唐幫備 郭 鋼 夏進(jìn)軍

1.重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，重慶，400044 2.重慶大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院，重慶，4000443.重慶大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，重慶，400044

汽車(chē)內(nèi)飾材料氣味的用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)評(píng)及裝置

唐幫備1郭 鋼2夏進(jìn)軍3

1.重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，重慶，400044 2.重慶大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院，重慶，4000443.重慶大學(xué)藝術(shù)學(xué)院，重慶，400044

為改善汽車(chē)內(nèi)飾氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)的愉悅度，提出了一種汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)選方法，并設(shè)計(jì)了相關(guān)裝置。分析了用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試原理，構(gòu)建了基于用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)的氣味評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立了用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)?zāi)：C合測(cè)評(píng)模型。以汽車(chē)座椅設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)選為例，招募20名被試對(duì)象對(duì)來(lái)自4家供應(yīng)商的座椅材料進(jìn)行用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試，通過(guò)評(píng)價(jià)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)算，選出了氣味最優(yōu)的汽車(chē)座椅材料方案。

用戶(hù)體驗(yàn)；嗅覺(jué)；模糊綜合評(píng)價(jià)方法；評(píng)價(jià)體系

0 引言

隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，用戶(hù)消費(fèi)能力的提升，用戶(hù)在選擇和購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)，不再單純考慮價(jià)格因素，而更加注重視覺(jué)、觸覺(jué)和嗅覺(jué)等感官體驗(yàn)[1]。汽車(chē)內(nèi)飾氣味是一種直觀(guān)的感官反映，氣味壞的汽車(chē)會(huì)直接打消目標(biāo)用戶(hù)的消費(fèi)欲望[2]。同時(shí)，車(chē)內(nèi)氣味也影響著用戶(hù)心情和駕駛安全[3]，已成為用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)決策的重要因素之一。目前對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾氣味測(cè)試的研究主要集中在環(huán)境污染的檢測(cè)，國(guó)家制定了相關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)車(chē)內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物和環(huán)境污染進(jìn)行控制。通過(guò)電子鼻可對(duì)車(chē)內(nèi)空氣的成分直接進(jìn)行測(cè)量[4-5]，而影響用戶(hù)主觀(guān)感受、心情的氣味性測(cè)試卻沒(méi)有相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

汽車(chē)內(nèi)飾氣味主要來(lái)自于座椅、頂棚、地毯、儀表板和門(mén)護(hù)板等內(nèi)飾件[6]，由于材料、工藝不同，不同供應(yīng)商生產(chǎn)出來(lái)的內(nèi)飾件的氣味各不相同，為了有針對(duì)性地控制和改善車(chē)內(nèi)氣味，就要控制車(chē)內(nèi)難聞氣味的來(lái)源——具體的某個(gè)內(nèi)飾件，因此需要分別對(duì)各內(nèi)飾件的氣味進(jìn)行體驗(yàn)測(cè)試評(píng)選。目前全球不同汽車(chē)企業(yè)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾氣味測(cè)試方法不同，總體來(lái)說(shuō)可以分為三類(lèi)：常規(guī)測(cè)試方法、水萃取測(cè)試及整車(chē)氣味測(cè)試[7]。但上述測(cè)試方法存在以下問(wèn)題：①被試對(duì)象者為職業(yè)氣味評(píng)價(jià)人員，而職業(yè)氣味評(píng)價(jià)人員往往不是產(chǎn)品的最終用戶(hù)，其測(cè)試結(jié)果不能完全代替用戶(hù)的感受；②主觀(guān)打分，評(píng)價(jià)值存在模糊性和不確定性；③汽車(chē)生產(chǎn)制造出來(lái)后才進(jìn)行測(cè)試，容易造成時(shí)間和成本的浪費(fèi)。

