基于眼动实验的企业成本LUBA可视化方案效果研究

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　　[摘要]文章创新性地把眼动仪引入到可视化系统设计中，借助眼动仪实验对传统财务报表和LUBA可视化效果图进行对比分析，探究基于LUBA成本核算体系的成本信息可视化方案效果的有效性，为将来成本可视化系统开发奠定理论基础。
　　[关键词]眼动实验； LUBA； 成本可视化
　　[DOI]1013939/jcnkizgsc201917079
　　1引言
　　自煤炭的黄金十年过去以来，煤炭企业普遍面临着产能过剩，生产缺乏高效组织的管理问题。要应对这种情况，提高煤炭企业的生產管理水平，做好成本管理就显得至关重要。站在管理者的角度可以将成本管理分为大致三个环节，第一是对成本信息进行收集与简单归类处理，第二是对庞杂的成本信息进行深度挖掘，归纳出有用的信息，第三是选用合理的可视化方案，将有价值的成本信息完整及时的传达给管理者。三个环节进行的质量，直接关系到成本管理的成功与否。因此，如何对成本信息进行有效收集处理，如何对成本信息的内涵进行挖掘，以及如何及时高效地展示成本异常是企业成本管理的核心问题。
　　针对这一核心问题，LUBA模型提供了成本信息规范化处理的方法，但目前针对基于LUBA模型设计的信息可视化方案进行的研究仍然较少，对具体可视化方案的管理效应进行的分析也鲜有人做。成本信息可视化方案的管理效应体现在其能否准确全面的向管理者传达信息，帮助管理者进行决策上，在一般的管理行为中，成本信息的传达效率可以通过分析管理者的阅读行为来进行衡量。本文在研究管理者阅读成本信息的活动中创新性的引入了眼动仪，通过设计眼动仪实验，记录被试者的聚焦轨迹与聚焦时间等数据，对被试者的阅读行为进行分析，模拟管理者进行成本分析的过程，探讨既定可视化方案的效果。
　　2LUBA模型概述
　　LUBA模型将企业的生产工艺细分为区（Area）、块（Block）、单元（Unit）、线（Line），把成本项目计算到不同的区块上，按对应区块进行成本核算，绑定了成本信息与工艺的对应关系，为成本信息赋予了与工艺对应的时间性与空间性，以及可追责性。利用LUBA模型，管理者可以及时的发现成本信息变动，了解到成本发生的时间空间点，并利用责任矩阵对应到成本的负责部门，从而实现更优的成本管理。
　　3眼动仪概述
　　眼动仪是通过对眼动的记录从中提取诸如注视点，注视时间和次数，眼跳距离，瞳孔大小等数据，帮助研究者对被试的阅读行为进行分析的的仪器。眼动有三种基本方式：注视（Fixation），眼跳（Saccades）和追随运动（Pursuit Movement）。 眼动可以反映视觉信息的选择模式，对于揭示认知加工的心理机制具有重要意义，从研究报告看，利用眼动仪进行心理学研究常用的资料或参数主要包括：注视点轨迹图，眼动时间，眼跳方向（Direction）的平均速度（Average Velocity）时间和距离（或称幅度Amplitude），瞳孔（Pupil）大小（面积或直径，单位象素Pixel）和眨眼（Blink）。
　　考虑到管理行为研究与心理学研究的区别，本文选择采集以下眼动指标对可视化效果以及管理效应进行分析。
　　（1）注视点数目，用于反应被试注视区域的大小以及对图表的关注范围，反映了该可视化方案引起被试注意的部分有多大，用于判断其传递信息是否全面。
　　（2）平均注视时间，用于反应被试在固定点上采集信息所需的时间，用于判断该可视化方案固定区域内的信息密度。
　　（3）平均瞳孔直径，反应背时的心理负荷变化程度，其数值越大说明心理负荷越大，记忆和比较信息处理的活动更密集。用于判断可视化方案刺激被试进行高强度信息处理活动的频率，反应可视化方案的信息传递效率。
　　两种不同的方案中，能使阅读者关注到更大的图表范围、在相同时间内获取更多信息、进行更高频次有效信息处理活动的则视为有更好的可视化效果。
　　4实验目的与假设
　　41实验目的
　　分析本文提出的可视化方案相比于传统财务报表的有效性，利用眼动仪记录下被试者在阅读数据材料时的阅读行为信息，分析被试者的关注重点与注意力分配状况，从而判断可视化方案相比于传统成本报告的信息传递效率，进而确定可视化方案对于被试者捕捉关键的成本信息，进行管理决策产生了何种影响。
　　42研究假设
　　本文的研究重点在提出合理的可视化方案，并利用实验对其可视化效果进行分析验证，为便于研究的开展，对于成本信息的收集与处理方面存在以下假设。
　　（1）假设在实际管理中，应用可视化方案的企业有能力进行高频的成本信息核算报告，并导入到管理信息系统中。
