劉昱

摘 要：造型審美意向尺度顧名思義是指使用者對于產(chǎn)品外觀的主觀審美感受的優(yōu)劣，是一種主觀的、模糊的評價思維。文章運用工業(yè)設計的原理，在用戶需求研究的基礎上，對影響工業(yè)設備造型審美意向評價的各項指標進行歸納整理并分配權(quán)重，再結(jié)合模糊綜合評價方法，構(gòu)建工業(yè)設備造型意向評價數(shù)學模型，進行評價。

關鍵詞：模糊評價；用戶需求；工業(yè)設備；權(quán)重

1 模糊綜合評價法

模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學理論的綜合評價方法。該綜合評價法根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。

1.1 相關術語定義

（1）評價因素：系指對招標項目評議的具體內(nèi)容（例如，功能性、經(jīng)濟性、人機環(huán)境、美觀性、創(chuàng)造性，等）。

為便于權(quán)重分配和評議，可以按評價因素的屬性將評價因素分成若干類（對工業(yè)設備而言，可劃分例如：功能性、經(jīng)濟性、人機環(huán)境、美觀性、創(chuàng)造性等），把每一類都視為單一評價因素，并稱之為第一級評價因素。第一級評價因素可以設置下屬的第二級評價因素（例如，第一級評價因素“功能性”可以有下屬的第二級評價因素：性能水平、用途可靠性、形態(tài)與功能的統(tǒng)一，等）。第二級評價因素可以設置下屬的第三級評價因素，依此類推。

（2）評價值：系指評價因素的優(yōu)劣程度。評價因素最優(yōu)的評價值為1（采用百分制時為100分）；欠優(yōu)的評價因素，依據(jù)欠優(yōu)的程度，其評價值大于或等于零、小于或等于1（采用百分制時為100分），即0≤E≤1（采用百分制時0≤E≤100）。

（3）權(quán)重：指評價因素相對于上一層目標的地位和重要程度。

第一級評價因素的權(quán)重之和為1；每一個評價因素的下一級評價因素的權(quán)重之和為1。

1.2 數(shù)學模型的建立和評價方法

模糊數(shù)學是用精確的數(shù)學方法去處理“很好”、“好”、“一般”、“差”等過去無法用數(shù)學描述的模糊性語言變量。從質(zhì)量評定體系中可以看出絕大多數(shù)項目具有非定量化的模糊特點。運用模糊數(shù)學方法可以對產(chǎn)品造型質(zhì)量做出合理的判斷。

1.2.1 因素集的構(gòu)造

為了便于評價，首先要構(gòu)造因素集。也即對評判內(nèi)容明確化，此時可根據(jù)評判需要。由評判因素構(gòu)造出一個因素集，用U表示。如對某一工業(yè)設備外觀造型?？蓸?gòu)造如下因素集：U=功能性、經(jīng)濟性、人機環(huán)境、美觀性、創(chuàng)造性等。

1.2.2 評價方法

對于U中的每一個評判因素分別構(gòu)造其評語集。這樣，在進行多因素綜合評判時有兩個集合，即：評語集V=[V1，V2，…，Vn]；因素集U=[U1，U2，…，Um]。評價時先對因素集中的每一個元素按照評語集中的各元素進行評價，則可得到多個模糊集：

式（1）的模糊矩陣給出了對各單一因素的評價結(jié)果，但是沒有形成明確的、整體的評判結(jié)論。為了明確表示評價結(jié)果，對上述模糊矩陣進行處理，把它化為一行矩陣，即：

Y=X·R （2）

式（2）中：“·”為模糊矩陣的乘法運算；X是一個模糊集。由它來考慮各評價因素在整個評價指標中所占的比重，稱為權(quán)數(shù)：X=[X1，X2，…，Xm]，0≤Xi≤1 其中，X1+X2+…+Xm=1，即100%好評。

最后得到模糊子集S=[S1，S2，…，Sm]，稱為模糊評判結(jié)果，評判結(jié)果也稱為隸屬度。

若要對多個方案進行比較，還要進行模糊綜合評價。計算模糊綜合評價得分C=S·E，其中E為與評語集V相對應的評價尺度集。據(jù)此，可進一步比較各個評價對象的優(yōu)劣，選出最佳設計方案。

2 應用實例分析

本文選擇下圖1中兩臺機床為例，綜合運用層次分析法和模糊綜合評價法對其進行評價。所選機床全部為國外名廠出品的高精密CNC數(shù)控加工機床，具有相似的物質(zhì)功能和工作環(huán)境。其造型設計都比較優(yōu)秀，難以直接做出優(yōu)劣判斷。借助于本文所論述的方法，進行評價后，可很直觀的分辨優(yōu)劣，便于決策層進行判斷研究。

