張?jiān)S英龍，孔浩宇，張顯權(quán) Zhang Xuyinglong & Kong Haoyu & Zhang Xianquan

(東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150040）

當(dāng)今社會(huì)，辦公座椅與人們的日常工作生活緊密貼合。一般情況下，一款設(shè)計(jì)合理的座椅不僅會(huì)給用戶帶來舒適的視覺感受，還會(huì)給用戶帶來良好的使用體驗(yàn)[1]。目前評(píng)價(jià)座椅的指標(biāo)一般包括安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性、美觀性及所用材料的合理性。座椅的設(shè)計(jì)往往充滿不確定性和主觀性，設(shè)計(jì)者常常根據(jù)個(gè)人的喜好突出某一方面的性能而忽略某些方面的性能。通過對(duì)一款設(shè)計(jì)產(chǎn)品各個(gè)方面進(jìn)行客觀的綜合評(píng)價(jià)，探討設(shè)計(jì)方案中存在的不足之處，并提出合理的改進(jìn)意見，可以有效地提升座椅類家具的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)水平。對(duì)家具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行主客觀評(píng)價(jià)，相關(guān)學(xué)者做了很多的研究，但已有的研究大多是側(cè)重于方案的定性評(píng)價(jià)，主觀性強(qiáng)、缺乏客觀依據(jù)，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)體系缺乏客觀性和準(zhǔn)確性。陳祖建[2]、毛軼超[3]、李森然等[4]等在家具設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)中引入層次分析法（AHP），認(rèn)為該方法能客觀地對(duì)家具評(píng)價(jià)過程進(jìn)行分析。崔曉磊[5]、李曉娜[6]、袁月等[7]將模糊綜合評(píng)價(jià)法與層次分析法結(jié)合運(yùn)用在家具設(shè)計(jì)方案評(píng)價(jià)中，從而證明該方法在家具設(shè)計(jì)過程的相對(duì)科學(xué)性和可行性。但以上方法在評(píng)價(jià)過程中還是存在著較大的主觀性，在辦公座椅綜合評(píng)價(jià)問題中依然有不足之處。模糊層次分析法（FAHP）是在層次分析法的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，適用于指標(biāo)較多且較為復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)模型。本文使用文獻(xiàn)法，對(duì)先前學(xué)者的研究提出改進(jìn)方案，將模糊層次分析法與模糊綜合評(píng)價(jià)法二者相結(jié)合的方法應(yīng)用到對(duì)辦公座椅類產(chǎn)品的評(píng)價(jià)之中。該方法可以對(duì)座椅設(shè)計(jì)方案的各個(gè)方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，得到準(zhǔn)確客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果，從而提高設(shè)計(jì)方案的合理性。

1 FAHP與模糊綜合評(píng)價(jià)法

AHP法與模糊綜合評(píng)價(jià)法都由美國學(xué)者于上世紀(jì)60-70年代所提出。兩種方法都作為評(píng)價(jià)類數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)方法為后人廣泛使用[8]。AHP法在對(duì)指標(biāo)較多且較為復(fù)雜的評(píng)價(jià)系統(tǒng)中有明顯的不足。其一，在較多指標(biāo)的判斷情況下，專家們的意見容易造成較大的差異。通過不斷地修正專家的意見，通常會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果有所偏差。其二，可能需要反復(fù)對(duì)構(gòu)造的判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)修正，同樣會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生偏差。FAHP法在較多的指標(biāo)下于較為復(fù)雜的模型中表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)的AHP法，其一，不需要對(duì)專家的意見進(jìn)行不斷修正，可以完全地展現(xiàn)專家的本質(zhì)想法。其二，相對(duì)于AHP法，F(xiàn)AHP法優(yōu)化了其繁瑣的一致性檢驗(yàn)計(jì)算步驟且更好地保留了數(shù)據(jù)的原始性。FAHP法在復(fù)雜的評(píng)價(jià)系統(tǒng)中相較于AHP法有更為良好的準(zhǔn)確性與實(shí)用性。但是FAHP定量分析所占比重較輕，大多數(shù)為定性分析，主觀成分大于客觀，評(píng)價(jià)結(jié)果有時(shí)不易令人信服。