　　（2）假设企业有明确且合理的成本责任划分机制。
　　（3）假设方案面向的管理者拥有普遍的成本管理意识和阅读能力。
　　5研究实验设计
　　51被测者
　　被试选取中国矿业大学（北京）30名有财务基础和财务管理思维的会计专业本科生进行进行实验。 被试者年龄在 20～22 岁之间，所有被试者视力或矫正视力正常，均无色盲且为自愿参加。 实验完成后被试者可获得一份礼物。
　　52实验仪器
　　德国SMI公司生产的RED眼动仪设备和SMI BeGase36分析软件。RED 系统包括主试者使用的用于进行眼动数据记录与分析的计算机、用于向被试呈现刺激图像的显示器、RED 摄像头以及红外光源。RED 眼动仪拥有眼睛和头部的自动探测功能，当被测试者的视线在短时间内不在眼动仪的收录范围内并再次返回时，摄像头能自动的继续摄取受试者的眼睛图像。该眼动仪环境适应性强，对被试者约束较少，使实验更加舒适便利。 眼动仪连接到 分辨率为 1920×1080 像素的 14寸显示器，并根据房 间的实际亮度调整显示器的亮度， 确保可以清晰呈现。 显示器前75厘米处放置较为舒服的高背座椅，使被试者可以获得最佳阅读姿势。 　　53实验设计与实验材料
　　实验内容采用对比试验实验设计，由30名在校会计专业本科生分别对传统报表和可视化方案图进行观看，然后回答相应的9个相关成本相关问题，让被试者通过阅读进行视线跟踪，通过眼动指标和热图的对比分析得出LUBA可视化方案与传统财务报表的相对效果有效性。本实验中用到的材料分为两份，第一份是常规成本信息财务报表，第二份是经可视化方案处理后的成本数据信息。
　　54实验过程
　　实验过程中被试被要求进行两项活动，分别为阅读活动和答题活动。（1）实验开始前，请被试者安坐于眼动仪前，向被试者介绍注意事项；（2）测试组人员调整坐姿和与电脑屏幕的距离，开始进行校准，确保仪器可以正常记录眼动数据；（3）校准完毕后，屏幕上呈现指导语：“请以正常的速度阅读下面一段文字。理解文字内容后按空格键结束阅读。”被试按指导完成后，电脑屏幕上将出现问卷题目一，此时眼动仪不做数据录入，被试阅读完题目按空格确认后，屏幕上将出现材料一（即常规报表），此时进行眼动数据的录入，被试阅读完毕后屏幕上将出现四个选项，被试可按键作答，作答完毕后按次序出现下一题目，直至问卷全部完成为止；（4）材料一的所有数据搜集完毕后，进行材料二数据的搜集，在屏幕上重复出现问卷题目，请被试阅读成本材料二（即LUBA可视化方案图片），进行作答，直至全部完成为止。
　　6数据分析
　　提取注视次数、平均注视时间、平均瞳孔直径等数据，从描述统计表、两两 t 检验结果、阅读热图和回答正确率等四个方面分析。
　　61描述统计表分析
　　表1中可以直观被测者在看出：（1）被试者在LIBA可视化方案图表上留下的注视点数目显著多于传统报表组；（2）被测者在看传统报表和可视化图的注视时间没有显著差别，两者基本相等；（3）被试者在LUBA模型可视化方案图表上的平均瞳孔直径显著大于传统报表组。
　　62t检验结果分析
　　收集充分的样本信息后，做出该实验的原假设与备择假设并对数据进行配对样本t检验，用最小显著差异法对存在显著影响的指标进行两两比较分析。
　　621注视点
　　原假设：传统报表组的注视点平均值等于可视化图表的注视点平均值即：H0：μ1，报表-μ1，图表=0；备择假设：传统报表组的注视点平均值不等于可视化报表的注视点平均值，即：H1：μ1，报表-μ1，图表≠0。
　　从表2中可以得到传统报表组合可视化组注视点的相关系数为负值0105，但相应的概率值为0580，由于0580>005所以两组注视点之间的相关显著性不大。
　　该表3给出了传统报表组合可视化组注视点的配对样本t检验结果。
　　从该表3中可以得出被測者看传统报表和可视化图的注视点之差的均值-8289087、标准差11868089、均值标准误2166807、95%的置信区间下限是-12720705，上限是-3857470，t检验的值-3825、自由度29和双侧概率值0001。由于两组注视点的T检验的概率为0001，小于005的显著水平，拒绝原假设，所以可以认为这两个组的注视点有着显著的不同；从可视化效果角度而言，充分说明被试对于LUBA图片的关注范围更广。
　　622平均注视时间
　　原假设：传统报表组的平均注视时间平均值等于可视化图表的平均注视时间平均值：H0：μ2，报表-μ2，图表=0；备择假设：传统报表组的均注视时间平均值不等于可视化报表的均注视时间平均值：H1：μ2，报表-μ2，图表≠0。
　　从表2中可以得到传统报表组合可视化组注视时间的相关系数为负值 0245，但相应的概率值为0192，由于0192>005，所以两组注视时间之间的相关显著性不大。
