基于感质理论层次分析的牵引车造型模糊评价研究

摘要：为获得更符合用户感性需求的牵引车产品造型设计方案，确定设计方案是否在满足用户感性需要上得到提升，提升设计方案评价过程中的客观性。通过感质理论，结合层次分析法构建感质牵引车产品造型设计方案评价模型，采用定性与定量相结合的方式，通过数据分析获得各准则层及子准则层的评价权重，并进行一致性检验，确定评价模型的可靠性。采用模糊综合评价对牵引车方案与原型进行造型设计评价，明确设计方案在感质体验上是否得到有效提升。通过感质评价模型对设计方案进行评价，获得对设计方案客观、真实的评价，为牵引车造型设计感性提升提供有效的依据。

关键词：造型设计；设计评价；感质理论；层次分析法；牵引车

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）21-0100-04

引言

伴随着我国牵引车行业蓬勃发展，企业在牵引车的研发上投入大量的人力物力，在牵引车的技术与制造方面有了很大提升，且在研发中开始关注牵引车造型与消费者体验的匹配和质感的提升。产品的体验感有产品的造型特征体现，在牵引车的设计中其造型评价对其体验感的表现起着重要作用，但当前对于造型设计方案的评价上存在主观性，缺乏合理的客观性。在牵引车造型评价中存在评价指标设置不合理、不全面，尤其是在用户的感性评价方面，由此引入感质理论，能更全面评价造型；以往评价权重由专家主观确定，缺乏普遍可信度，通过层次分析法与专家评价相结合更好地保证客观性；由于造型评价的感性特征、非定量特征，引入模糊评价方法，运用数理的概念去评价造型设计方案是否满足了用户对于产品的感质需求，增强评价的客观性。

一、感质理论

感质是体验的一种结果，是一种认识世界和感受世界的方法，是有意识地对于感受事物的反应，是心理反应，是直接表现。对于产品，感质是消费者对于产品表现的直接反应，即通过视觉和触觉等感觉器官体验产品得到整体感觉，对产品的形态、色彩、材质等表现进行评价。产品质感可以通过设计手段进行提高，通过设计提高用户体验感，通过故事、造型元素等方法引起用户在心理上的共鸣，满足用户体验性需求，进而提升产品得质量，增强产品的市场竞争力[1-2]。

感质理论主要通过五大内涵在产品中进行应用，分别是魅力（Attractiveness）、美感（Beauty）、创意（Creativity）、精致（Delicacy）、工学（Engineering）。对产品感质的评价从以上5 个方面进行展开，通过视觉或者触觉对产品进行感受，从感质的五大内涵出发，感受产品为用户带来的愉悦感受。如图1 所示，魅力包含着产品能够传递出故事和内涵，通过文化内涵给产品营造一种充满吸引力、诱惑力的感受，是具有时尚品位的产品表现。美感是产品在形式上的设计评价，产品通过设计手法所表现出来的设计感、愉悦的外观，形式完美的比例等被用户感受到的情感体验。创意是给人一种区别于其他产品的感受，即差异化，体验在产品上主要表现在产品的创意性，是否具有故事性，材质运用是否巧妙。创意通过创造不同，使产品呈现独特的美，让用户体会到不同感受。精致主要是一种细腻的感受，尤其是在细节处理上，通过利落的造型、细腻的处理手法，较为紧凑的结构设计在产品上呈现。工学则表现在坚固耐用，操作便利，制作精良等方面。感质理论在产品上的表现魅力、美感和创意是心理上的反应，精致和工学则是产品直接的反应，属于物理层面的表现，一个产品体验感应该是一种综合的体验，在感质理论中主要体现在魅力、美感、创意、精致、工学5 个方面。

在设计实践中将感质理论运用到设计的过程中，主要通过移情的设计手法，将情感转化为产品，将模糊的感受赋予可以感知触摸的外形，在形态设计中，可以采用拟人化、借镜自然、借镜人造物、借镜文化、仿生设计、自由曲线等设计手法，在色彩与材质设计方面，主要运用自然的色泽和材质进行设计创意。

二、层次分析法

层次分析法是20 世纪70 年代由美国工程院院士运筹学家萨蒂教授提出的用于对定性问题进行定量分析的多准则决策方法，通过将影响决策的元素进行分类，分为目标、准则、方案等部分，并通过数理化计算实现决策的方法。此方法将复杂的问题简化成多层次分析，通过对各要素之间重要性进行比较，确定影响要素的权重，以此获得影响因子的重要性排序。该方法具有系统、灵活、简洁的优点，当前在设计领域，层次分析法广泛应用于产品开发、结构创新等设计流程中用于设计方案的评价，使得主观性的评价变得更加科学和客观[3-4]。