表1 0.1～0.9分制標(biāo)度法

圖1 FAHP與模糊綜合評(píng)價(jià)流程圖

模糊綜合評(píng)價(jià)法以定性分析為基礎(chǔ)，通過嚴(yán)謹(jǐn)精確的數(shù)學(xué)處理方式對(duì)模糊性的問題做出較為科學(xué)、恰當(dāng)?shù)亩吭u(píng)估，能夠?qū)?fù)雜的數(shù)學(xué)模型問題逐步簡(jiǎn)化，化繁為簡(jiǎn)，最終完成對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行評(píng)價(jià)的目的[9]。然而，模糊綜合評(píng)價(jià)法有著在對(duì)于多指標(biāo)且較為復(fù)雜的評(píng)價(jià)系統(tǒng)中層次不夠鮮明，指標(biāo)不易區(qū)分的缺點(diǎn)。FAHP法與模糊綜合評(píng)價(jià)法相結(jié)合既可以彌補(bǔ)各自的缺陷又可將其優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，兩種方法相輔相成，可以使得評(píng)價(jià)結(jié)果更加精確可信。以下為該評(píng)價(jià)方法采取的具體步驟[10]。

1.1 確定評(píng)價(jià)的結(jié)構(gòu)模型

確定影響評(píng)價(jià)結(jié)果的因素將其組成因素集。將因素集按照評(píng)價(jià)目標(biāo)劃分開，分別組成評(píng)價(jià)系統(tǒng)中的準(zhǔn)則層與方案層。通常用U={u1，u2，…un}表示因素集中的各因素。各因素的子集通常由Ui={ui1，ui2，…，uin}（i=1,2,…,n)表示。

1.2 確定指標(biāo)權(quán)重

W=[W1,W2,…,Wn]表示各指標(biāo)的權(quán)重；以Wn==[W11,W12,…,W1j]表示各指標(biāo)的子指標(biāo)的權(quán)重（j=1,2,3,…,n）。

（1）構(gòu)造模糊判斷矩陣

通常使用0.1～0.9分制標(biāo)度法，通過對(duì)評(píng)價(jià)因素之間的重要程度進(jìn)行兩兩比較的方法由專家評(píng)分的方式來構(gòu)建模糊判斷矩陣A=（aij）n×n。其中模糊判斷矩陣滿足：

模糊判斷矩陣記為：

（2）一致性檢驗(yàn)

（3）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重

1.3 綜合評(píng)價(jià)

確定評(píng)語集合，用V={V1，V2，…Vm}表示。表示Vm評(píng)語集中的各評(píng)價(jià)指標(biāo)。各指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的各評(píng)語的隸屬度為V上的集合，記為Ri：

各指標(biāo)ui的模糊綜合判斷矩陣記為R：

最后，建立綜合判斷矩陣B。用模糊綜合判斷矩陣R與各指標(biāo)權(quán)重W相乘，表達(dá)式B=WgR為。最終的評(píng)價(jià)分析結(jié)果為B={B1，B2，…Bn}。依據(jù)隸屬度最大原則，選取隸屬度最大的數(shù)值作為最終評(píng)價(jià)結(jié)果。

2 辦公座椅FAHP-模糊綜合評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

就福建省閩北一家家具公司而言，該企業(yè)規(guī)模中等，實(shí)力雄厚，在國內(nèi)東南沿海地區(qū)具有較高的知名度。最近該企業(yè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)了一款辦公座椅，現(xiàn)在需要對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析（圖2）。