用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試是一種獲取用戶(hù)感受的有效手段，可分為“主觀(guān)評(píng)價(jià)法”、“客觀(guān)評(píng)價(jià)法”和”主客觀(guān)相結(jié)合的評(píng)價(jià)法”[8-10]。測(cè)試原理為，在用戶(hù)體驗(yàn)產(chǎn)品造型、功能和交互過(guò)程中，使用心理量表或腦電分析[11]、眼動(dòng)追蹤[12]、運(yùn)動(dòng)追蹤[13]、面部表情分析[14]、行為觀(guān)察分析[15]和功能核磁共振[16]等測(cè)試手段采集用戶(hù)心理、生理和行為數(shù)據(jù)，依據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。但用戶(hù)的嗅覺(jué)體驗(yàn)是一種本能反應(yīng)，不需要用戶(hù)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)，因此生理和行為測(cè)試對(duì)于氣味用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)評(píng)卻并不實(shí)用。心理量表測(cè)試是心理學(xué)常用的實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)于汽車(chē)內(nèi)飾氣味的用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試是一種比較合適的方法，但心理量表本身無(wú)法處理用戶(hù)評(píng)價(jià)模糊性和不確定性。三角模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠很好捕捉用戶(hù)主觀(guān)評(píng)價(jià)的模糊性，是一種比較成熟的多屬性決策模型，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)[17]、工程設(shè)計(jì)[18]、機(jī)械制造[19]等領(lǐng)域。本文將心理測(cè)試量表測(cè)試法與三角模糊綜合評(píng)價(jià)理論結(jié)合，在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)選研究，以避免汽車(chē)制造出來(lái)后因內(nèi)飾氣味達(dá)不到用戶(hù)要求，而造成重新設(shè)計(jì)和制造的風(fēng)險(xiǎn)，以降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成本、節(jié)約產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間。

1 用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)的測(cè)試原理

嗅覺(jué)是人鼻腔里的嗅細(xì)胞受到揮發(fā)性物質(zhì)刺激，產(chǎn)生神經(jīng)沖動(dòng)并沿嗅神經(jīng)傳入大腦皮層而引起的感覺(jué)，包含了氣味的強(qiáng)度、類(lèi)型、舒適度等信息，可對(duì)人的心理產(chǎn)生影響。用戶(hù)對(duì)內(nèi)飾氣味的嗅覺(jué)體驗(yàn)評(píng)價(jià)過(guò)程如下：首先，通過(guò)鼻腔直接感知內(nèi)飾揮發(fā)的氣味；然后，聯(lián)合視覺(jué)增強(qiáng)用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)的場(chǎng)景感；之后，大腦對(duì)感知到的嗅覺(jué)信息進(jìn)行特征分類(lèi)；最后，結(jié)合用戶(hù)記憶和經(jīng)驗(yàn)對(duì)內(nèi)飾氣味進(jìn)行嗅覺(jué)體驗(yàn)評(píng)價(jià)。根據(jù)心理學(xué)研究，人類(lèi)所有認(rèn)知和知覺(jué)都是可評(píng)價(jià)的，當(dāng)看待某一對(duì)象或行為時(shí)，都會(huì)在好/壞、積極/消極維度上對(duì)其進(jìn)行判斷[10]。心理學(xué)上，可通過(guò)心理學(xué)量表(李克特量表、語(yǔ)義差異量表等)對(duì)用戶(hù)體驗(yàn)的態(tài)度進(jìn)行度量。用戶(hù)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味的嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試的原理，如圖1所示。

圖1 汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試原理Fig.1 Testing principle of automotive interior design material smell user experience

2 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)?zāi)：C合評(píng)價(jià)模型

2.1 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)評(píng)價(jià)體系構(gòu)建

已有文獻(xiàn)將氣味評(píng)價(jià)的維度分為氣味的強(qiáng)度、氣味的類(lèi)型、氣味的舒適性、氣味的敏感性、身體對(duì)氣味的反應(yīng)[2-3，6-7]。根據(jù)對(duì)20名用戶(hù)氣味維度辨別的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)氣味的舒適性和身體對(duì)氣味的反應(yīng)可合為一個(gè)指標(biāo)，最終確定了汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)體驗(yàn)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系，評(píng)價(jià)維度為氣味強(qiáng)度、氣味類(lèi)型、氣味舒適性、氣味的敏感性。采用李克特7級(jí)心理量表“極其不滿(mǎn)意”、“非常不滿(mǎn)意”、“不滿(mǎn)意”、“一般” 、“滿(mǎn)意”、“非常滿(mǎn)意”、“極其滿(mǎn)意”對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味的各個(gè)指標(biāo)維度進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的等級(jí)越高，對(duì)整體評(píng)價(jià)的貢獻(xiàn)越大，故氣味強(qiáng)度、氣味類(lèi)型、氣味舒適性都是效益型指標(biāo)，即正向指標(biāo)。

2.2 語(yǔ)言變量與三角模糊數(shù)

用戶(hù)的主觀(guān)評(píng)價(jià)通常是帶有模糊性的，即不確定性。三角模糊數(shù)能夠很好地捕捉這種模糊性，通過(guò)三角模糊數(shù)表示語(yǔ)言變量之間的關(guān)系比較符合用戶(hù)的思維。當(dāng)用戶(hù)在對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味強(qiáng)度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，并不能準(zhǔn)確地區(qū)分“滿(mǎn)意”、“非常滿(mǎn)意”與“極滿(mǎn)意”之間的差異，使用三角模糊數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如“滿(mǎn)意”、“非常滿(mǎn)意”的三角模糊數(shù)分別為(5， 7， 9)與(7，9， 10)，它們有共同的區(qū)間[7，9]，既體現(xiàn)了模糊的概念，又使得各個(gè)語(yǔ)言變量之間有所區(qū)分。因此本文引入了三角模糊數(shù)，通過(guò)標(biāo)度變換法將語(yǔ)言變量轉(zhuǎn)變?yōu)槟：龜?shù)，將指標(biāo)權(quán)重和方案評(píng)價(jià)的語(yǔ)言變量轉(zhuǎn)換為三角模糊數(shù)評(píng)級(jí)，如表1、表2所示。