2.1 二級因素的模糊綜合評價

2.1.1 確定評價體系（見圖2）

2.1.2 確定要素權(quán)重

利用研究結(jié)果，總結(jié)各要素權(quán)重如下：

工業(yè)設備造型審美意向評價體系

造型：權(quán)重 0.2443

細化的評價要素及權(quán)重：工業(yè)設備造型與功能相統(tǒng)一，適應機械設計要求 0.3404；工業(yè)設備造型體量均衡、協(xié)調(diào)，形態(tài)過度合理，穩(wěn)定感 0.2571；比例協(xié)調(diào)、局部與整體風格相統(tǒng)一 0.136；外觀規(guī)整、面棱清晰 0.1801；各機件配合默契、嚴謹，具有整體感 0.0865。

色彩：權(quán)重 0.1371

細化的評價要素及權(quán)重：工業(yè)設備色彩與功能和使用環(huán)境吻合0.5393；色感視覺穩(wěn)定，色彩劃分與形態(tài)、功能劃分相一致 0.2974；顏色對比適度協(xié)調(diào) 0.1633。

質(zhì)感：權(quán)重 0.1371

細化的評價要素及權(quán)重：材料選擇適當、質(zhì)感與功能及整體風格相協(xié)調(diào)，富有時代感 0.5393；工業(yè)設備表面處理精細，質(zhì)感純正、光順 0.2974；制作技術先進、工藝精湛 0.1633。

易用性：權(quán)重 0.402

細化的評價要素及權(quán)重：操作控制裝置造型合理位置安排得當0.329；顯示終端造型合理，位置安排得當0.2002；操作件使用方便，符合正確施力范圍要求0.329；操作和顯示裝置相互匹配合理 0.1418。

其他：權(quán)重 0.0793

細化的評價要素及權(quán)重：經(jīng)濟性 0.4；環(huán)保性 0.4；文化內(nèi)涵 0.2。

2.1.3 確定評價等級和相應尺度

根據(jù)專家經(jīng)驗，確定評價等級分別為“很好、較好、一般、差”，其相應評價尺度集E=[10、8、5、2.5]（10分制）。設計問卷，展開調(diào)查。

2.1.4 確定單因素評價矩陣，計算兩方案模糊綜合評定向量并進行優(yōu)劣順序比較。

由評價小組分別對兩個設計方案評定在各指標上的得分。以造型為例，分析得分情況：

（1）確定單因素評價矩陣

A機床造型得分情況（如表1）

根據(jù)表1所示信息，用得分除以10（總?cè)藬?shù)）最為隸屬度，可得A機床造型單因素評價矩陣R1如下，同理得到B機床造型單因素評價矩陣R2如下：

（2）計算模糊綜合評定向量

根據(jù)評價結(jié)果可以看出B機床造型隸屬度傾向于“較好”

（3）兩方案優(yōu)劣順序比較

由上述計算可知，在造型環(huán)節(jié)上A方案比B方案要優(yōu)秀。

同樣方法我們可以分別得出色彩、質(zhì)感、易用性、其它等環(huán)節(jié)A、B兩方案優(yōu)秀程度。

2.2 一級因素的模糊綜合評價

確定機床A和機床B兩方案總體模糊綜合評定向量，并對機床A、B設計方案進行優(yōu)劣排序。

通過上面對個單因素進行模糊綜合評定向量計算和排序，可以發(fā)現(xiàn)機床A和機床B在“造型、色彩、質(zhì)感、易用性、其他”5個方面，各有優(yōu)劣。若想比較A、B兩機床總體造型設計的優(yōu)劣，需要利用這5個方面的權(quán)重向量，進一步展開計算，才能得到。方法與前述單因素評價過程相似。

造型審美意向得分情況：

2.2.1 確定因素評價矩陣

A機床造型審美意向得分情況

根據(jù)表2所示信息，可得A機床總體造型審美意向因素評價矩陣RA如下：

2.2.2 計算模糊綜合評定向量

2.2.3 兩方案優(yōu)劣順序比較

本文研究方法，不僅適用于工業(yè)設備造型設計評價，更是為其他類產(chǎn)品設計評價領域提供一些解決問題的思路，將用戶研究引入產(chǎn)品設計與開發(fā)之中，利用數(shù)學的方法對主觀感受進行量化分析，最終會成為未來設計評價的一個主要解決方法。

參考文獻

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