可视化系统有大量的嵌入式的浏览和圈阅工具允许被授权的使用者在图纸上添加线段、箭头、文字和对象，但仅用于浏览，而实际的图纸文件不会改动；使用者也能用平移、缩放等观察工具更好地理解文件。
图4 “发送批注意见”活动模型
图5 产品数据浏览与批注工作流程
5 结论
本文对活动理论、协调理论、任务管理器和面向对象活动支持模型等常见的CSCW协作模型进行了分析，通过分析比较，论述了一种综合上述四种模型优点的扩展活动理论模型，对该模型中的活动(Activity)、执行者(Actor)、资源(Resource)和工具(Tool)四种基本元素进行了论述。
运用扩展活动理论模型论述了产品浏览与批注模型。对产品浏览与批注模型中的获取产品数据模型和发送批注意见两个总活动进行了详细的论述。
参考文献
[1] 史美林, 向勇, 杨光信. 计算机支持的协同工作: 理论与应用. 电子工业出版社, 北京, 2001
[2] 顾君忠. 计算机支持的协同工作导论. 清华大学出版社, 北京, 2002
[3] Guareis de Farias C.R., Pires L. Ferreira, Sinderen M. van. Conceptual frameworks for the development of CSCW Systems, TR-CTIT 99-16, November 1999
[4] Malone T. W., Crowston Kevin. What is coordination theory and how can it help design cooperative systems?, in: Proceedings of CSCW '90, ACM, New York 1990
[5] Ellison M. and McGrath GM. Activity theory and process modeling. Proceed…… 全科论文中心http://www.issncn.net
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