此次关于牵引车的设计方案的评价，引入感质理论，通过层次分析法确定牵引车设计中影响其感质提升的因子的权重比例，通过模糊综合评价矩阵对设计方案进行评价，并与原方案进行对比，以此来确定设计方案在产品的体验上是否得到了全面提升。如图2 所示，第1 步建立牵引车评价层级结构模型，第2 步，进行评价因子比较实验，通过邀请牵引车行业专家完成，对准则层及子准则层的因子两两对比建立优先等级。第3 步，通过运用几何平均法进行权重计算并做一致性检验。第4 步，对牵引车从子准则层进行模糊综合评价，采用等级评价的方法，即对子准则层从“非常好、很好、好、不好、非常不好”进行判定。并构建综合评价矩阵模型。第5 步，根据试验结果计算造型设计方案的感质评价结果[5-8]。项目通过邀请从事牵引车相关行业的人员对牵引车造型设计方案与原型进行评价，通过计算获得设计方案最终评价得分进行比较。

三、构建牵引车评价模型

依据前文确定的层次分析模型，根据感质产品的评价内涵，如图3所示，目标层为感质牵引车产品设计方案X，将魅力A、美感B、创意C、精致D、工学E 作为准则层，将文化内涵A1、印象深刻A2、时尚品位A3、比例完美B1 等15 个因子作为子准则层。

（一）构建判断矩阵

依据层次分析法的内涵和原理，为判读出在牵引车造型设计评价模型中子准则层的元素对准则层元素的重要性评价，以及准则层对于目标层的重要层度，采用两两比较形成判断矩阵，如子准则层魅力A 与准则层中的要素文化内涵A1、印象深刻A2、时尚品位A3 产生关联，构建判断矩阵，如表1 所示。

矩阵中的数值是针对同一层级的因子对于上一层级的贡献度的程度对比得出的，计数方式采用数字1-9 及其倒数表示，如表2 所示，通过两两对比明确各指标的相对重要性。

采用几何平均法完成矩阵权重的计算，即首先计算n 个变量值连乘积的n 次方根，其次所得结果进行归一化即可得到权重向量[9]，具体计算流程如下：

（1）X 的元素按行相乘得到一新向量，即每行指标与其他指标对比结果的乘积Mi；

（４）计算一致性比例CR

CR=CI/RI

其中RI（平均随机一致性指标）通过查表可得，如表3所示：

通过计算对矩阵的一致性进行判定，当结果CRlt;0.01，即表明矩阵通过，否则需要对矩阵进行重新研判。

为更好地确定牵引车方案各评价指标体系中各因素的权重，此次邀请20 位工程机械尤其是牵引车领域的相关专业，其中行业专家5 名，企业负责人5 人，结构设计师3 人，ID 设计师3 人，资深消费使用者2 人，销售人员2 人。通过调研用户对各层次中两个要素进行打分，在进行评价之前首先邀请专业赏析行业中普遍认可的具有较高感性体验的牵引车产品的图片、视频与介绍，以保证评价模型的真实可靠，如图4 所示为牵引车行业中具有较高感质体验的产品。通过专家讨论打分最终可以获得准则层及子准则层的判断矩阵，通过计算可以分别获得其权重，如表4 ～表9 所示。

通过计算可得矩阵得最大特征根为5.092，CI 值为0.023，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.051lt;0.1，通过一次性检验。

通过计算可得矩阵得最大特征根为3.009，CI 值为0.005，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.009lt;0.1，通过一次性检验。

通过计算可得矩阵得最大特征根为3.018，CI 值为0.009，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.017lt;0.1，通过一次性检验。

通过计算可得矩阵得最大特征根为3.054，CI 值为0.027，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.037lt;0.1，通过一次性检验。

通过计算可得矩阵得最大特征根为3.009，CI 值为0.005，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.009lt;0.1，通过一次性检验。

通过计算可得矩阵得最大特征根为3.009，CI 值为0.027，RI 值为0.525，根据公式计算CR=CI/RI=0.037lt;0.1，通过一次性检验。

为更好地确定子准则层对设计方案评价结果的影响程度，通过加权计算并进行排名，具体的排名情况见表10。

四、牵引车造型设计－以徐工为例

（一）牵引车造型要素分析

牵引车是一个较为复杂的产品设计系统，如图5 所示，牵引车的造型设计也涉及汽笛、遮阳罩、后视镜、导流罩、前挡风玻璃、A 柱、前面罩栅格、导流片、侧转向灯、保险杠、保险杠栅格、雾灯、下轮罩、挡泥板、踏板等造型要素，进行牵引车造型设计时从整体出发，对元素进行设计组合重组，同时要考虑影响牵引车造型的空气动力学、结构、材料等要素。

（二）徐工牵引车造型元素提取

依据感质产品设计内涵，我们从品牌、文化元素着手，通过隐喻的设计手法对徐工“汉风”牵引车进行感质提升[10-11]。首先，选取汉文化中最具代表性的器物进行造型设计的创意来源，其中通过走访徐州博物馆，民俗馆等徐州具有文化底蕴的场所。在汉文化中较为出众的文物有汉玉、汉服、汉俑等，如图4-14 所示为一些具有显著特点的徐州汉文化文物，以这些作为造型特征的来源，从这些文物中提取形态在重卡的设计中予以运用。在借镜文化的设计中不但是把古代的图案作为一种符号、一种元素、一种形式，直接应用到设计上来，而且需要理解古代文化的审美特征和精神实质。汉文化是我国文化传承和发展的基石，其是在继承先秦文化的基础上的融合与发展，形成了汉文化兼容并蓄，包罗万象、中庸的特点，从而呈现出徐工产品所特有的沉稳、大气、人性化、卓越、进取、干练、时尚的产品性格。

