[摘要] 單手操控鍵盤是市場(chǎng)上不多見的一種計(jì)算機(jī)硬設(shè)備，由于受設(shè)計(jì)因素、普及程度以及設(shè)計(jì)成本等各方面因素的制約，使得對(duì)它的評(píng)價(jià)有一定難度。本文提出了采用定性和定量相結(jié)合的模糊多層次綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)它進(jìn)行評(píng)價(jià)，并討論建立了評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型。

[關(guān)鍵詞] 單手鍵盤模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)模型

一、前言

設(shè)計(jì)要解決的是復(fù)雜、多解的問題。對(duì)于每一個(gè)設(shè)計(jì)問題，會(huì)有許多不同的解決方案。設(shè)計(jì)是一種發(fā)散——收斂、搜索——篩選的過程。單手操控鍵盤作為一種不常見的計(jì)算機(jī)設(shè)備，其設(shè)計(jì)因素是比較復(fù)雜的，再加上人的活動(dòng)的參與，使得對(duì)它的評(píng)價(jià)很難由定量評(píng)價(jià)的方法給出，而定性的評(píng)價(jià)又過于籠統(tǒng)。 為此本文將定量與定性的評(píng)價(jià)方法結(jié)合起來，采用模糊多層次的綜合評(píng)價(jià)方法，盡可能的形成對(duì)單手鍵盤設(shè)計(jì)的較為客觀的評(píng)價(jià)。

二、評(píng)價(jià)目標(biāo)及目標(biāo)樹的建立

設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的依據(jù)是評(píng)價(jià)目標(biāo)。而評(píng)價(jià)目標(biāo)是針對(duì)設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目標(biāo)而確定的，用于確定評(píng)價(jià)范疇的項(xiàng)目。一般來說所有對(duì)設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)都可以作為設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)目標(biāo)。全面性和獨(dú)立性是對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)的基本要求。

根據(jù)單手操控鍵盤的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)因素，在廣泛征求專家、用戶的意見和建議后，按照完備性、可測(cè)性、獨(dú)立性、一致性等原則，確立了如下圖所示的評(píng)價(jià)目標(biāo)樹:

三、模糊多層次綜合評(píng)價(jià)方法

模糊綜合評(píng)價(jià)的方法主要是利用與評(píng)價(jià)對(duì)象有關(guān)的單因素評(píng)價(jià)結(jié)果，構(gòu)成相應(yīng)的評(píng)價(jià)矩陣，并利用決定各因素重要性的權(quán)重因子作模糊變換，最終得到評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)結(jié)果。

設(shè)論域U={u1，u2，……，un}為評(píng)價(jià)因素(或評(píng)價(jià)指針)的集合，V={v1，v2，……，vm}是評(píng)價(jià)等級(jí)的集合，那么，每一個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象就確定了從U到V的一個(gè)模糊關(guān)系R。R通常稱為評(píng)價(jià)矩陣，其中的各因素rij分別表示評(píng)價(jià)對(duì)象的因素ui屬于評(píng)價(jià)等級(jí)的vj的隸屬度，其中i=1，2，……，n；j=1，2，……，m。

設(shè)A是U的一個(gè)模糊子集，它反映各因素的重要性程度，稱為權(quán)重，A=(a1，a2，……，an），其中，ai≥0，∑ai=1。 B表示評(píng)價(jià)對(duì)象的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，那么對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)為:

B=A°R “°”為模糊操作數(shù)，可以根據(jù)情況進(jìn)行選擇。

1.模糊多層次綜合評(píng)價(jià)的具體步驟

(1)建立評(píng)價(jià)的層次結(jié)構(gòu)模型

將問題中所包含的各因素根據(jù)作用的不同劃分為不同的層次，每一層次又包含互不相同的若干因素。各層次的因素之和就是評(píng)價(jià)問題所包含的全部因素。選擇評(píng)價(jià)因素時(shí)要滿足完備性、可測(cè)性、獨(dú)立性、一致性等原則。上圖就是在專家?guī)椭陆⒌脑u(píng)價(jià)層次結(jié)構(gòu)模型。

(2)由最低層開始進(jìn)行單層次綜合評(píng)價(jià)

設(shè)最低層的評(píng)價(jià)矩陣為R(0），A(0)是最低層評(píng)價(jià)因素的權(quán)重，則B（0）=A（0）°R(0)

