基于感性工學(xué)與AHP方法的家用拖地機(jī)設(shè)計

郭皓月　楊梅

摘要：針對家用拖地機(jī)的現(xiàn)狀以及對使用人群的感性考慮，提出基于感性工學(xué)和層次分析法的家用拖地機(jī)造型設(shè)計。通過問卷調(diào)法確定拖地機(jī)的感性詞匯及設(shè)計要素，運用層次分析法將設(shè)計要素分為若干待評價的指標(biāo)并對其進(jìn)行打分，整理打分?jǐn)?shù)據(jù)并計算出每個指標(biāo)的權(quán)重值。在感性工學(xué)的基礎(chǔ)上，通過專家訪談等獲取感性詞匯。建立7級語意差異量表，指導(dǎo)家用拖地機(jī)造型設(shè)計，得到一款符合消費群體滿意的家用拖地機(jī)。以數(shù)據(jù)權(quán)重分析與用戶調(diào)研結(jié)果為指導(dǎo)，以家庭用戶的需求為基礎(chǔ)，實現(xiàn)家用拖地機(jī)外觀造型設(shè)計。感性工學(xué)能夠得到用戶的主觀需求，層次分析法將數(shù)據(jù)進(jìn)行量化表達(dá)。兩者的結(jié)合使用使家用拖地機(jī)造型在系統(tǒng)的設(shè)計過程中，能夠最大限度地滿足用戶的情感需求。

關(guān)鍵詞：層次分析法 感性工學(xué)家 用拖地機(jī) 外觀造型設(shè)計

中圖分類號：TB47 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）04-0132-04

引言

隨著人民生活水平的提高和科技的進(jìn)步，人們在家庭生活事務(wù)中會選擇越來越智能的電子家用產(chǎn)品來減輕做家務(wù)的負(fù)擔(dān)，家用拖地機(jī)受到了廣泛關(guān)注。家用拖地機(jī)的使用性能雖已逐步完善，但其外觀造型設(shè)計仍處于較低水平，缺乏美感與特色，更多的是引進(jìn)國外的產(chǎn)品造型和功能技術(shù)，更多進(jìn)行模仿并未真正考慮用戶對產(chǎn)品形態(tài)的感性追求。一些企業(yè)想要在市場競爭中脫穎而出，就必須提高外觀設(shè)計的要求。本文借助層次分析法的設(shè)計評估方法，將產(chǎn)品各設(shè)計要素分為若干待評價的指標(biāo)并對其進(jìn)行打分，得出各設(shè)計要素的權(quán)重，進(jìn)行排序選出綜合評分最高的設(shè)計元素為首要考慮因素，得到最優(yōu)設(shè)計方案。通過感性工學(xué)提取用戶內(nèi)心感性元素進(jìn)行設(shè)計提高用戶體驗，進(jìn)而指導(dǎo)家用拖地機(jī)外觀造型設(shè)計，

一、層次分析法概述

層次分析法（Analytic Hirarchy Process，簡稱AHP）是美國運籌學(xué)家、匹茲堡大學(xué)T.L.Saaty教授在20世紀(jì)70年代初期提出的，AHP是對定性問題進(jìn)行定量分析的一種簡便、靈活而又實用的決策方法。它的特點是把復(fù)雜問題中的各種因素通過劃分為相互聯(lián)系的有序?qū)哟?，使之條理化，根據(jù)對一定客觀現(xiàn)實的主觀判斷結(jié)構(gòu)（主要是兩兩比較）把專家意見和分析者的客觀判斷結(jié)果直接而有效地結(jié)合起來，將一層次元素兩兩比較的重要性進(jìn)行定量描述。在家用拖地機(jī)設(shè)計評價中，由于家庭主婦這一群體進(jìn)行設(shè)計評價比較單一，難以進(jìn)行科學(xué)合理的評價，所以引入層次分析法讓產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)教授、工業(yè)設(shè)計方向?qū)?，使用群體等人員對各評價指標(biāo)進(jìn)行打分，選出更加合理的設(shè)計方案。分析過程轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)可很大程度上避免評價方法中過度依賴相關(guān)決策人員和專家的經(jīng)驗所導(dǎo)致的主觀性和隨意性，目前在設(shè)計分析與決策領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，受到越來越多設(shè)計師的使用和推廣。

