工业产品造型设计评价分析

乔杉

（中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077）

产品造型主要的表现对象就是工业产品，满足工业品属性后，通过艺术表现手段创造出实用、经济的工业产品，产品造型主要是利用艺术手段将产品的功能特点充分的体现出来，实现产品的科学性和先进性，有机结合科学和艺术。

产品造型需要遵守工业设计的基本原则，具有实用和美观等优势。在工业设计中，应用工程艺术手段的主要方式是产品造型，对于产品形象进行设计和塑造，统一产品的功能、工艺、结构等，可以实现创造性设计。

在产品造型设计过程中，会涉及到大量的评价和决策。近些年科学技术不断发展，设计对象也随之变得更加复杂，对于产品造型设计也就给予了更高的要求，如果只是利用经验和直觉评价指导设计，无法满足时代要求，因此建立理性、科学的评价体系非常重要。产品造型评价不仅是评定设计方案，也需要改善设计方案的技术、美学、人机等各方面的因素。

1 产品设计评价法的介绍

1.1 经验性评价方法

如果涉及的方案不多，问题也不太复杂时，可以结合评价者的实际工作经验，利用简单的评价方法粗略的分析和评价方案。比较常用的经验性评价方法包括淘汰法、排队法、点评价法。

1.2 数学分析类评价方法

利用数学工具进行实际分析和推导等方式获得定量的评价参数，这也是评价系统中非常重要的方法。设计上很多是定性的问题，问题的相关描述属于非定量的。在现实评价当中，非定量的评价描述和手段缺乏客观性和科学性等。因此需要利用定量的手段，实现实际评价设计的问题和描述等。数学分析类评价方法属于一种定量化的评价方式，通常利用的数学分析类评价方法包括评分法、技术经济法以及模糊评价法等。

1.3 试验评价法

如果一些方案环节非常重要，那么可以利用试验评价方案，这种实验评价法可以获得准确的评价参数，但是需要付出较高的代价。科技不断发展，开始普遍利用试验评价方法。近些年还开始利用虚拟现实技术和快速原型制造等技术，促进试验评价方法更好的运用。

1.4 面向应用领域的设计评价技术

DFX这种设计方法主要是面向后续应用的设立及方法，属于设计方法学的一种。在协同设计当中，DFX指的就是一种可行性评价方法。在修改产品开发设计的过程中，提出可行性评价。DFX系统当中设计非常丰富的内容，主要包括产品生命周期评价和制造设计以及转给设计等。

2 确定工业产品造型的设计评价体系

产品造型的设计和制造过程十分复杂，很难进行客观全面的评价。利用的评价体系和方法对于评价结果造成影响，同时也会影响到产品的造型设计和生产规划。

产品造型的评价指标具有一定的层次性，如果仅利用层次分析法将无法准确的描述定性因素。利用模糊评价法，可以利用数学语言描述性和不确定因素，有效的统一各个指标量纲的问题。因此，利用模糊层次分析法，实施产品造型的工业设计评价。以下是产品造型工业设计评价的5个步骤。

（1）建设评价指标体系。对于产品造型工业设计当中的因素和相互关系给予全面的分析，分解方案评价为不同的组成要素，并且这些要素需要被划分到不同的层次当中。（2）比较判断每一层的各要素和上一层的各要素，可以比较标度，可以完善判断矩阵。（3）求权重。对于矩阵进行判断，可以获得特征向量和特征根，对于每个矩阵的一致性给予检验，如果无法满足一致性条件，那么就要修改判断矩阵，直到达到满足即可。（4）构造模糊评价矩阵。确定评价指标，结合所有的评价指标，做出评语集，随后确定每个评价指标的单因素。（5）实施综合评价。分析和总结实际评价结果、以模糊矩阵为基础，实施综合评价。获得最终评价结果，以评价结果为基础，提出具体的修改意见。

3 建立造型工业设计评价体系

3.1 产品造型的工业设计评价指标体系

这里主要说的就是模糊层次法，首先，需要建立递阶层次结构的模型。通常情况下，层次结构主要包括3个层次：（1）目标层。目标层属于最高层次，目标层也可以被称作是理想结果层，对于评价目的进行描述。（2）标准层。标准层属于评价准则和影响评价的因素。（3）指标层。指标层细化了评价标准，实现了准则层的具体化。工业设计有机结合了现代科学和艺术，工业设计属于创造性活动，主要是为满足人民的物质和精神生活的需要。因此，评价指标关系到物和人的特性，具有技术性和物质性，此外也关系到美学因素和人机因素。产品造型设计需要实现产品的物质功能，这就需要利用先进的科学技术，可以满足经济合理、性能可靠等方面的要求。

其次，需要构建良好的产品。因此需要利用美学法则提高产品的艺术性。此外，产品和人有关的各方面需要给予关心，通过人的使用可以全面体现产品的功能特点，因此需要充分考虑人的各方面因素，这样产品造型才可以更好地满足人们的生理需求和心理需求。

3.2 构造权重判断矩阵

在模糊层次分析法中，非常关键的一步就是建立判断矩阵。判断矩阵是指利用矩阵形式，将每一层的各要素和上层要素的相对重要程度表述出来。上层要素为Ui，假设与Ui有关的下层要素为B1、B2、……Bn，为了对于B层各要素的相对重要程度进行分析，需要构建n×n阶的判断矩阵，见图1。

图1

其中bjk表示的就是针对Ui，BJ对于BK的相对重要程度的数值，确定bjk需要结合资料统计，结合经验反复讨论，以定性分析的直觉和判断为基础，进行实际判断，利用量化标度可以实现思维判断的数量化。为了实现判断的定量化，可以利用1～9比例标度法。

3.3 计算权重和检验矩阵一致性

（1）计算权重。首先，将矩阵特征向量W计算出来，随后实现归一化处理，求出对于Am的Bi的相对重要度，也就是所谓的权重，将特征向量W的分量Wi求出来：计算n阶段矩阵每一行元素的乘积Mi：

在上述公式当中，bij就是对于矩阵当中第i行第j列元素进行判断。

计算Mi的n次方根，为：

这就说明W=（W1，W2，……Wn）t就是特征向量，也是元素Bi的权重。

（2）判断矩阵一致性检验。客观事物具有负责性特征，此外，人的认识还具有多样性，并且人的认识还可能具备片面性，因此，人们在实施主观评价的过程中，构建的判断矩阵无法具有完全的一致性。评价者无法将bij的值准确的判断出来，只能实施估计。如果在实际估计的过程中出现了误差，那么判断矩阵的特征就会出现一定的误差，因此需要针对判断矩阵，实施一致性检验，利用一致性指标，对于判断矩阵的一致性问题进行检验，要尽量避免产生矛盾，以下就是具体的步骤。

计算出一致性指标CI：以矩阵理论为基础，判断矩阵的最大特征根就是单根，计算公式为：

CI值如果比较大，这就说明判断矩阵偏离安全的一致性比较大，如果CI值比较小，这就说明判断矩阵的一致性比较好。

4 结语

利用经典数学方法很难解决综合评价问题，模糊数学可以为模糊综合评价提供依据，产品造型评价具有模糊性，通过模糊评价法可以有效的进行产品造型设计评价。同时也可以在评价目标和评价指标模糊的设计评价当中利用模糊评价。

参考文献：

[1]尚淼． 工业产品造型设计中FUZZY综合评价体系的建立[J]．包装工程,2014(05):87-89+92．

[2]王成宇,许世虎． 基于CDIO模式下的工业产品造型设计专业的教学评价模式探索与实践[J]． 品牌,2014(12):181．