表1 指標(biāo)權(quán)重語(yǔ)言變量-三角模糊數(shù)對(duì)照表Tab.1 Corresponding table between index weight linguistic variables and triangular fuzzy numbers

表2 評(píng)價(jià)語(yǔ)言變量-三角模糊數(shù)對(duì)照表Tab.2 Corresponding table between linguistic variables of evalution and triangular fuzzy numbers

2.3 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)?zāi)：C合評(píng)價(jià)模型

將三角模糊綜合評(píng)價(jià)模型用于汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)評(píng)價(jià)的步驟如下：

(2)構(gòu)建模糊決策矩陣。內(nèi)飾件方案模糊評(píng)價(jià)矩陣為

(1)

(2)

(3)標(biāo)準(zhǔn)化模糊決策矩陣。正向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化公式為

負(fù)向指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化公式為

(4)計(jì)算加權(quán)標(biāo)準(zhǔn)化模糊矩陣：

(5)確定模糊最優(yōu)解A+與最劣解A-：

i=1,2,…,m j=1,2,…,n

3 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)評(píng)實(shí)驗(yàn)與模型分析

3.1 被試對(duì)象和測(cè)試材料

被試對(duì)象為20名來(lái)自重慶大學(xué)的在校研究生， 22～24歲，男女比例1∶1，嗅覺(jué)正常，擁有駕照，且被要求正式實(shí)驗(yàn)時(shí)不能使用香水。

測(cè)試材料為4種來(lái)自不同供應(yīng)商不同型號(hào)的座椅材料如表3所示。

表3 4種座椅皮革材料Tab.3 4 kinds of seat leather materials

3.2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)過(guò)程

(1)實(shí)驗(yàn)前，將4種皮革材料剪碎置于玻璃瓶中，并密封好。加熱到80 ℃并保持一段時(shí)間后，冷卻到室溫[2，4]。

(2)被試對(duì)象在電腦上閱讀本次實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)語(yǔ)。

(3)被試對(duì)象分別對(duì)4種皮革材料的氣味進(jìn)行嗅覺(jué)體驗(yàn)。

(4)被試對(duì)象體驗(yàn)材料氣味后，在紙質(zhì)問(wèn)卷上分別對(duì)氣味強(qiáng)度Z1、氣味類(lèi)型Z2、氣味舒適度Z3和氣味敏感性Z4的權(quán)重以及4種材料在Z1、Z2、Z3和Z4方面的感受進(jìn)行評(píng)價(jià)，其指標(biāo)權(quán)重語(yǔ)言變量和評(píng)價(jià)語(yǔ)言變量見(jiàn)表1和表2。

(5)20名被試對(duì)象依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試。

(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

3.3 測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

4種材料方案集C={C1，C2，C3，C4}；4項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)組成的評(píng)價(jià)指標(biāo)集z={Z1，Z2，Z3，Z4}，權(quán)重為Wi(i=1，2，3，4)，20名目標(biāo)用戶(hù)集U={U1,U2,…，U20}。20名被試對(duì)象對(duì)4種方案在4個(gè)指標(biāo)維度下構(gòu)建的決策矩陣。被試對(duì)象對(duì)指標(biāo)權(quán)重與各方案在不同指標(biāo)維度下評(píng)價(jià)的原始數(shù)據(jù)如表4、表5所示。

表4 被試對(duì)象對(duì)指標(biāo)權(quán)重的評(píng)價(jià)Tab.4 Evaluation of users on index weight

表5 被試對(duì)象對(duì)各方案在不同指標(biāo)下的評(píng)價(jià)Tab.5 Evaluation of users on different schemes under different indexes

將實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)按照模型計(jì)算的步驟進(jìn)行驗(yàn)算，得到各方案到模糊最優(yōu)解與模糊最劣解的距離及各方案與理想解的相對(duì)貼近度zi，如表6所示。根據(jù)相對(duì)貼近度值由大到小對(duì)4種材料的氣味進(jìn)行排序，材料方案序號(hào)依次為C2、C3、C1、C4。即在4個(gè)方案中，方案C2對(duì)應(yīng)材料的氣味為最優(yōu)。