二、層次分析法評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

（一）構(gòu)建評價指標(biāo)體系。通過對家用拖地機(jī)進(jìn)行設(shè)計用戶和群體的調(diào)研，了解產(chǎn)品的功能、外觀、用戶使用感受和用戶的需求等方面的信息后，在咨詢電子產(chǎn)品這方面專家的建議以及查閱雜志、文獻(xiàn)資料后，建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、措施層的遞階層次結(jié)構(gòu)。由5位人機(jī)工程學(xué)家，5位CMF設(shè)計專家，5位產(chǎn)品設(shè)計研究生，5位產(chǎn)品設(shè)計方向?qū)?，以?0位用戶的問卷，收集了針對上述3個方面了項評價指標(biāo)，給產(chǎn)品設(shè)計方面專家以及專業(yè)的設(shè)計師進(jìn)行評審，分析過程利用頭腦風(fēng)暴法進(jìn)行多輪，使得整體意見一致，構(gòu)建二級評價指標(biāo)集通過評價指標(biāo)權(quán)重分析得到第三評價指標(biāo)集措施集最終得到家用拖地機(jī)設(shè)計的評價指標(biāo)體系，見表1。

（二）構(gòu)建判斷矩陣

根據(jù)層次分析法，為了計算出各層指標(biāo)的權(quán)重值，采用兩兩比較的形式構(gòu)建出優(yōu)先關(guān)系矩陣，假設(shè)有n個元素f1，f2，……則優(yōu)先關(guān)系矩陣：，n}。其中：a_ij表示元素a_i和元素a_j對于上級指標(biāo)的貢獻(xiàn)度比較，從層次結(jié)構(gòu)模型的第2層開始，對于從屬于（或影響）上一層每個因素的同一層諸因素，由專家、設(shè)計師以及使用拖地機(jī)的用戶用兩兩比較法和1～9比較標(biāo)度構(gòu)造成對比較陣，直到最下層見表2。

（三）層次分析法中計算特征向量和指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行一致性檢驗

層次分析法在各個行業(yè)和領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)、工商、管理也有涉及，產(chǎn)品設(shè)計和工業(yè)設(shè)計也運用廣泛，最常用的途徑是多用于對選定的方案進(jìn)行分析，計算出選定的方案和各目標(biāo)權(quán)重，最后再通過運算軟件得出各個目標(biāo)和方案的總數(shù)值，進(jìn)行排序來確定每個方案的比重，進(jìn)而幫助設(shè)計者做出判斷。選出設(shè)計的最優(yōu)方案。在使用層次分析法進(jìn)行設(shè)計方案的篩選時，每個設(shè)計要素權(quán)重值的計算非常重要，層次分析法在進(jìn)行定性定量解決方面有很大的優(yōu)勢。采用層次分析法進(jìn)行各設(shè)計要素權(quán)重值的計算并最終排序，具體步驟如下。

（四）構(gòu)造成對比較矩陣

假設(shè)有Q個待決策方案，由自上而下形成判斷矩陣，兩兩比較，判斷矩陣由專家，學(xué)者用戶20位打分生成，進(jìn)行匯總。則可組成方案集：有F個評價目標(biāo)或?qū)傩越M成評價指標(biāo)集則有評價指標(biāo)特征矩陣A：建立目標(biāo)成對比較矩陣。用表示第i個因素相對于j個因素的比較結(jié)果。

（五）對目標(biāo)判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗

接下來，通過層次一致性檢驗對準(zhǔn)則層判斷矩陣及行為層判斷矩陣進(jìn)行驗證，CI為一致性指標(biāo)，CI=0表示完全一致，CI越大越不一致。一致性公式如下：

計算步驟：1.A的元素將每一行相乘得到一個個新向量;

2.將新向量的每個分量開n次方;

3.將所得向量歸一化融為一體即為權(quán)重向量。對總結(jié)好之后的判斷矩陣進(jìn)行權(quán)重的計算，其結(jié)果如表8。

（七）計算各層次指標(biāo)權(quán)重并進(jìn)行排序

計算出準(zhǔn)則層和次準(zhǔn)則層的權(quán)重之后，計算出每個指標(biāo)的CR，算出CR權(quán)重，結(jié)果如表9-12。

（八）最終的二級指標(biāo)結(jié)點權(quán)重如圖1

（九）計算出各層次目標(biāo)指標(biāo)綜合權(quán)重并進(jìn)行排序如圖2用平均算數(shù)法求得措施層D1，D2，D3的總權(quán)重，如圖表13

（十）最后進(jìn)行層次的總排序一致性檢驗，層次總排序的一致性比率如下：

當(dāng)CR<0.1時，就可以認(rèn)為層次總排序通過了一致性檢驗。層次總排序具有令人滿意的一致性，否則需要重新調(diào)整那些通過計算一致性比較高不符合測試和理性的判斷矩陣的設(shè)計要素取值。經(jīng)過層次分析法計算，CI1=0.060，CI2=0.090，CI3=0.023，CR1=CR2=CR3=0所以CR3<0.1，得出各因素層判斷矩陣評價指標(biāo)檢驗系數(shù)均小于0.1，并且總判斷矩陣評價指標(biāo)檢驗系數(shù)也都小于0.1，說明測試小組對層次因素通過一致性檢驗。

