張大牛 王黎明 秦海彬

關(guān)鍵詞：AHP賦權(quán)法;TOPSIS法;充電線收納產(chǎn)品;設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

隨著科技的進(jìn)步，電器產(chǎn)品廣泛融入人們的日常生活，該過(guò)程會(huì)伴隨各式各樣的充電線的使用，存在交織纏繞的問(wèn)題，不僅影響美觀，還具有安全隱患。鑒于此，充電線收納產(chǎn)品設(shè)計(jì)逐漸成為熱點(diǎn)。然而，對(duì)于充電線收納產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)仍有欠缺，需要合理構(gòu)建相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。高喜銀等為評(píng)估果園作業(yè)平臺(tái)的舒適性，提出了基于AHP—TOPSIS的研究方法[1] ;劉志強(qiáng)等采用組合賦權(quán)的方式，通過(guò)改進(jìn)的TOPSIS法對(duì)駕駛行為安全性作出評(píng)估[2]。綜上所述，AHP法對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)具有一定的可行性，TOPSIS法可以較為準(zhǔn)確地反映待評(píng)產(chǎn)品間的差距。

1 相關(guān)概念解析

1.1 AHP賦權(quán)法

AHP賦權(quán)法是一種主觀賦權(quán)法，于20世紀(jì)70年代由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)家薩蒂提出。主要通過(guò)判斷同一層級(jí)指標(biāo)間的重要程度構(gòu)造判斷矩陣，得出相應(yīng)權(quán)重。該方法具有完備的系統(tǒng)性，被廣泛應(yīng)用于評(píng)價(jià)領(lǐng)域。

1.2 TOPSIS法

TOPSIS法又稱(chēng)逼近理想解排序法，屬于多目標(biāo)決策方法。在對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)充分挖掘的前提下，能直觀地獲得研究對(duì)象與最優(yōu)解的接近程度，以此作為評(píng)價(jià)的依據(jù)，對(duì)備選方案作出排序。該方法具有較強(qiáng)的普適性，是一種重要的決策方法。

2基于AHP賦權(quán)法與TOPSIS 法的充電線收納產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)流程

2.1 充電線收納產(chǎn)品的篩選

此次選擇市面上在售的3款充電線收納箱作為評(píng)價(jià)樣本，如圖1所示。樣本1充電線收納箱采用直角梯形造型設(shè)計(jì)，內(nèi)置有長(zhǎng)方形插排，充電線插頭從底部引出，斜邊可作為支架，能在充電過(guò)程中使用手機(jī)等物件。樣本2充電線收納箱材質(zhì)為熱塑性工程塑料，中部鏤空設(shè)計(jì)，可供多條充電線同時(shí)使用，且具有良好的散熱效果。收納箱頂部環(huán)形的開(kāi)槽設(shè)計(jì)，可用來(lái)放置手機(jī)，具有良好的收納效果。樣本3充電線收納箱采用長(zhǎng)方體盒身設(shè)計(jì)，米色盒體可點(diǎn)綴單調(diào)的辦公環(huán)境。側(cè)邊多處鏤空設(shè)計(jì)，不僅避免了電線的纏繞，而且可以增大散熱面積。

2.2 充電線收納產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

參照工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的基本準(zhǔn)則，結(jié)合充電線收納產(chǎn)品的基本特征屬性，從美學(xué)、技術(shù)、人機(jī)、成本幾個(gè)方面篩選相關(guān)評(píng)價(jià)因子，構(gòu)建了充電線收納產(chǎn)品的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

2.3 基于AHP法的指標(biāo)賦權(quán)

2.3.1 構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)AHP法判別指標(biāo)相對(duì)重要的比例尺度標(biāo)準(zhǔn)（1—9標(biāo)度法）[3]，邀請(qǐng)研究領(lǐng)域一定數(shù)量專(zhuān)家，憑借經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知分別對(duì)各層級(jí)兩兩元素重要度作出判別，構(gòu)造判斷矩陣A，如式（1）所示。式中：aij 為判斷矩陣中i 指標(biāo)相對(duì)于j 指標(biāo)重要程度的量化值，m 為某層級(jí)指標(biāo)的數(shù)量。為對(duì)充電線收納產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)合理賦權(quán)，同時(shí)邀請(qǐng)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)4 名教師對(duì)指標(biāo)間的重要程度作出判別，經(jīng)反復(fù)討論確定各層級(jí)指標(biāo)判斷矩陣，如表1 所示。