3.4 模型分析

3.4.1 評(píng)價(jià)模型的信度分析

為了檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果的的有效性與可靠性，采用克朗巴哈α信度系數(shù)法對(duì)20名被試對(duì)象的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行信度分析，其計(jì)算模型為

表6 4種方案與理想解的相對(duì)貼近度Tab.6 elative closeness between each solution and ideal solution

(3)

其中，X為評(píng)價(jià)方案的總數(shù)；z為評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)目；vij為方案j在第i個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下得分的內(nèi)在方差；vj為方案j的總得分的方差。由于三角模糊數(shù)無(wú)法進(jìn)行方差分析，為了便于計(jì)算，先將用戶(hù)評(píng)價(jià)的語(yǔ)言變量 “極其不滿(mǎn)意”、“非常不滿(mǎn)意”、“不滿(mǎn)意”、“一般” 、“滿(mǎn)意”、“非常滿(mǎn)意”、“極其滿(mǎn)意”依次轉(zhuǎn)換為數(shù)值1，2，…，7。利用SPSS軟件計(jì)算20名被試對(duì)象對(duì)4個(gè)方案評(píng)價(jià)值的內(nèi)在信度系數(shù)，如表7所示。進(jìn)行平均值處理后得到標(biāo)準(zhǔn)化克朗巴哈α系數(shù)為0.868，大于0.8，因此總體上該評(píng)價(jià)模型的內(nèi)在信度是比較理想的。

表7 信度統(tǒng)計(jì)分析表Tab.7 Reliability statistical analysis

3.4.2 模型評(píng)價(jià)權(quán)重的敏感性分析

為了研究4項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)汽車(chē)座椅方案評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，進(jìn)行11項(xiàng)敏感性分析實(shí)驗(yàn)，如表7所示。實(shí)驗(yàn)1～實(shí)驗(yàn)7中，設(shè)定4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重評(píng)級(jí)依次為(0，0，0.10)，(0，0.10，0.25)，(0.15，0.20，0.45)，(0.35，0.50，0.65)，(0.55，0.70，0.85)，(0.75，0.90，1.00)，(0.90，1.00，1.00)。實(shí)驗(yàn)8～實(shí)驗(yàn)11中，依次設(shè)定某一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重評(píng)級(jí)為(0.90，1.00，1.00)，其余的均為(0，0，0.10)，按照模型計(jì)算過(guò)程獲得4個(gè)方案的相對(duì)貼近度及排序。對(duì)表8分析可知，方案C2排在第一位的概率為100%，方案C3排在第二位的概率為91%，方案C1排在第三的概率為64%，方案C4排在末位概率為73%。因此，得出評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響較小，這說(shuō)明氣味評(píng)價(jià)的4個(gè)指標(biāo)之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，且為正相關(guān)。

表8 敏感性分析實(shí)驗(yàn)Tab.8 Sensitivity analysis experiment

注： WZi為指標(biāo)Zi的權(quán)重評(píng)級(jí)，i=1，2，3，4。

4 用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)裝置

汽車(chē)內(nèi)飾材料用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了嗅覺(jué)模糊綜合評(píng)價(jià)方法的可行性，但存在一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)需要人工統(tǒng)計(jì)，效率低且容易出錯(cuò)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)材料種類(lèi)增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理變得困難。為了將該方法進(jìn)行工程化應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)裝置。

4.1 用戶(hù)嗅覺(jué)感知體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)成與工作流程

汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)由控制電腦、材料氣味發(fā)生器和用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試軟件組成。

汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試工作流程如下:

(1)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料識(shí)別“活區(qū)”設(shè)置。在第一圖層顯示汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)效果圖；第二圖層為二維坐標(biāo)系，效果圖疊加在二維坐標(biāo)系上。使用自由曲線(xiàn)工具將座椅材料所在區(qū)域設(shè)置為“活區(qū)”。“活區(qū)”能夠觸發(fā)座椅材料氣味輸出的控制信號(hào)。

(2)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試。當(dāng)用戶(hù)想體驗(yàn)?zāi)巢牧系臍馕稌r(shí)，點(diǎn)擊該材料所在坐標(biāo)區(qū)域，該材料氣味識(shí)別“活區(qū)”被觸發(fā)，通過(guò)藍(lán)牙將控制信號(hào)傳輸?shù)綒馕栋l(fā)生器，驅(qū)動(dòng)材料氣味輸出控制系統(tǒng)工作，把材料的氣味從出風(fēng)口吹出。同時(shí)，氣味發(fā)生器出風(fēng)口的指示燈被點(diǎn)亮，指示用戶(hù)體驗(yàn)該材料的氣味。

