基于模糊綜合評價的交互式產品設計應用與研究

徐敏 蔣偉梁

摘 要： 交互式產品設計能給用戶帶來人和產品之間雙向信息交流的體驗，它除了實現產品本身的功能外，其交互設計能否最大限度地令用戶對產品易用、樂用和高效應用是產品的重要評判標準。借用模糊數學中的模糊綜合評價方法，綜合考慮交互式產品設計各因素，結合用戶體驗，建立交互式產品設計評價的數學模型；按模糊矩陣的運算方法和最大隸屬原則得到綜合評價結果；實現從定性到定量，最終又回到定性的轉化，為產品的決策提供可靠依據。

關鍵詞： 模糊綜合評價； 交互式產品設計； 決策； 評判標準

中圖分類號：TB472 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）02-40-02

Application and research of interactive product design based on fuzzy comprehensive evaluation

Xu Min， Jiang Weiliang

（Wuxi Higher Vocational School ofTourism&Commerce， Wuxi， Jiangsu 214045， China）

Abstract： Interactive product design can give users bidirectional information exchange experiencebetween people and products. In addition to the realization of the function of the product， whether the interaction design can make it easy， happyto use efficientlyare important standards of the product. The fuzzy comprehensive evaluation method in fuzzy mathematics is used. Based on the interactive product design factors， combined with the user experience， the mathematical model of interactive product design evaluation is established. The comprehensive evaluation results are obtained according to the calculation method of fuzzy matrix and the maximum membership principle. From qualitative to quantitative， eventually returned to qualitative transformation， a reliable basis for decision-making of product is provided.

Key words： fuzzy comprehensive evaluation； interactive product design； policy decision； evaluation standard

0 引言

隨著社會經濟和科學的發展，傳統意義上的產品設計已不能滿足人們的需求；過去那種圍繞工程技術的設計思路早已不能適應普通用戶的認知和心理忍耐程度。現代人們不但希望通過使用某種產品來完成或改善某項工作，還希望產品能夠豐富、增進其生活體驗，并且把這種體驗聯系到個人的夢想[1]。交互產品設計超越傳統意義上的產品設計在于所設計的產品具有良好的交互功能，即在使用產品過程中用戶能感覺到一種體驗，這種體驗是由于人和產品之間的雙向信息交流所帶來的，具有“很濃重的情感成分”[2]。那么，一件產品除了要實現它的功能，我們還關心其交互設計能否最大限度地令產品易用，讓用戶樂用和高效應用，以及它是否有一個評判標準。

要解決這一問題，我們可以借用模糊數學中的模糊綜合評價方法。模糊數學是運用數學方法研究和處理帶有模糊性現象的一門學科，它的創始人是美國加利福尼亞大學著名的控制論專家扎德（LA.Zadeh）教授。所謂的模糊綜合評價在模糊數學中稱為模糊綜合決策，是指應用模糊數學中模糊集方法對評價對象所涉及的因素先進行單一評價，再綜合其他因素，給出該對象的一個總體評價（或稱為決策）。簡單說來，模糊綜合評價就是針對具有模糊屬性的事物或對象，利用模糊數學中的方法進行處理，最終得到一個確切的結果。

1 模糊綜合評價的一般步驟及方法

⑴ 根據評價目的確定評價指標集U={u1，u2，…，um}。

⑵ 給出評價等級集V={v1，v2，…，vn}。

⑶ 確定各評價指標的權重W={μ1，μ2，…，μm}，權重反映各評價指標在綜合評價中的重要性程度，且∑μi=1。

⑷ 確定評價矩陣R，根據不同評價群體的評價結果構建變換矩陣。

⑸ 進行綜合評價，通過權系數矩陣W與評價矩陣R的模糊變換得到模糊評判集S：

設W=（μj）1×m，R=（rji）m×n，那么

其中“”為模糊合成算子，例如：

，符號“∧”為取小，“∨”為取大。

最后通過對模糊評判向量S的分析作出綜合結論。一般可以采用最大隸屬原則、加權平均原則以及模糊向量單值化三種方法。交互式產品設計只需給出某事物一個總體評價結論，我們采用最大隸屬原則：模糊評判集S=（S1，S2，…，Sn）中Si為等級vi對模糊評判集S的隸屬度，按最大隸屬度原則作出綜合結論，即M=max（S1，S2，…，Sn），其中M所對應的元素為綜合評價結果。

2 交互式產品設計的模糊綜合評判模型的構建

交互式產品設計是社會學、人類學、心理學以及信息科學、工程學、人機工程學和產品設計等多學科融合的結晶[3]。它注重人和產品間的互動，設計時要考慮用戶的背景、使用經驗以及在操作過程中的感受，從而設計符合最終用戶的產品。因此，對交互式產品設計的評價價中勢必會遇到許多模糊信息的處理問題。

