喬杉

（中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710077）

產(chǎn)品造型主要的表現(xiàn)對(duì)象就是工業(yè)產(chǎn)品，滿(mǎn)足工業(yè)品屬性后，通過(guò)藝術(shù)表現(xiàn)手段創(chuàng)造出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的工業(yè)產(chǎn)品，產(chǎn)品造型主要是利用藝術(shù)手段將產(chǎn)品的功能特點(diǎn)充分的體現(xiàn)出來(lái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的科學(xué)性和先進(jìn)性，有機(jī)結(jié)合科學(xué)和藝術(shù)。

產(chǎn)品造型需要遵守工業(yè)設(shè)計(jì)的基本原則，具有實(shí)用和美觀等優(yōu)勢(shì)。在工業(yè)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用工程藝術(shù)手段的主要方式是產(chǎn)品造型，對(duì)于產(chǎn)品形象進(jìn)行設(shè)計(jì)和塑造，統(tǒng)一產(chǎn)品的功能、工藝、結(jié)構(gòu)等，可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造性設(shè)計(jì)。

在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)涉及到大量的評(píng)價(jià)和決策。近些年科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)對(duì)象也隨之變得更加復(fù)雜，對(duì)于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)也就給予了更高的要求，如果只是利用經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)評(píng)價(jià)指導(dǎo)設(shè)計(jì)，無(wú)法滿(mǎn)足時(shí)代要求，因此建立理性、科學(xué)的評(píng)價(jià)體系非常重要。產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)不僅是評(píng)定設(shè)計(jì)方案，也需要改善設(shè)計(jì)方案的技術(shù)、美學(xué)、人機(jī)等各方面的因素。

1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)法的介紹

1.1 經(jīng)驗(yàn)性評(píng)價(jià)方法

如果涉及的方案不多，問(wèn)題也不太復(fù)雜時(shí)，可以結(jié)合評(píng)價(jià)者的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，利用簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)方法粗略的分析和評(píng)價(jià)方案。比較常用的經(jīng)驗(yàn)性評(píng)價(jià)方法包括淘汰法、排隊(duì)法、點(diǎn)評(píng)價(jià)法。

1.2 數(shù)學(xué)分析類(lèi)評(píng)價(jià)方法

利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行實(shí)際分析和推導(dǎo)等方式獲得定量的評(píng)價(jià)參數(shù)，這也是評(píng)價(jià)系統(tǒng)中非常重要的方法。設(shè)計(jì)上很多是定性的問(wèn)題，問(wèn)題的相關(guān)描述屬于非定量的。在現(xiàn)實(shí)評(píng)價(jià)當(dāng)中，非定量的評(píng)價(jià)描述和手段缺乏客觀性和科學(xué)性等。因此需要利用定量的手段，實(shí)現(xiàn)實(shí)際評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的問(wèn)題和描述等。數(shù)學(xué)分析類(lèi)評(píng)價(jià)方法屬于一種定量化的評(píng)價(jià)方式，通常利用的數(shù)學(xué)分析類(lèi)評(píng)價(jià)方法包括評(píng)分法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)法以及模糊評(píng)價(jià)法等。

1.3 試驗(yàn)評(píng)價(jià)法

如果一些方案環(huán)節(jié)非常重要，那么可以利用試驗(yàn)評(píng)價(jià)方案，這種實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)法可以獲得準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)參數(shù)，但是需要付出較高的代價(jià)?？萍疾粩喟l(fā)展，開(kāi)始普遍利用試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法。近些年還開(kāi)始利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和快速原型制造等技術(shù)，促進(jìn)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法更好的運(yùn)用。

1.4 面向應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)技術(shù)

DFX這種設(shè)計(jì)方法主要是面向后續(xù)應(yīng)用的設(shè)立及方法，屬于設(shè)計(jì)方法學(xué)的一種。在協(xié)同設(shè)計(jì)當(dāng)中，DFX指的就是一種可行性評(píng)價(jià)方法。在修改產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，提出可行性評(píng)價(jià)。DFX系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)計(jì)非常豐富的內(nèi)容，主要包括產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)和制造設(shè)計(jì)以及轉(zhuǎn)給設(shè)計(jì)等。