(3)用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)采集。用戶(hù)體驗(yàn)氣味后，電腦屏幕上自動(dòng)彈出問(wèn)卷調(diào)查表窗口，對(duì)材料氣味進(jìn)行評(píng)價(jià)(極其滿(mǎn)意、非常滿(mǎn)意、滿(mǎn)意、一般、不滿(mǎn)意、非常滿(mǎn)意、極其不滿(mǎn)意)，數(shù)據(jù)采集軟件記錄和存儲(chǔ)每次用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)。重復(fù)上述過(guò)程，直至汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)效果圖中所有材料氣味體驗(yàn)測(cè)試完。

(4)測(cè)試數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)報(bào)告輸出。當(dāng)所有用戶(hù)完成一組汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試后，電腦根據(jù)用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)所有用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成和輸出多個(gè)用戶(hù)的體驗(yàn)測(cè)試報(bào)告。

4.2 材料氣味發(fā)生器的工作原理

(1)氣味發(fā)生器初始狀態(tài)。在用戶(hù)進(jìn)行嗅覺(jué)體驗(yàn)前，供用戶(hù)體驗(yàn)的所有材料顆粒處于氣味發(fā)生瓶?jī)?nèi)，材料氣味發(fā)生瓶插座板上預(yù)先插上n個(gè)供用戶(hù)體驗(yàn)的氣味發(fā)生瓶，每個(gè)氣味發(fā)生瓶所處的氣味輸送管道的進(jìn)氣口設(shè)置一個(gè)進(jìn)口閥門(mén)，氣味輸送管道出氣口設(shè)置一個(gè)出口閥門(mén)，這些材料氣味顆粒的編碼與電腦屏幕上產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料所處識(shí)別“活區(qū)”編碼相對(duì)應(yīng)，即一個(gè)識(shí)別“活區(qū)”編碼對(duì)應(yīng)一個(gè)材料氣味顆粒編碼、一個(gè)氣味輸送管道進(jìn)口閥門(mén)編碼和一個(gè)氣味輸送管道出口閥門(mén)編碼，這些對(duì)應(yīng)關(guān)系都存儲(chǔ)在用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試軟件系統(tǒng)中。

(2)材料氣味發(fā)生器接收控制信號(hào)。當(dāng)用戶(hù)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)效果圖中材料所在區(qū)域時(shí)，測(cè)試軟件觸發(fā)一個(gè)控制信號(hào)，這個(gè)控制信號(hào)通過(guò)藍(lán)牙，到達(dá)氣味發(fā)生器的通信模塊，通信模塊將控制信息送至控制裝置。

(3)控制信號(hào)工作。控制裝置接收到控制信號(hào)后，經(jīng)處理和放大，輸出一個(gè)控制信號(hào)給風(fēng)機(jī)、恒溫加熱器、氣味輸送管道進(jìn)出口閥門(mén)，風(fēng)機(jī)電源開(kāi)啟并開(kāi)始供電，恒溫加熱器開(kāi)始加熱，材料氣味顆粒加熱后揮發(fā)出氣味，同時(shí)該材料氣味顆粒所在的氣味輸送管道的進(jìn)出口閥門(mén)打開(kāi)。

(4)材料氣味從出氣口吹出。外界空氣被風(fēng)機(jī)從氣味發(fā)生器進(jìn)氣孔吸入，通過(guò)材料氣味顆粒所在的氣味輸送管道進(jìn)口閥門(mén)進(jìn)入氣味輸送下管道，然后通過(guò)氣味輸送上下管道連接口進(jìn)入氣味輸送上管道。材料顆粒加熱后揮發(fā)的氣味與進(jìn)入氣味輸送上管道內(nèi)的空氣融合，一起通過(guò)氣味輸送上管道到輸送管道出口閥門(mén)，進(jìn)入氣味輸出總管道，到達(dá)氣味發(fā)生器出氣口吹出，氣味發(fā)起器處于用戶(hù)體驗(yàn)狀態(tài)。

(5)指示燈亮。當(dāng)材料氣味吹出后，觸發(fā)指示燈點(diǎn)亮，告之用戶(hù)體驗(yàn)氣味發(fā)生器出氣口吹出的氣味就是用戶(hù)想體驗(yàn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料的氣味，用戶(hù)可通過(guò)出氣口調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)出氣口風(fēng)向，通過(guò)氣味風(fēng)量大小調(diào)節(jié)按鈕調(diào)節(jié)風(fēng)速，然后對(duì)其他材料氣味進(jìn)行嗅覺(jué)體驗(yàn)。