圖2 辦公座椅樣本圖

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)和層次結(jié)構(gòu)模型

依據(jù)近幾年的相關(guān)研究成果，并結(jié)合座椅的舒適、安全、材料、環(huán)保、美觀、經(jīng)濟(jì)6個(gè)一級(jí)指標(biāo)和每一個(gè)一級(jí)指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的20個(gè)二級(jí)指標(biāo)，建立了層次結(jié)構(gòu)模型（圖3）[11-13]。

圖3 辦公座椅層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 指標(biāo)權(quán)重的確定

調(diào)查統(tǒng)計(jì)運(yùn)用了Delphi調(diào)查法。采用函詢調(diào)查的形式，根據(jù)具體且系統(tǒng)的步驟，向有關(guān)專家發(fā)送調(diào)查問卷，經(jīng)過多輪征詢、修改和統(tǒng)計(jì)，最終得出專家基本一致同意的意見，作為研究結(jié)論。這樣做的好處是，專家可以對(duì)問卷中所有的問題發(fā)表自己的見解，有足夠的時(shí)間進(jìn)行思考，查閱信息，以及許多專家進(jìn)行集體討論，以確保專家意見完全可靠。按照這個(gè)方法，邀請(qǐng)了15位行業(yè)內(nèi)的專家、使用者及設(shè)計(jì)師，從各個(gè)方面來評(píng)估該款座椅，保證了得到權(quán)重的準(zhǔn)確性和全面性。對(duì)15位專家的意見進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定各指標(biāo)的權(quán)重。進(jìn)而建立模糊判斷矩陣；

構(gòu)造目標(biāo)層和準(zhǔn)則層(A-B)的模糊判斷矩陣（表3）。

表3 模糊判斷矩陣A-B

由公式（1）（2）得，矩陣A-B為一致矩陣且各指標(biāo)權(quán)重為W=（0.1958，0.2579，0.1777，0.1465，0.1268，0.0953）。同理，可以構(gòu)造準(zhǔn)則層與方案層（B1-C、B2-C、B3-C、B4-C、B5-C、B6-C）的模糊判斷矩陣，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)且求得各指標(biāo)權(quán)重。

同理，可計(jì)算出二級(jí)指標(biāo)計(jì)算權(quán)重值。

依據(jù) FAHP法計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重：舒適性占比25.79%，安全性占比19.58%，環(huán)保性占比17.77%，經(jīng)濟(jì)性占比14.65%，材料占比12.68%，美觀性占比9.53%。可知座椅舒適性、安全性、環(huán)保性處于權(quán)重值前三位。當(dāng)前，用戶在選擇座椅類家具時(shí)，舒適性是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)，舒適性決定座椅功能是否可以滿足用戶的使用需要，使用過程中是否可以減輕人體疲勞等。安全性關(guān)系到用戶的使用安全，所以安全性也是需要重點(diǎn)考量的指標(biāo)。近年來環(huán)保問題備受關(guān)注，座椅類家具是否環(huán)保同樣影響消費(fèi)者的安全，劣質(zhì)座椅常散發(fā)有害氣體且影響用戶的身體健康。購買家具時(shí)，家具的環(huán)保性是消費(fèi)者非?？粗氐膯栴}。從環(huán)保的角度來看，設(shè)計(jì)方案要盡量使用環(huán)保材料，在產(chǎn)品加工過程中要提高材料的利用率，同時(shí)要注意更多的使用可循環(huán)利用的材料。美觀性權(quán)重指數(shù)最低，座椅類由于受空間、經(jīng)濟(jì)等因素影響，更多強(qiáng)調(diào)的實(shí)用性與使用價(jià)值，所以人們對(duì)座椅類家具審美觀關(guān)注較少。因此現(xiàn)階段用戶對(duì)辦公座椅類家具的權(quán)重主要是：舒適性、安全性、環(huán)保性，同時(shí)也反映了用戶的使用傾向，根據(jù)這一傾向進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)研究。

3 辦公座椅的模糊綜合評(píng)價(jià)