結(jié)論其中對措施層的重要程度進(jìn)行排序，分別為：設(shè)計重色彩的拖地機(jī)>設(shè)計重體驗的拖地機(jī)體驗因素>設(shè)計重功能的拖地機(jī)，說明色彩因素對于針對女性用戶的產(chǎn)品家用拖地機(jī)產(chǎn)品設(shè)計非常重要。評判準(zhǔn)則層中色彩因素的重要性排序中，分別為：明亮>暗淡，其中對準(zhǔn)則層的重要程度進(jìn)行排序，分別為：色彩因素>體驗因素>功能因素，說明色彩因素對于針對女性用戶的產(chǎn)品家用拖地機(jī)產(chǎn)品設(shè)計較為重要。評判準(zhǔn)則層中色彩因素的重要性排序中，分別為：明亮>暗淡，說明在色彩因素中產(chǎn)品的外觀明亮程度較為重要;體驗因素中的重要性排序中，分別為：前置噴水口>無噪音>方形拖布，清理無死角，說明在體驗因素中家用拖地機(jī)的前置噴水使用體驗較為重要;功能因素層的重要性排序中，分別為：無線輕巧>一機(jī)多用>全自動清潔，說明在功能因素中產(chǎn)品的無線輕巧功能較為重要。通過最終結(jié)論，色彩因素為設(shè)計最首要考慮因素。

三、基于感性工學(xué)意象的家用拖地機(jī)造型要素研究

1.感性詞匯的收集和篩選：產(chǎn)品的形容詞是產(chǎn)品評價語言的標(biāo)準(zhǔn)，由意思相反的兩個形容詞構(gòu)成一對，通過現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)、雜志、家用拖地機(jī)的銷售官網(wǎng)，家用拖地機(jī)產(chǎn)品的宣傳手冊，問卷調(diào)查等方法盡可能多地收集感性形容詞，將收集的了5對形容詞按色彩、體驗、功能分為3類，用專家論證法對形容詞進(jìn)行篩選，請熟悉家用拖地機(jī)產(chǎn)品的專家或者老師在每一對都相反的形容詞組中進(jìn)行挑選，將形容詞意思一樣、反復(fù)、字體偏僻、表達(dá)不明確的詞匯刪掉，統(tǒng)計數(shù)據(jù)每類取頻最高的兩隊，得到8對形容詞如表14。

2.收集家用拖地機(jī)樣本圖片：按照產(chǎn)品典型樣本搜集的方式，通過網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)購平臺、拖地機(jī)生產(chǎn)公司官網(wǎng)、進(jìn)行家用拖地機(jī)樣本搜集，圖片涵蓋主流拖地機(jī)品牌、樣本選取體現(xiàn)拖地機(jī)完整形態(tài)結(jié)構(gòu)，先收集200張拖地機(jī)圖片，運用A型圖解法，根據(jù)感受、外觀、功能評估，再經(jīng)過聚類分析，分類法、歸納法將搜集到的家用拖地機(jī)樣本合并歸類，并刪除其中相似本，得出拖地機(jī)的典型樣本12個，如圖3-10。

3.建立語意差分調(diào)查問卷，問卷包括找的產(chǎn)品的圖片、之前選的形容詞、要采訪的人員3個要素，用likert7級測量法，感性數(shù)值為-3，2，-1，0，1，2，3，其中一3表示對此樣本感性認(rèn)知更符合以上得出的形容詞，形成家用拖地機(jī)語義差分調(diào)查問卷，如圖11。

4.選取30名被調(diào)查者進(jìn)行問卷調(diào)查，其中有5名產(chǎn)品設(shè)計師，10名家用拖地機(jī)女性用戶，5名人機(jī)工程學(xué)專家，5名產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)研究生，還有5名工業(yè)設(shè)計方向教授。將收到的45份有效問卷導(dǎo)入spss22.0統(tǒng)計分析軟件，對判斷比重最高的4個樣本的感性詞匯的得分求和并計算出平均值，最終結(jié)果見表15-16。

從表中可得知，影響“明亮的-暗淡的”意向的為“樣本二”;通過對表格的進(jìn)一步分析整理，可以直觀地分析出樣本中“明亮的-暗淡的”的感性詞匯對家用拖地機(jī)設(shè)計要素的感性意向影響最大，其次是“無用的-有用的”，最后是“親切的-冰冷”，而“合理的-不合理”的影響相對較小。

四、家用拖地機(jī)色彩外觀設(shè)計實踐

（1）設(shè)計構(gòu)思：綜合上述分析，特別是基于層次分析法與感性工學(xué)分析得出最重要的設(shè)計要素，設(shè)計面向的目標(biāo)群體為使用拖地機(jī)的女性群體，感性目標(biāo)主要以色彩設(shè)計為主。

