工業產品造型設計評價分析

喬杉

（中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西 西安 710077）

產品造型主要的表現對象就是工業產品，滿足工業品屬性后，通過藝術表現手段創造出實用、經濟的工業產品，產品造型主要是利用藝術手段將產品的功能特點充分的體現出來，實現產品的科學性和先進性，有機結合科學和藝術。

產品造型需要遵守工業設計的基本原則，具有實用和美觀等優勢。在工業設計中，應用工程藝術手段的主要方式是產品造型，對于產品形象進行設計和塑造，統一產品的功能、工藝、結構等，可以實現創造性設計。

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

1 產品設計評價法的介紹

1.1 經驗性評價方法

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

1.2 數學分析類評價方法

利用數學工具進行實際分析和推導等方式獲得定量的評價參數，這也是評價系統中非常重要的方法。設計上很多是定性的問題，問題的相關描述屬于非定量的。在現實評價當中，非定量的評價描述和手段缺乏客觀性和科學性等。因此需要利用定量的手段，實現實際評價設計的問題和描述等。數學分析類評價方法屬于一種定量化的評價方式，通常利用的數學分析類評價方法包括評分法、技術經濟法以及模糊評價法等。

1.3 試驗評價法

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

1.4 面向應用領域的設計評價技術

DFX這種設計方法主要是面向后續應用的設立及方法，屬于設計方法學的一種。在協同設計當中，DFX指的就是一種可行性評價方法。在修改產品開發設計的過程中，提出可行性評價。DFX系統當中設計非常豐富的內容，主要包括產品生命周期評價和制造設計以及轉給設計等。

2 確定工業產品造型的設計評價體系

產品造型的設計和制造過程十分復雜，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果造成影響，同時也會影響到產品的造型設計和生產規劃。

產品造型的評價指標具有一定的層次性，如果僅利用層次分析法將無法準確的描述定性因素。利用模糊評價法，可以利用數學語言描述性和不確定因素，有效的統一各個指標量綱的問題。因此，利用模糊層次分析法，實施產品造型的工業設計評價。以下是產品造型工業設計評價的5個步驟。

（1）建設評價指標體系。對于產品造型工業設計當中的因素和相互關系給予全面的分析，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，可以比較標度，可以完善判斷矩陣。（3）求權重。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）構造模糊評價矩陣。確定評價指標，結合所有的評價指標，做出評語集，隨后確定每個評價指標的單因素。（5）實施綜合評價。分析和總結實際評價結果、以模糊矩陣為基礎，實施綜合評價。獲得最終評價結果，以評價結果為基礎，提出具體的修改意見。

3 建立造型工業設計評價體系

3.1 產品造型的工業設計評價指標體系

這里主要說的就是模糊層次法，首先，需要建立遞階層次結構的模型。通常情況下，層次結構主要包括3個層次：（1）目標層。目標層屬于最高層次，目標層也可以被稱作是理想結果層，對于評價目的進行描述。（2）標準層。標準層屬于評價準則和影響評價的因素。（3）指標層。指標層細化了評價標準，實現了準則層的具體化。工業設計有機結合了現代科學和藝術，工業設計屬于創造性活動，主要是為滿足人民的物質和精神生活的需要。因此，評價指標關系到物和人的特性，具有技術性和物質性，此外也關系到美學因素和人機因素。產品造型設計需要實現產品的物質功能，這就需要利用先進的科學技術，可以滿足經濟合理、性能可靠等方面的要求。

其次，需要構建良好的產品。因此需要利用美學法則提高產品的藝術性。此外，產品和人有關的各方面需要給予關心，通過人的使用可以全面體現產品的功能特點，因此需要充分考慮人的各方面因素，這樣產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 構造權重判斷矩陣

在模糊層次分析法中，非常關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，假設與Ui有關的下層要素為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值，確定bjk需要結合資料統計，結合經驗反復討論，以定性分析的直覺和判斷為基礎，進行實際判斷，利用量化標度可以實現思維判斷的數量化。為了實現判斷的定量化，可以利用1～9比例標度法。

3.3 計算權重和檢驗矩陣一致性

（1）計算權重。首先，將矩陣特征向量W計算出來，隨后實現歸一化處理，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：

在上述公式當中，bij就是對于矩陣當中第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的權重。

（2）判斷矩陣一致性檢驗。客觀事物具有負責性特征，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了誤差，那么判斷矩陣的特征就會出現一定的誤差，因此需要針對判斷矩陣，實施一致性檢驗，利用一致性指標，對于判斷矩陣的一致性問題進行檢驗，要盡量避免產生矛盾，以下就是具體的步驟。

計算出一致性指標CI：以矩陣理論為基礎，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 結語

利用經典數學方法很難解決綜合評價問題，模糊數學可以為模糊綜合評價提供依據，產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品造型設計評價。同時也可以在評價目標和評價指標模糊的設計評價當中利用模糊評價。

參考文獻：

[1]尚淼． 工業產品造型設計中FUZZY綜合評價體系的建立[J]．包裝工程,2014(05):87-89+92．

[2]王成宇,許世虎． 基于CDIO模式下的工業產品造型設計專業的教學評價模式探索與實踐[J]． 品牌,2014(12):181．