2 確定工業(yè)產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系

產(chǎn)品造型的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程十分復(fù)雜，很難進(jìn)行客觀全面的評(píng)價(jià)。利用的評(píng)價(jià)體系和方法對(duì)于評(píng)價(jià)結(jié)果造成影響，同時(shí)也會(huì)影響到產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)規(guī)劃。

產(chǎn)品造型的評(píng)價(jià)指標(biāo)具有一定的層次性，如果僅利用層次分析法將無(wú)法準(zhǔn)確的描述定性因素。利用模糊評(píng)價(jià)法，可以利用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述性和不確定因素，有效的統(tǒng)一各個(gè)指標(biāo)量綱的問(wèn)題。因此，利用模糊層次分析法，實(shí)施產(chǎn)品造型的工業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。以下是產(chǎn)品造型工業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的5個(gè)步驟。

（1）建設(shè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。對(duì)于產(chǎn)品造型工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的因素和相互關(guān)系給予全面的分析，分解方案評(píng)價(jià)為不同的組成要素，并且這些要素需要被劃分到不同的層次當(dāng)中。（2）比較判斷每一層的各要素和上一層的各要素，可以比較標(biāo)度，可以完善判斷矩陣。（3）求權(quán)重。對(duì)于矩陣進(jìn)行判斷，可以獲得特征向量和特征根，對(duì)于每個(gè)矩陣的一致性給予檢驗(yàn)，如果無(wú)法滿(mǎn)足一致性條件，那么就要修改判斷矩陣，直到達(dá)到滿(mǎn)足即可。（4）構(gòu)造模糊評(píng)價(jià)矩陣。確定評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)，做出評(píng)語(yǔ)集，隨后確定每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單因素。（5）實(shí)施綜合評(píng)價(jià)。分析和總結(jié)實(shí)際評(píng)價(jià)結(jié)果、以模糊矩陣為基礎(chǔ)，實(shí)施綜合評(píng)價(jià)。獲得最終評(píng)價(jià)結(jié)果，以評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，提出具體的修改意見(jiàn)。

3 建立造型工業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系

3.1 產(chǎn)品造型的工業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

這里主要說(shuō)的就是模糊層次法，首先，需要建立遞階層次結(jié)構(gòu)的模型。通常情況下，層次結(jié)構(gòu)主要包括3個(gè)層次：（1）目標(biāo)層。目標(biāo)層屬于最高層次，目標(biāo)層也可以被稱(chēng)作是理想結(jié)果層，對(duì)于評(píng)價(jià)目的進(jìn)行描述。（2）標(biāo)準(zhǔn)層。標(biāo)準(zhǔn)層屬于評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和影響評(píng)價(jià)的因素。（3）指標(biāo)層。指標(biāo)層細(xì)化了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)則層的具體化。工業(yè)設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合了現(xiàn)代科學(xué)和藝術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)屬于創(chuàng)造性活動(dòng)，主要是為滿(mǎn)足人民的物質(zhì)和精神生活的需要。因此，評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)系到物和人的特性，具有技術(shù)性和物質(zhì)性，此外也關(guān)系到美學(xué)因素和人機(jī)因素。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的物質(zhì)功能，這就需要利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，可以滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)合理、性能可靠等方面的要求。

其次，需要構(gòu)建良好的產(chǎn)品。因此需要利用美學(xué)法則提高產(chǎn)品的藝術(shù)性。此外，產(chǎn)品和人有關(guān)的各方面需要給予關(guān)心，通過(guò)人的使用可以全面體現(xiàn)產(chǎn)品的功能特點(diǎn)，因此需要充分考慮人的各方面因素，這樣產(chǎn)品造型才可以更好地滿(mǎn)足人們的生理需求和心理需求。