（2）產(chǎn)品要素設(shè)計表現(xiàn)：方案主要以色彩為第一考慮要素，其次以使用體驗、造型、功能入手，在色彩上采用白色搭配明亮的莫蘭迪綠，以竹子為設(shè)計的主要靈感來源，竹子的桿是綠色的，輕便的，這次的拖地機(jī)設(shè)計就以輕便為主，拖地機(jī)手桿的設(shè)計一節(jié)一節(jié)可以調(diào)節(jié)手桿的長度，靈感也來自竹子的關(guān)節(jié)，在家庭里看起來更宜居。在女性群體用戶使用體驗方面，通過保留家用拖地機(jī)的原有形態(tài)，改變了拖地機(jī)下方的圓形拖布，改用方形拖布，之前拖地機(jī)下方的機(jī)身是分開的兩個部分，現(xiàn)在放拖布的拖地機(jī)機(jī)身不進(jìn)行有縫隙設(shè)計，確保產(chǎn)品使用清理無死角，360度進(jìn)行地面死角的清理，給用戶群體帶來極大的便利，這款家用拖地機(jī)采用特殊靜音降噪設(shè)計;60分貝降噪設(shè)計，告別嘈雜清理，在家打掃也營造一個安靜的氛圍，不打擾寶寶安睡。無線鋰電池，超長續(xù)航，待機(jī)時間保持了2小時，不會跑電，不會傷害電池，輕質(zhì)化更方便;操作模式是四檔模式，超強(qiáng)模式，清理頑固污漬;中檔模式清理油膩污漬;低檔模式，清理普通地面，節(jié)能模式，是不調(diào)節(jié)時自動轉(zhuǎn)換的模式，可以超長續(xù)航，可自由伸縮手桿，手柄可以靈活轉(zhuǎn)動，輕松清潔各類家具的底部，碰到桌子腿等障礙物可以靈活輕松拐彎，即使在墻邊清潔也可以去除污漬，高低可調(diào)，老少皆宜，機(jī)身輕至1.3kg，50cm超薄機(jī)身，節(jié)省空間。在功能方面，前置噴水口，干濕一體，自動補(bǔ)充一定量清潔液和清水;清潔時間續(xù)航長，每分鐘可以達(dá)到190轉(zhuǎn)，高頻對旋，自帶推力向前，殘渣自動分離;概念設(shè)計圖如圖17所示。

（2）產(chǎn)品要素設(shè)計實踐

此款家用拖地機(jī)最方便的設(shè)計要素是設(shè)有LED前置罩明燈，在打掃桌底床底的時候，灰塵隨處可見，進(jìn)行徹底的清理;地刷LED光敏感燈設(shè)計，在進(jìn)入沙發(fā)底等暗處角落瞬間點亮，讓最暗處的灰塵也無處遁循，清掃更全面。在進(jìn)行拖地機(jī)設(shè)計考慮到轉(zhuǎn)頻速率，堪比人工擦地效果，運用的清潔布是DIRT-GRTP加厚材質(zhì)的布，使用壽命長，擦起地來不留水漬。拖地機(jī)的自動噴水也是有兩種可以調(diào)節(jié)的模式，一種強(qiáng)力水柱，一種細(xì)膩霧化，蒸發(fā)都無水痕，對用戶使用帶來極大的便利，是可以用得上的合理的產(chǎn)品。此款拖地機(jī)塑料材質(zhì)，好清潔好打理，一擦光亮如新。

結(jié)語

在家用拖地機(jī)的造型設(shè)計中，基于層次分析法，對家用拖地機(jī)設(shè)計方案進(jìn)行整理和排序，對拖地機(jī)產(chǎn)品設(shè)計要素進(jìn)行權(quán)重計算并進(jìn)行量化，確定最適合用戶的產(chǎn)品設(shè)計要素組合，并將所得出的結(jié)論應(yīng)用到設(shè)計實踐。感性工學(xué)幫助設(shè)計者建立了用戶的感性需求與設(shè)計要素之間的關(guān)聯(lián)，構(gòu)建了感性評價體系，并用層次分析法建立了兩者之間的關(guān)系。其次，通過語義差分法驗證了計算方法的權(quán)威性和可靠性，最后，通過將研究結(jié)論應(yīng)用到家用拖地機(jī)的具體設(shè)計中，完成預(yù)想方案。實踐證明，層次分析法感性工學(xué)的結(jié)合使用，為指導(dǎo)設(shè)計師設(shè)計出符合用戶需求的產(chǎn)品造型提供了客觀、有力的依據(jù)，能夠讓設(shè)計師有針對性地把握造型設(shè)計的重點，作出準(zhǔn)確、高效的設(shè)計。