模糊綜合評價方法的基本思想是，在確定評價因素、因子的評價等級標準和權值的基礎上，運用模糊集合變換原理，以隸屬度描述各因素及因子的模糊界線，構造模糊評判矩陣，通過多層復合運算，最終確定評價對象所屬等級。

本文運用模糊數學中的綜合評價理論，在綜合考慮交互式產品設計各因素的基礎上，結合用戶體驗，建立交互式產品設計評價的數學模型。

⑴ 確定評價因素集

U={操作方便，安全可靠，界面外觀，角色分配，人機交互}

⑵ 確定評語集

V={好，較好，一般，不太好，不好}

⑶ 確定綜合評價的變換矩陣

對虛擬現實數字校園進行綜合評價，通過網絡調查文件形式，隨即抽取100名用戶，對數字校園各項指標進行統計。評價統計數據如表1。

根據統計數據，通過歸一化處理后，構成用戶對該產品綜合考核的模糊評價矩陣R。

⑷ 確定權重分配矩陣

考慮到評價因素重要性之間的差異，必須按其重要程度進行權重分配，通常采用二元擇優比較法確定權重分配矩陣；再選擇確定權重的群體，如專家組、設計團隊、目標用戶或抽樣調查等，要求每個參加的個體獨立完成擇優試驗卡的填寫。最后統計擇優結果并確定權重分配矩陣W=（0.25，0.16，0.17，0.19，0.23）。

⑸ 評價模型與結果分析

依據模糊數學理論，評價模型為：S=WR，通過計算，得到評價結果為：

（0.3， 0.25， 0.2， 0.17， 0.01）

作歸一化處理即可得：

（0.32， 0.27， 0.22， 0.18， 0.01）

因此，按照最大隸屬原則，最后得到評價結果為32%的用戶認為好，27%的用戶認為較好，22%的用戶認為一般，18%的用戶認為不太好，1%的用戶認為不好。

⑹ 多個評價結果的綜合

對于產品的評價常常由多個群體構成，如用戶、專家組、當事人以及設計團隊等。由于各群體的知識結構、專業背景、要求和喜好的不同，因此得出的評價結果必定會有差異。對于這種情況，我們可以分別按照上述方法，得出各自的評價結果，將其作為下一輪綜合評價的變換矩陣：

用戶評價結果：（0.32， 0.27， 0.22， 0.18， 0.01）

營銷人員評價結果：（0.21， 0.34， 0.26， 0.16， 0.03）

管理層評價結果：（0.35， 0.22， 0.25， 0.22， 0.06）

專家組評價結果：（0.31， 0.28， 0.20， 0.18， 0.03）

根據不同評價群體的評價結果新構建的變換矩陣：

確定權重分配矩陣，權重分配為：用戶0.30；營銷人員：0.20；管理層：0.10；專家為0.40；W=（0.3， 0.2， 0.1， 0.4）。通過最大隸屬原則S=WR=（0.31， 0.28， 0.22， 0.18， 0.06），歸一化處理后的結果為S=（0.30， 0.27， 0.21， 0.17， 0.05），按最大隸屬原則，最后綜合評價結果為“好”。在四個評價群體中，三個的評價結果為“好”，一個為“較好”（營銷人員組），由于專家組的權重較高，所以最后的評價結果為“好”。

3 模糊綜合評價算法設計

<%

For j=0 to M-1

S（j）=0

For i=0 to N-1‘求最小值

IF R（i，j）<=W（i） then

T（i）=R（i，j）

else T（i）=W（i）

END IF

IF t（i）<=S（j） then‘求最大值

S（j）=t（i）

End IF

Next i

sum=sum+S（j）‘計算綜合評價結果各元素之和

Next j

For j=0 to M-1

S（j）=S（j）/sum‘歸一化處理

Next j

%>

4 結束語

本文利用模糊綜合評價方法對交互式產品設計進行評價，實現了從定性到定量，最終又回到定性的轉化，為產品的決策提供了可靠的依據。但該方法在應用的過程中仍存在尚待解決的問題：評價指標的不確定性和評價中人的主觀性如果不一致，會影響交互式產品設計的評價值。要解決這一問題，我們須運用層次模糊評判方法，這種模糊綜合評判和層次分析決策技術兩門學科的有機結合，是一種新的嘗試，有待進一步探索與實踐。

參考文獻：

[1] （美）Jonathan Cagan Craig M.Vogel著，辛向陽潘龍譯，創建突破性產

品——從產品策略到項目定案的創新[M].機械工業出版社，2004.

[2] RormanDA著，梅瓊譯.設計心理學[M].中信出版社，2003.

[3] 李世國.體驗與挑戰產品交互設計[J].江蘇美術出版社，2008.

[4] 陳申寶.基于模糊綜合評價的課堂教學質量的研究與系統的計算機

實現[J].浙江工商職業技術學院學報，2009.6.

[5] 張劍，龔儉.一種基于模糊綜合評判的入侵異常檢測方法[J].計算機

研究與發展，2003.6.