3.2 構(gòu)造權(quán)重判斷矩陣

在模糊層次分析法中，非常關(guān)鍵的一步就是建立判斷矩陣。判斷矩陣是指利用矩陣形式，將每一層的各要素和上層要素的相對(duì)重要程度表述出來(lái)。上層要素為Ui，假設(shè)與Ui有關(guān)的下層要素為B1、B2、……Bn，為了對(duì)于B層各要素的相對(duì)重要程度進(jìn)行分析，需要構(gòu)建n×n階的判斷矩陣，見(jiàn)圖1。

圖1

其中bjk表示的就是針對(duì)Ui，BJ對(duì)于BK的相對(duì)重要程度的數(shù)值，確定bjk需要結(jié)合資料統(tǒng)計(jì)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)反復(fù)討論，以定性分析的直覺(jué)和判斷為基礎(chǔ)，進(jìn)行實(shí)際判斷，利用量化標(biāo)度可以實(shí)現(xiàn)思維判斷的數(shù)量化。為了實(shí)現(xiàn)判斷的定量化，可以利用1～9比例標(biāo)度法。

3.3 計(jì)算權(quán)重和檢驗(yàn)矩陣一致性

（1）計(jì)算權(quán)重。首先，將矩陣特征向量W計(jì)算出來(lái)，隨后實(shí)現(xiàn)歸一化處理，求出對(duì)于Am的Bi的相對(duì)重要度，也就是所謂的權(quán)重，將特征向量W的分量Wi求出來(lái)：計(jì)算n階段矩陣每一行元素的乘積Mi：

在上述公式當(dāng)中，bij就是對(duì)于矩陣當(dāng)中第i行第j列元素進(jìn)行判斷。

計(jì)算Mi的n次方根，為：

這就說(shuō)明W=（W1，W2，……Wn）t就是特征向量，也是元素Bi的權(quán)重。

（2）判斷矩陣一致性檢驗(yàn)。客觀事物具有負(fù)責(zé)性特征，此外，人的認(rèn)識(shí)還具有多樣性，并且人的認(rèn)識(shí)還可能具備片面性，因此，人們?cè)趯?shí)施主觀評(píng)價(jià)的過(guò)程中，構(gòu)建的判斷矩陣無(wú)法具有完全的一致性。評(píng)價(jià)者無(wú)法將bij的值準(zhǔn)確的判斷出來(lái)，只能實(shí)施估計(jì)。如果在實(shí)際估計(jì)的過(guò)程中出現(xiàn)了誤差，那么判斷矩陣的特征就會(huì)出現(xiàn)一定的誤差，因此需要針對(duì)判斷矩陣，實(shí)施一致性檢驗(yàn)，利用一致性指標(biāo)，對(duì)于判斷矩陣的一致性問(wèn)題進(jìn)行檢驗(yàn)，要盡量避免產(chǎn)生矛盾，以下就是具體的步驟。

計(jì)算出一致性指標(biāo)CI：以矩陣?yán)碚摓榛A(chǔ)，判斷矩陣的最大特征根就是單根，計(jì)算公式為：

CI值如果比較大，這就說(shuō)明判斷矩陣偏離安全的一致性比較大，如果CI值比較小，這就說(shuō)明判斷矩陣的一致性比較好。

4 結(jié)語(yǔ)

利用經(jīng)典數(shù)學(xué)方法很難解決綜合評(píng)價(jià)問(wèn)題，模糊數(shù)學(xué)可以為模糊綜合評(píng)價(jià)提供依據(jù)，產(chǎn)品造型評(píng)價(jià)具有模糊性，通過(guò)模糊評(píng)價(jià)法可以有效的進(jìn)行產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)。同時(shí)也可以在評(píng)價(jià)目標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)模糊的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)當(dāng)中利用模糊評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚淼． 工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中FUZZY綜合評(píng)價(jià)體系的建立[J]．包裝工程,2014(05):87-89+92．

[2]王成宇,許世虎． 基于CDIO模式下的工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)評(píng)價(jià)模式探索與實(shí)踐[J]． 品牌,2014(12):181．