3.1 構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)和判斷矩陣的評(píng)語集

如圖2所示，在20個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)中，其中C4座面高度、C5靠背傾角、C6座面傾角為實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)。其中C4座面高度為420mm，C5靠背傾角為105°，C6座面傾角為2°。由李科特量表法，將評(píng)語的五個(gè)等級(jí)分為{好、較好、一般、較差、差}。為使這款辦公座椅能得到客觀的評(píng)價(jià)，本次評(píng)估邀請(qǐng)了10名不同背景的家具設(shè)計(jì)師及相關(guān)專家，按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這款辦公座椅進(jìn)行評(píng)分。表4為評(píng)估結(jié)果。

表4 評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

基于量表統(tǒng)計(jì)，得出的安全性評(píng)判矩陣如下：

與之一致的舒適性的評(píng)判矩陣為：

環(huán)保性的評(píng)判矩陣是：

經(jīng)濟(jì)性的評(píng)判矩陣為：

材料的評(píng)判矩陣為：

美觀性的評(píng)判矩陣為：

3.2 多級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)模型

利用指標(biāo)層和準(zhǔn)則層的權(quán)值系數(shù)，可以對(duì)該款座椅進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià)：

則，該款辦公座椅的綜合評(píng)價(jià)得分為：

通過以上計(jì)算得出該款辦公座椅評(píng)價(jià)結(jié)果：評(píng)語為“好”的隸屬度為0.3343、“較好”為0.3513、“一般”為0.2377，“較差”為0.0586，“差”為0.0181。取隸屬度數(shù)值最大的評(píng)語作為評(píng)價(jià)的最終結(jié)果，則該款辦公座椅的得分在“較好”之中。

4 改善及分析

由評(píng)價(jià)結(jié)果得到，該款辦公座椅總體得分“較好”，但仍存在一定的不足，通過B1～B6的評(píng)價(jià)結(jié)果以及評(píng)價(jià)集中的反饋意見，可對(duì)該款辦公座椅從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全過程進(jìn)行針對(duì)性的改善與優(yōu)化。影響評(píng)價(jià)結(jié)果的不利因素主要有舒適性、美觀性，經(jīng)濟(jì)性的隸屬度也略低。可針對(duì)這三個(gè)指標(biāo)，對(duì)該款辦公座椅進(jìn)行改善優(yōu)化。舒適性作為評(píng)價(jià)因素中最為重要的指標(biāo)，主要的目的就是為了讓用戶有較為優(yōu)質(zhì)的使用體驗(yàn)，使用辦公座椅的同時(shí)減輕久坐帶來的身體不適。其一，該款辦公座椅的C4座面高度、C5靠背傾角、C6座面傾角具有普適性，但是由于用戶個(gè)體之間的差異，并不能滿足所有用戶的使用需求。將此問題反饋給設(shè)計(jì)師，將座面高度、靠背傾角以及座面傾角設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)式，盡可能滿足更多用戶的使用需求。其二，該設(shè)計(jì)方案比較常規(guī)，缺乏特點(diǎn)，建議添加一個(gè)頭靠并在頸部靠背和腰部靠背上加裝紅外線按摩儀，可使辦公人員在勞累時(shí)充分舒緩頸部和腰部的疲勞，避免辦公人員肌肉損傷。在美觀性層面，座椅的表現(xiàn)較為一般，結(jié)合FAHP法得出的結(jié)論分析，使用者更重視座椅的實(shí)用性而不是座椅的美觀性，進(jìn)一步看，座椅的美觀性仍然缺乏創(chuàng)新來吸引使用者的眼球，因此如何在符合人體工效學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行美觀性創(chuàng)新，是未來要解決的問題。將上述問題反饋給設(shè)計(jì)師，根據(jù)舒適性及美觀性的評(píng)估結(jié)果，對(duì)該款辦公座椅進(jìn)行改善。對(duì)于經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的隸屬度略低的問題，可將其反饋給公司決策層，對(duì)此問題進(jìn)行調(diào)查與改善優(yōu)化。