(6)氣味發(fā)生器停止吹出氣味。氣味發(fā)生器持續(xù)吹出材料氣味顆粒產(chǎn)生的氣味10～20 s后，控制裝置觸發(fā)關(guān)閉控制信號(hào)給氣味輸送通道進(jìn)出口閥門(mén)、風(fēng)機(jī)、指示燈和恒溫加熱器，使它們停止工作。材料顆粒發(fā)生的氣味被封閉在氣味輸送上管道和下管道中，指示燈熄滅，指示氣味發(fā)生器停止吹出氣味。

(7)材料氣味體驗(yàn)問(wèn)卷調(diào)查。當(dāng)氣味發(fā)生器指示燈關(guān)閉后，觸發(fā)問(wèn)卷調(diào)查表窗口在屏幕上彈出，并提示用戶(hù)評(píng)價(jià)答題，完成材料氣味的體驗(yàn)測(cè)試。

(8)循環(huán)體驗(yàn)測(cè)試。重復(fù)步驟(2)至步驟(7)的過(guò)程，直到全部材料氣味被用戶(hù)體驗(yàn)完畢。

圖2為材料氣味發(fā)生器的信號(hào)接收與傳遞的控制框圖。

圖2 氣味發(fā)生器的控制框圖Fig.2 Diagram of odor generator control

4.3 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試軟件系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)

4.3.1 測(cè)試軟件系統(tǒng)的構(gòu)成

用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試軟件系統(tǒng)由實(shí)驗(yàn)基本信息/用戶(hù)基本信息設(shè)置模塊、汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)顯示模塊、汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)與二維坐標(biāo)系疊加設(shè)置、材料識(shí)別“活區(qū)”模塊、汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試問(wèn)卷調(diào)查題目設(shè)置模塊、識(shí)別“活區(qū)”與材料顆粒編碼模塊、材料識(shí)別“活區(qū)”觸發(fā)控制模塊、控制信號(hào)雙向傳輸模塊、單片機(jī)、材料氣味輸送管道進(jìn)出口閥門(mén)開(kāi)關(guān)控制模塊、指示燈開(kāi)關(guān)控制模塊、材料顆粒管道進(jìn)出口閥門(mén)間的互鎖模塊、問(wèn)卷調(diào)查表窗口彈出/關(guān)閉模塊、問(wèn)卷調(diào)查數(shù)據(jù)采集模塊、用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)模塊、測(cè)試分析報(bào)告生成與輸出打印模塊、測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、測(cè)試數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)發(fā)送模塊和云端數(shù)據(jù)中心模塊等組成。汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試軟件系統(tǒng)框架如圖3所示。

圖3 汽車(chē)內(nèi)飾設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)框架Fig.3 System framework of automotive interior design material odor user experience testing

4.3.2 軟件功能的實(shí)現(xiàn)

(1)用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)的程序流程。用戶(hù)在進(jìn)行嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試時(shí)，需要控制電腦和氣味發(fā)生器進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。材料氣味發(fā)生器按照控制信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，將動(dòng)作執(zhí)行的結(jié)果反饋給電腦，并對(duì)材料氣味發(fā)生器執(zhí)行動(dòng)作的結(jié)果進(jìn)行判斷，然后決定下一步的動(dòng)作。用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試實(shí)現(xiàn)的程序流程如圖4所示。

(2)材料識(shí)別“活區(qū)”的設(shè)置與關(guān)聯(lián)。首先將汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)效果圖導(dǎo)入系統(tǒng)。在一張效果圖上可以設(shè)置和定義多個(gè)材料識(shí)別活區(qū)，得到“活區(qū)”集合。對(duì)材料氣味發(fā)生器中的材料樣本、恒溫加熱器和電磁閥進(jìn)行編碼，得到一組材料樣本、恒溫加熱器和電磁閥的集合。每個(gè)材料樣本編碼對(duì)應(yīng)1個(gè)恒溫加熱器和2個(gè)電磁閥的控制指令。將活區(qū)與材料樣本編碼進(jìn)行設(shè)置關(guān)聯(lián)，當(dāng)鼠標(biāo)觸發(fā)活區(qū)所在的坐標(biāo)時(shí)，即觸發(fā)對(duì)應(yīng)恒溫加熱器加熱、電磁閥、指示燈和風(fēng)機(jī)打開(kāi)的指令，其原理如圖5所示。