2.3.2 計(jì)算權(quán)重

AHP 法求解權(quán)重的方法主要有方根法和規(guī)范列平均法，文章采用方根法求權(quán)重。首先求解判斷矩陣每行元素乘積的幾何平均值—ba，然后規(guī)范化處理，求解權(quán)重ωa，如式（2）所示。經(jīng)計(jì)算，ωa（A - C）=（ 0.1047 0.6370 0.2583），ωa（A 1- C2）=（ 0.6 0.2 0.20.4286 0.1428 0.4286 0.5 0.5）

2.3.3 一致性檢驗(yàn)

首先計(jì)算判斷矩陣的最大特征λmax，如式（3）所示;然后建立度量矩陣A 偏離一致性的指標(biāo)CI，如式（4）所示，t 為矩陣的階數(shù);最后將一致性指標(biāo)CI 與相應(yīng)階數(shù)下的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI 的比值定義為隨機(jī)一致性比率CR（參照平均一致性指標(biāo)表）[3]，當(dāng)CR<0.1 時(shí)，認(rèn)為矩陣A 滿足一致性檢驗(yàn)，否則，需要對(duì)判斷矩陣進(jìn)行重新修正。分別對(duì)各判斷矩陣做一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2 所示，由表2 可知，各判斷矩陣的CR 值均小于0.1，表明賦權(quán)結(jié)果較為合理。最后，采用乘法合成歸一的方式確定最終權(quán)重ωa（A 1- C2）*[5]，如式（5）所示。

2.4 基于TOPSIS 法的充電線收納產(chǎn)品設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)

2.4.1 構(gòu)建決策矩陣

根據(jù)決策元素性質(zhì)將指標(biāo)劃分成定性指標(biāo)和定量指標(biāo)，獲取樣本數(shù)據(jù)，構(gòu)造決策矩陣R，如式（6）所示，rij 為備選產(chǎn)品ri在指標(biāo)j 下的屬性值，n為備選產(chǎn)品的數(shù)量。文章以問(wèn)卷調(diào)研的方式，邀請(qǐng)工業(yè)設(shè)計(jì)系教師（4人）、工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生（4人）及工業(yè)設(shè)計(jì)從業(yè)人員（2人）共10位打分人員，采用十分制評(píng)分法得到3 款充電線收納箱在各指標(biāo)下的屬性值，取平均值構(gòu)建決策矩陣R，如式（7）所示。

2.4.2 矩陣的標(biāo)準(zhǔn)化處理

標(biāo)準(zhǔn)化處理后的決策矩陣記為Y，如式（8）所示。對(duì)矩陣R進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到矩陣Y，如式（9）所示。

2.4.3 確定備選產(chǎn)品與理想解的距離

假設(shè)理想方案記為G+，如式（10）所示;負(fù)理想方案記為G--，如式（11）所示;引入評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，備選產(chǎn)品Gi 與理想方案G+ 的距離記為Q+i，如式（12）所示;備選產(chǎn)品Gi 與負(fù)理想方案G-- 的距離記為Q--i，如式（13）所示;備選產(chǎn)品Gi 與理想方案的相對(duì)接近度記為P+i，如式（14）所示[2，5]。其中，樣本數(shù)據(jù)越大，備選產(chǎn)品越好的指標(biāo)集合記為J1，樣本數(shù)據(jù)越小，備選產(chǎn)品越好的指標(biāo)集合記為J2，J1 + J2 = m。根據(jù)充電線收納產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)的性質(zhì)，結(jié)合公式（10）～（14）得出備選產(chǎn)品與正、負(fù)理想解的距離及相對(duì)接近度，如表3 所示。

2.4.4 產(chǎn)品排序

根據(jù)P+i的值對(duì)備選方案做出評(píng)價(jià)，P+i值越大，則備選產(chǎn)品越好。因此，3 款充電線收納產(chǎn)品的排序?yàn)椋簶颖?> 樣本3>樣本2。

3 結(jié)語(yǔ)

充電線收納產(chǎn)品的設(shè)計(jì)處于起步階段，針對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)研究較少，文章構(gòu)建了兩級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出以AHP 法對(duì)指標(biāo)賦權(quán)，TOPSIS法評(píng)價(jià)的產(chǎn)品優(yōu)選方法，可以有效地評(píng)估產(chǎn)品的設(shè)計(jì)優(yōu)劣，為進(jìn)一步改良創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。在研究過(guò)程中，由于充電線收納產(chǎn)品自身的特殊性，難以選取定量化指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)體系，定性化指標(biāo)的選取又存在一定的主觀性。今后，針對(duì)充電線收納產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建仍需進(jìn)一步完善。