　　该表3给出了传统报表组合可视化组注视时间的配对样本t检验结果。从该表3中可以得出被测者看传统报表和可视化图的注视时间之差的均值-601337、标准差12337072、均值标准误2252431、95%的置信区间下限是-5208075，上限是4005402，t检验的值-0267、自由度29和双侧概率值0791。由于两组注视点的t检验的概率为0791，大于005的显著水平，不能拒绝原假设， 被试对于两张图片的平均注视时间并无显著差别，在单位点上所花费的注视时间基本相等。
　　623平均瞳孔直径
　　原假设：传统报表组的平均瞳孔直径平均值等于可视化图表的平均瞳孔直径平均值：H0：μ3，报表-μ3，图表=0；备择假设：传统报表组的平均瞳孔直径平均值不等于可视化报表的平均瞳孔直径平均值：H1：μ3，报表-μ3，图表≠0。
　　从表2中可以得到传统报表组合可视化组平均瞳孔直径的相关系数为0298，但相应的概率值为0298，由于0298>005，所以两组注视点之间的相关显著性不大。
　　表3给出了传统报表组合可视化组平均瞳孔直径的配对样本t检验结果。从该表3中可以得出被测者看传统报表和可视化图的平均瞳孔直径之差的均值-018150、标准差031686、均值标准无误005785、95%的置信区间下限是-029982，上限是-006318，t检验的值-3137、自由度29和双侧概率值0004。由于两组注视点的T检验的概率为0004，小于005的显著水平，拒绝原假设，被试在观看LUBA图片时的平均瞳孔直径显著高于观看传统报表时，充分反映了被试在观看前者时心理负荷更大，高强度的信息处理活动更为活跃。
　　63问题回答正确率分析
　　原假设：传统报表组的问卷正确率平均值等于可视化图表的问卷正确率平均值：H0：μ4，报表-μ4，图表=0；备择假设：传统报表组的问卷正确率平均值不等于可视化报表的问卷正确率平均值：H1：μ4，报表-μ4，图表≠0。
　　表1中可以直观看出被测者在看传统报表和可视化图的问题回答正确率有显著差别，被试者在LUBA模型可视化方案图表上的问题回答正确率显著大于传统报表组。 　　64阅读热图分析
　　热点图是描述被试在观看图片时注视点分布情况的彩色图片，眼动仪记录下被试在阅读图片时在某一区域内注视点数目的信息，并将注视点分布相对密集的区域用偏暖色（趋向于红色）表示，注视点相对少的区域用偏冷色表示（趋向于绿色），视觉上观看，随着注视点数目的变少颜色由红变黄，最终过渡到绿色。热点图是分析被试在阅读过程中注意力分配情况与重点关注区域的重要参考。
　　根据实验得出的热点图可以看出，成本表中成本项目名称区域呈现显著红色，而成本数据列表数字区域色彩偏冷且分布稀疏。可视化方案中异常成本项目区域呈现显著红色。这说明在阅读传统财务报表的名称时，注意力较集中，而阅读具体成本数据时，注意力较分散；在阅读可视化方案的时候，注意力可以集中在有效区域（成本异常区域）。
　　7结论
　　根据实验结果与数据分析可以得出以下两方面的结论：
　　通过眼动指标分析可以发现，与传统财务报表相比基于LUBA模型的成本信息可视化图形信息量更为密集，能促使观看者进行更频繁更高强度的信息处理活动。结合到日常管理活动中，基于LUBA模型的可视化方案有利于全方位以及高效的向管理者传递信息，一方面传递更多信息，另一方面确保信息传递效率高与管理者注意力集中。
　　通过问卷回答正确率发现将成本信息按照生产工艺的区、块、线進行有机展示可以极大地提高观察者回答关于成本异常问题的正确率。结合到管理活动中，基于LUBA模型的可视化方案将有助于管理者一目了然并且印象深刻地发现成本异常，并在极短的时间内迅速建立对成本异常程度的印象，同时获知其发生的时间与具体空间。有助于管理者进行及时、事中的成本管理。
　　8不足与改进
　　（1）本实验由于时间与财力有限，选取的被试数目较少，参试人员也大多为有一定基础的财务专业学生。一方面样本数据较少；另一方面被试的阅读习惯于心态不能完全模拟管理者状态，后续为获取更精确可信的结果可以考虑扩大样本规模进行试验。
　　（2）本实验中所用到的成本异常问卷题量较小，题目设置对于被试来说难度也较高，导致在单纯阅读成本报表的情况下答对问题的正确率显著偏低，后续可扩大问卷题目数量同时降低难度，或者提供辅助。
　　（3）考虑到运算量过大，本实验未能对更为详细的眼动轨迹指标进行分析，总结出阅读者阅读的优先顺序，可在后续进行改进。
　　参考文献：
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