工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計評價分析

喬杉

（中煤科工集團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)對象就是工業(yè)產(chǎn)品，滿足工業(yè)品屬性后，通過藝術(shù)表現(xiàn)手段創(chuàng)造出實用、經(jīng)濟的工業(yè)產(chǎn)品，產(chǎn)品造型主要是利用藝術(shù)手段將產(chǎn)品的功能特點充分的體現(xiàn)出來，實現(xiàn)產(chǎn)品的科學(xué)性和先進性，有機結(jié)合科學(xué)和藝術(shù)。

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

在產(chǎn)品造型設(shè)計過程中，會涉及到大量的評價和決策。近些年科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，設(shè)計對象也隨之變得更加復(fù)雜，對于產(chǎn)品造型設(shè)計也就給予了更高的要求，如果只是利用經(jīng)驗和直覺評價指導(dǎo)設(shè)計，無法滿足時代要求，因此建立理性、科學(xué)的評價體系非常重要。產(chǎn)品造型評價不僅是評定設(shè)計方案，也需要改善設(shè)計方案的技術(shù)、美學(xué)、人機等各方面的因素。

1 產(chǎn)品設(shè)計評價法的介紹

1.1 經(jīng)驗性評價方法

如果涉及的方案不多，問題也不太復(fù)雜時，可以結(jié)合評價者的實際工作經(jīng)驗，利用簡單的評價方法粗略的分析和評價方案。比較常用的經(jīng)驗性評價方法包括淘汰法、排隊法、點評價法。

1.2 數(shù)學(xué)分析類評價方法

利用數(shù)學(xué)工具進行實際分析和推導(dǎo)等方式獲得定量的評價參數(shù)，這也是評價系統(tǒng)中非常重要的方法。設(shè)計上很多是定性的問題，問題的相關(guān)描述屬于非定量的。在現(xiàn)實評價當(dāng)中，非定量的評價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，實現(xiàn)實際評價設(shè)計的問題和描述等。數(shù)學(xué)分析類評價方法屬于一種定量化的評價方式，通常利用的數(shù)學(xué)分析類評價方法包括評分法、技術(shù)經(jīng)濟法以及模糊評價法等。

1.3 試驗評價法

如果一些方案環(huán)節(jié)非常重要，那么可以利用試驗評價方案，這種實驗評價法可以獲得準(zhǔn)確的評價參數(shù)，但是需要付出較高的代價。科技不斷發(fā)展，開始普遍利用試驗評價方法。近些年還開始利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和快速原型制造等技術(shù)，促進試驗評價方法更好的運用。

1.4 面向應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計評價技術(shù)

DFX這種設(shè)計方法主要是面向后續(xù)應(yīng)用的設(shè)立及方法，屬于設(shè)計方法學(xué)的一種。在協(xié)同設(shè)計當(dāng)中，DFX指的就是一種可行性評價方法。在修改產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計的過程中，提出可行性評價。DFX系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)計非常豐富的內(nèi)容，主要包括產(chǎn)品生命周期評價和制造設(shè)計以及轉(zhuǎn)給設(shè)計等。

2 確定工業(yè)產(chǎn)品造型的設(shè)計評價體系

產(chǎn)品造型的設(shè)計和制造過程十分復(fù)雜，很難進行客觀全面的評價。利用的評價體系和方法對于評價結(jié)果造成影響，同時也會影響到產(chǎn)品的造型設(shè)計和生產(chǎn)規(guī)劃。

產(chǎn)品造型的評價指標(biāo)具有一定的層次性，如果僅利用層次分析法將無法準(zhǔn)確的描述定性因素。利用模糊評價法，可以利用數(shù)學(xué)語言描述性和不確定因素，有效的統(tǒng)一各個指標(biāo)量綱的問題。因此，利用模糊層次分析法，實施產(chǎn)品造型的工業(yè)設(shè)計評價。以下是產(chǎn)品造型工業(yè)設(shè)計評價的5個步驟。

（1）建設(shè)評價指標(biāo)體系。對于產(chǎn)品造型工業(yè)設(shè)計當(dāng)中的因素和相互關(guān)系給予全面的分析，分解方案評價為不同的組成要素，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。對于矩陣進行判斷，可以獲得特征向量和特征根，對于每個矩陣的一致性給予檢驗，如果無法滿足一致性條件，那么就要修改判斷矩陣，直到達到滿足即可。（4）構(gòu)造模糊評價矩陣。確定評價指標(biāo)，結(jié)合所有的評價指標(biāo)，做出評語集，隨后確定每個評價指標(biāo)的單因素。（5）實施綜合評價。分析和總結(jié)實際評價結(jié)果、以模糊矩陣為基礎(chǔ)，實施綜合評價。獲得最終評價結(jié)果，以評價結(jié)果為基礎(chǔ)，提出具體的修改意見。

3 建立造型工業(yè)設(shè)計評價體系

3.1 產(chǎn)品造型的工業(yè)設(shè)計評價指標(biāo)體系

這里主要說的就是模糊層次法，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)層也可以被稱作是理想結(jié)果層，對于評價目的進行描述。（2）標(biāo)準(zhǔn)層。標(biāo)準(zhǔn)層屬于評價準(zhǔn)則和影響評價的因素。（3）指標(biāo)層。指標(biāo)層細化了評價標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了準(zhǔn)則層的具體化。工業(yè)設(shè)計有機結(jié)合了現(xiàn)代科學(xué)和藝術(shù)，工業(yè)設(shè)計屬于創(chuàng)造性活動，主要是為滿足人民的物質(zhì)和精神生活的需要。因此，評價指標(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)因素和人機因素。產(chǎn)品造型設(shè)計需要實現(xiàn)產(chǎn)品的物質(zhì)功能，這就需要利用先進的科學(xué)技術(shù)，可以滿足經(jīng)濟合理、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，通過人的使用可以全面體現(xiàn)產(chǎn)品的功能特點，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重要程度表述出來。上層要素為Ui，假設(shè)與Ui有關(guān)的下層要素為B1、B2、……Bn，為了對于B層各要素的相對重要程度進行分析，需要構(gòu)建n×n階的判斷矩陣，見圖1。

圖1

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

3.3 計算權(quán)重和檢驗矩陣一致性

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

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

計算Mi的n次方根，為：

這就說明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?？陀^事物具有負責(zé)性特征，此外，人的認識還具有多樣性，并且人的認識還可能具備片面性，因此，人們在實施主觀評價的過程中，構(gòu)建的判斷矩陣無法具有完全的一致性。評價者無法將bij的值準(zhǔn)確的判斷出來，只能實施估計。如果在實際估計的過程中出現(xiàn)了誤差，那么判斷矩陣的特征就會出現(xiàn)一定的誤差，因此需要針對判斷矩陣，實施一致性檢驗，利用一致性指標(biāo)，對于判斷矩陣的一致性問題進行檢驗，要盡量避免產(chǎn)生矛盾，以下就是具體的步驟。

計算出一致性指標(biāo)CI：以矩陣理論為基礎(chǔ)，判斷矩陣的最大特征根就是單根，計算公式為：

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

4 結(jié)語

利用經(jīng)典數(shù)學(xué)方法很難解決綜合評價問題，模糊數(shù)學(xué)可以為模糊綜合評價提供依據(jù)，產(chǎn)品造型評價具有模糊性，通過模糊評價法可以有效的進行產(chǎn)品造型設(shè)計評價。同時也可以在評價目標(biāo)和評價指標(biāo)模糊的設(shè)計評價當(dāng)中利用模糊評價。

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