(3)利用第i-1層的評(píng)價(jià)結(jié)果B(i-1)構(gòu)成本層的評(píng)價(jià)矩陣，并根據(jù)第i層的權(quán)重A(i），進(jìn)一步得到第i層的評(píng)價(jià)結(jié)果，該結(jié)果作為更上一層評(píng)價(jià)矩陣的一個(gè)行向量。重復(fù)上面兩步，直至最高一層。

(4)利用綜合評(píng)價(jià)所得的信息和評(píng)價(jià)等級(jí)信息，得到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果:E=B°VT

2.評(píng)價(jià)等級(jí)的劃分

參考相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，我們認(rèn)為將單手鍵盤的設(shè)計(jì)狀態(tài)分成五級(jí)較為合適，于是，評(píng)價(jià)等級(jí)論域V變?yōu)?/p>

V={差，較差，一般，較好，優(yōu)}

由于上述劃分以及各評(píng)價(jià)因素均具有一定程度上的模糊性，因此，將各評(píng)價(jià)等級(jí)的取值進(jìn)行模糊化，從而得到與評(píng)價(jià)論域V相對(duì)應(yīng)的取值論域，即：

Ω={0～2，2～4，4～6，6～8，8～10}

實(shí)際上，當(dāng)鍵盤為不良設(shè)計(jì)時(shí)，其取值可以設(shè)定為≤4，而當(dāng)鍵盤設(shè)計(jì)合理時(shí)，取值則可取≥6。但是，不管如何界定評(píng)價(jià)等級(jí)的取值范圍。都必須保證不影響評(píng)價(jià)等級(jí)的確定。

3.模糊隸屬度

評(píng)價(jià)矩陣的確定有專家分析法，經(jīng)驗(yàn)修正法等，他們都具有較大的主觀任意，所以不盡合理。由于各評(píng)價(jià)因素均采用相同的分級(jí)形式，這樣，他們可以具有相似的隸屬函數(shù)。根據(jù)模糊數(shù)學(xué)理論，我們構(gòu)造如下的隸屬度函數(shù)，其表達(dá)式為：

其中μil(x)～μi5(x)分別表示隸屬于評(píng)價(jià)區(qū)間0～2、2～4、4～6、6～8、8～10的隸屬函數(shù)。從式(1)～(5)可以看出，對(duì)于某一個(gè)評(píng)價(jià)因素的x，存在

μil(x)+μi2(x)+μi3(x)+μi4(x)+μi5(x)=1

這也就反映了評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的模糊過渡狀態(tài)的特性。

4.綜合評(píng)價(jià)的確定

實(shí)際上，一個(gè)整體評(píng)價(jià)等級(jí)Vi就是m個(gè)評(píng)價(jià)因素ui的映射，即:

vi=fi(u1，u2，…，um)，i=1，2，…，5

因此，當(dāng)m個(gè)評(píng)價(jià)因素確定的時(shí)候，共同構(gòu)成單手鍵盤的的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果也隨之確定，所以進(jìn)行評(píng)價(jià)就是比較其相對(duì)各評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度。由于因素論域?yàn)閙維的評(píng)價(jià)空間，這樣必須考慮每個(gè)評(píng)價(jià)因素對(duì)整體綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。運(yùn)用德爾斐法確定一歸一化的評(píng)價(jià)因素權(quán)值向量W=(w1，w2，…，w5)，則模糊綜合評(píng)價(jià)的隸屬度向量ζ可以表示為

式中，W與F間的合成運(yùn)行方式有多種，具體參閱相關(guān)書籍。在這里我們采用加權(quán)平均的算法，它考慮了所有因素的影響，且保留了單因素評(píng)價(jià)的全部信息。因此，選用該算法來進(jìn)行合成運(yùn)算，于是ζi（i=1，2，…，5）的計(jì)算公式為:

該式的意義是:單手操控鍵盤的設(shè)計(jì)狀態(tài)對(duì)第i評(píng)價(jià)等級(jí)的隸屬度，所以當(dāng)ζi=max(ζ1，ζ2，ζ3，ζ4，ζ5)時(shí)，可以認(rèn)為設(shè)計(jì)狀態(tài)屬于第i等級(jí)。

四、結(jié)束語

本文根據(jù)單手操控鍵盤的設(shè)計(jì)特點(diǎn)提出基于模糊因素的綜合評(píng)價(jià)模型，其所得的結(jié)果為一相對(duì)評(píng)價(jià)等級(jí)論域的模糊隸屬度向量而非一個(gè)確定點(diǎn)，使評(píng)價(jià)結(jié)果更接近實(shí)際。

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注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。