5 模型驗(yàn)證

模型方法的驗(yàn)證大多情況下均采用的實(shí)踐檢測(cè)驗(yàn)證，以實(shí)際的產(chǎn)品為樣品，讓目標(biāo)用戶進(jìn)行直接的體驗(yàn)，通過實(shí)踐檢測(cè)或觀測(cè)收集數(shù)據(jù)的方法來驗(yàn)證模型方法預(yù)測(cè)的結(jié)果是否合理有效?？递x等[14]對(duì)古典家具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，其結(jié)果通過問卷調(diào)查的方式對(duì)所提出的模型方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

為驗(yàn)證FAHP與模糊評(píng)價(jià)法對(duì)辦公座椅評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可行性，本調(diào)查邀請(qǐng)了80位參與者為目標(biāo)用戶（50位不同行業(yè)坐姿工作者以及30位行業(yè)內(nèi)專家、設(shè)計(jì)師）對(duì)產(chǎn)品樣品進(jìn)行用戶體驗(yàn)以及產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全方位了解。通過投票選定的形式對(duì)座椅的安全性、舒適性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、材料、美觀性的6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)進(jìn)行滿意度打分，并對(duì)參與者進(jìn)行詢問與記錄。規(guī)定，若參與者對(duì)6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)均滿意則隸屬于評(píng)語“好”；若參與者對(duì)其中4～5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意則隸屬于評(píng)語“較好”；若參與者對(duì)其中3項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意則隸屬于評(píng)語“一般”；參與者對(duì)其中1～2項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意則隸屬于評(píng)語“較差”；若參與者對(duì)6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)均不滿意則隸屬于評(píng)語“差”；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況表明，6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)均滿意的人數(shù)為29人；4～5項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意的人數(shù)為38人；3項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意的人數(shù)為11人；1～2項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)滿意的人數(shù)為2人；6項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)均不滿意的人數(shù)為0人。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況表明，選擇座椅處于“較好”評(píng)分的人數(shù)最多，評(píng)價(jià)結(jié)果順序與上述方法相同，從而驗(yàn)證了上述方法的可行及準(zhǔn)確性。80位參與者投票結(jié)果如圖4所示。

圖4 用戶投票統(tǒng)結(jié)果計(jì)表

6 結(jié)語

本文采用FAHP與模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)本款辦公椅進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。該方法利用FAHP法確定了各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，同時(shí)表達(dá)了對(duì)家具產(chǎn)品賦權(quán)時(shí)人與產(chǎn)品之間的情感共鳴，再利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)座椅進(jìn)行定量分析。與以往的主觀評(píng)價(jià)相比，該方法更加科學(xué)、客觀，并能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品現(xiàn)存的不足，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，更好地達(dá)到用戶的具體要求，從而不斷擴(kuò)大了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。該方法在對(duì)某一特定產(chǎn)品或設(shè)計(jì)方案的綜合評(píng)價(jià)及找尋不足之處尤為合適。

缺點(diǎn)是FAHP法中模糊判斷矩陣的建立以及模糊綜合評(píng)價(jià)法中評(píng)語集的確定需要專家評(píng)分，則帶有一定主觀因素影響。但與以往的主觀評(píng)價(jià)相比，這一方法有較明顯的進(jìn)步。其次，該方法不適用于對(duì)多款產(chǎn)品或設(shè)計(jì)方案之間的優(yōu)劣比較。綜合來看，該方法能較好地解決模糊、難于量化和各種不確定問題，并可用于多層次多指標(biāo)較為復(fù)雜的評(píng)價(jià)類模型問題。該方法可運(yùn)用到相關(guān)家具產(chǎn)品開發(fā)研究中，對(duì)家具產(chǎn)品的評(píng)價(jià)和改進(jìn)具有一定的借鑒作用。