5 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)汽車(chē)工業(yè)設(shè)計(jì)階段缺少設(shè)計(jì)材料氣味測(cè)試研究的現(xiàn)狀，提出了一種汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)方法并設(shè)計(jì)了相關(guān)裝置，構(gòu)建了內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)體驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將心理測(cè)試量表測(cè)試手段與三角模糊綜合評(píng)價(jià)理論進(jìn)行結(jié)合，并依據(jù)敏感性分析確立評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)案例證明，三角模糊綜合評(píng)價(jià)法可以消減用戶(hù)對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味評(píng)價(jià)的主觀(guān)性和模糊性，實(shí)現(xiàn)相對(duì)客觀(guān)的汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味測(cè)評(píng)。在汽車(chē)設(shè)計(jì)階段進(jìn)行內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試，可以降低汽車(chē)制造出來(lái)后因車(chē)內(nèi)氣味不受用戶(hù)喜歡而影響汽車(chē)銷(xiāo)量的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)?zāi)：C合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了工程化應(yīng)用，設(shè)計(jì)了一種汽車(chē)內(nèi)飾工業(yè)設(shè)計(jì)材料氣味用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試的系統(tǒng)裝置。本文所提的測(cè)試方法和系統(tǒng)裝置適用于對(duì)各內(nèi)飾件材料氣味進(jìn)行用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)選，其目的是為了有效地控制和改善車(chē)內(nèi)氣味的來(lái)源——具體的內(nèi)飾件。下一步的工作計(jì)劃是對(duì)各內(nèi)飾件氣味與整車(chē)車(chē)內(nèi)氣味的關(guān)系進(jìn)行用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)研究。

[1] PAPAGIANNIDIS S， SEE-TO E，BOURLAKIS M. Test-driving： The Impact of Simulated Products on Purchase Intention[J]. Journal of Retailing and Consumer Services， 2014，21(5)：877-887.

[2] 陳蘭娟，姚華民. 汽車(chē)內(nèi)飾件氣味性測(cè)試方法概述[J]. 環(huán)境技術(shù)，2014(2): 26-28. CHEN Lanjuan，YAO Huamin．Introduction on Odor Testing Methods for Automotive Trims[J].Environmental Testing，2014(2):26-28.

圖4 用戶(hù)嗅覺(jué)體驗(yàn)測(cè)試的程序流程圖Fig.4 Flow chart of user experience test

圖5 識(shí)別“活區(qū)”設(shè)置與關(guān)聯(lián)的原理圖Fig.5 Schematic diagram of the identification of the active region setting and Association

[3] 田永，韋俊. 汽車(chē)車(chē)內(nèi)散發(fā)性氣味的危害與評(píng)價(jià)[J]. 客車(chē)技術(shù)與研究, 2012(3): 55-57. TIAN Yong, WEI Jun. Harm and Evaluation of Automotive Interior Emission Odor[J]. Bus & Coach Technology and Research, 2012(3):55-57.

[4] KALMAN E, LOFVENDAHL A, WINQUIST F, et al. Classification of Complex Gas Mixtures from Automotive Leather Using an Electronic Nose[J]. Analytica Chimica Acta，2000, 403(12)：31-38.

[5] MORVAN M, TALOU T, GASET A, et al. Electronic-nose Systems for Control Quality Applications in Automotive Industry[J]. Sensors and Actuators B: Chemical Proceedings of the International Symposium on Electronic Noses, 2000， 69(3): 384-388.

[6] 張凌紫.基于主觀(guān)感受的汽車(chē)車(chē)內(nèi)氣味評(píng)價(jià)[J]. 汽車(chē)實(shí)用技術(shù)，2014(11): 15-17. ZHANG Lingzi. Based on Evalution of Automotive Interior Smell Subjective Feelings[J]. Autombile Applied Technology，2014(11): 15-17.

[7] 馬文耀, 嚴(yán)瑾. 汽車(chē)內(nèi)飾件氣味試驗(yàn)方法的分析比較[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014(22): 87-88. MA Wenyao, YAN Jin. Analysis and Comparison of Car Inner Decoration Smell Test Method[J]. Science and Technology Innovation and Application, 2014(22):87-88.

[8] 劉新. 好設(shè)計(jì),好商品——工業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011. LIU Xin. Good Design, Good Product—Industrial Design Evaluation[M]. Beijing: China Building Industry Press，2011.

[9] 唐幫備, 郭鋼, 王凱，等. 聯(lián)合眼動(dòng)和腦電的汽車(chē)工業(yè)設(shè)計(jì)用戶(hù)體驗(yàn)評(píng)選研究[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 2015, 21(6):1449-1459. TANG Bangbei, GUO Gang, WANG Kai, et al. User Experience Evaluation and Selection of Automobile Industry Design with Eye Movement and Electroencephalgram[J]. Computer Integranted Manufacturing Systems, 2015, 21(6):1449-1459.

[10] 李浩.新產(chǎn)品非結(jié)構(gòu)化需求轉(zhuǎn)換、概念測(cè)試與初始配置方法研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2012. LI Hao. Research on Methods on Unstructured Requirements Conversion, Concept Test and Initial Configuration[D]. Chongqing: Chongqing University，2012.

[11] KHUSHABA R N，GREENACRE L，KODAGODA S，et al. Choice Modeling and the Brain: A Study on the Electroencephalogram (EEG) of Preferences[J]. Expert Systems with Applications， 2012， 39(16)：12378-12388.

[12] PENG Y, ZHOU T, WANG S, et al. Design and Implementation of a Real-time Eye Tracking System[J]. The Journal of China Universities of Posts and Telecommunications,2013,20(1)：1-5.

[13] 葛列眾，戴均開(kāi)，王哲，等. 手機(jī)可用性的績(jī)效評(píng)估實(shí)驗(yàn)[J]. 人類(lèi)工效學(xué)，2006，12(4)：8-17. GE Liezhong, DAI Junkai, WANG Zhe, et al. Performance Evaluation Experiment of Mobile Telephone Usability[J]. Human Ergonomics,2006,12(4):8-17.

[14] LASA G, JUSTEL D, RETEGI A. Eyeface: A New Multimethod Tool to Evaluate the Perception of Conceptual User Experiences[J]. Computers in Human Behavior， 2015, 52: 359-363.

[15] HUANG Chengyong. Observations of Drivers’ Behavior When Opening Car Doors[J]. Procedia Manufacturing, 2015，3：2753-2760.

[16] SOLTYSIK D A，THOMASSON D，RAJAN S，et al. Improving the Use of Principal Component Analysis to Reduce Physiological Noise and Motion Artifacts to Increase the Sensitivity of Task-based fMRI[J]. Journal of Neuroscience Methods, 2015, 241:18-29.

[17] 張芳蘭，楊明朗，劉衛(wèi)東. 基于模糊TOPSIS方法的汽車(chē)形態(tài)設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)[J]. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2014,20(2)：276-283. ZHANG Fanglan，YANG Minglang，LIU Weidong. Evaluation of Automobile form Design Based on Fuzzy TOPSIS[J]. Computer Integrated Manufacturing Systems，2014, 20(2)：276-283.

[18] 廖勇. 基于三角模糊數(shù)的鐵路客運(yùn)站選址方案評(píng)價(jià)方法[J]. 中國(guó)鐵道科學(xué)，2009(6)：119-125. LIAO Yong. Method of the Plan of Site Selection Railway Passenger Evaluation Based on Triangular Fuzzy Number[J]. China Railway Science, 2009(6):119-125.

[19] 夏毅敏，卞章括，胡承歡，等. 復(fù)合式土壓平衡盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)性能綜合評(píng)價(jià)方法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014，50(21):1-9. XIA Yimin，BIAN Zhankuo，HU Chenhuan，et al. Performance Comprehensive Evaluation of Composite Earth Pressure Balanced Shield Machine Cutter Head[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2014, 50(21):1-9.

(編輯 張 洋)

Method and Device for Material Odor Evaluation and Selection of Automobile Interior esign Based on User’s Olfactory Sensation Experiences

TANG Bangbei1GUO Gang2XIA Jinjun3

1.College of Mechanical Engineering,Chongqing University,Chongqing,400044 2.College of Automotive Engineering,Chongqing University,Chongqing,400044 3.College of Arts,Chongqing University,Chongqing,400044

To improve the pleasure of user’s olfactory sensation experiences in automobile interior design，an automobile interior industrial material odor evaluation and selection method and device were proposed based on user smell perception experience. Firstly，the principles of user smell perception experiences were analysed. Then，the evaluation index system was constructed based on user’s smell experiences. The triangular fuzzy comprehensive evaluation model of user’s smell perception experiences was established. The automobile seat material odor user experience testing was used as an example， and 20 subjects were recruited for the user smell experience test experiments of four car seat leather materials from different manufacturers. The experimental data was calculated by the evaluation model to select the optimal car interior smell of leather material，and inspection and analysis were carried out on the model.

user experience; olfactory sensation; fuzzy comprehensive evaluation; system of evaluation

2016-03-18

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51375510)；中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(CDJZR14050050)

TB472

10.3969/j.issn.1004-132X.2017.02.013

唐幫備，男，1990年生。重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院博士研究生。研究方向?yàn)楫a(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)及工業(yè)設(shè)計(jì)用戶(hù)體驗(yàn)測(cè)試評(píng)價(jià)。發(fā)表論文2篇。E-mail:tangbangbei@126.com。郭 鋼，男，1960年生。重慶大學(xué)汽車(chē)工程學(xué)院教授、博士研究生導(dǎo)師。夏進(jìn)軍，男，1978年生。重慶大學(xué)藝術(shù)學(xué)院副教授。