（三）徐工牵引车造型设计

如图6 所示，通过意象借喻的设计手法，将感质设计元素融入造型设计中，通过对意象进行凝练，依据牵引车造型元素完成前期草图方案的绘制与深化[12-13]。选择竹、玉、象及鹿作为造型意象，竹在中国传统文化中占据着崇高的位置，有高洁、正直、挺拔与宁折不弯的品性。玉同样是高洁的代表，自古便有温润如玉的美称。大象被视为力量与坚韧的象征，象同“祥”，象征着好运、吉祥如意，而且大象自身的视觉就能体现出一种稳重感，给人一种安全的视觉感受。鹿同“禄”，具有美丽、爱情、健康、权利的寓意，在产品中呈现时可以代表着福气与福运的产品质感。通过简化抽象，在草图设计中引入造型意象元素，通过提取造型意象的显著特征，如在后视镜设计时引入象耳的元素，象鼻的特征简化为牵引车的进气栅格等。通过借喻的设计手法在牵引车的造型设计中引入能够传达传统文化的意象，给牵引车设计以故事性和文化性，同时设计师通过造型设计将美好的祝福传递给消费者和使用者。体现对用户的关爱，提高用户对牵引车的感受和体验。

如图7 所示，根据草图最终确定重卡造型设计方案，就魅力方面，产品造型方案来自汉文化的隐喻设计，具有较强的文化内涵和故事性；在魅力层面，造型整体比例协调，外观愉悦，给人较好的视觉美感；在创意上，倒流部件的处理上通过侧面面块的处理，可以更好地实现气流的流动，同时也丰富了牵引车的侧面造型；同时设计注重细节的处理，结构紧凑；同时在造型中注重使用和操作的便利性，挡泥板的设计有效避免了车辆在经过积水路面由于飞溅而形成的水雾，提高了车辆行驶的安全性，新的牵引车造型设计在感质上较原车型有了明显的提高和改进。

五、牵引车造型设计方案评价

依据前文确定的感质牵引车评价模型对设计方案进行评价，由于感质是一种私有的、独立于其他人的感受，受到人生经历、学识、生活环境等的影响，为减少因个体差别对设计评价结果的影响，采用模糊综合评价对设计方案进行评价。

（1）模糊综合评价是一种通过进行等级评价，然后通过赋值的方法完成的评价方式，可以有效减少评价人员的负担。本次采用五等级的评价方式，分别为非常好、很好、好、不好、非常不好。赋值向量依次为（95 85 75 65 55）T。评价等级及赋值见表11。

（2）根据前面矩阵计算结果可得牵引车准则层以及子准则层得权重向量分别为：

WX=（0.378 0.183 0.262 0.109 0.068）

WA=（0.539 0.164 0.297）

WB=（0.557 0.320 0.123）

WC=（0.159 0.589 0.252）

WD=（0.164 0.539 0.297）

WE=（0.312 0.490 0.198）

（3）进行牵引车造型设计评价，选取牵引车相关行业年龄在20-45岁之间的人员进行评价试验，学历要求大专以上，其中男15 人，女5 人，包含设计人员、销售、卡车司机等行业。被测试人员在工作人员的协助下，依据多角度展示效果图以及三维动画视频对牵引车进行感质量表的评价。实验过程中被试人员从子准则层的15 个评价因子对牵引车造型进行评价，根据模糊综合评价完成等级的评价量表。对评价结果进行汇总整理，以各等级出现的频次作为计数，获得评价矩阵。在进行数据整理时，采用频次记录的方法。例如在准则层魅力的子准则层文化内涵分别收到12 次非常好评价，6 次很好评价，2 次好的评价，则分别记作（0.6、0.3、0.1、0、0），以此可以分别计算出各子准则层的模糊综合评价频次，并形成准则层模糊综合评价举证，最终评价结果如下：

依据公式Pn=Wn×Rn可以计算出对造型方案的各准则层的评价权重。

计算结果如下：

PA=WA×RA=（0.251 0.090 0.038 0.000 0.000）

PB=WB×RB=（0.102 0.053 0.015 0.013 0.000）

PC=WC×RC=（0.184 0.041 0.026 0.011 0.000）

PD=WD×RD=（0.060 0.036 0.019 0.000 0.000）

PE=WE×RE=（0.043 0.015 0.010 0.002 0.000）

根据计算结果，构建二级综合评价矩阵；

（4）根据评价矩阵，计算得造型设计方案得整体感质评价等分：

W=WX×P=（0.640 0.235 0.108 0.026 0.000）

设计方案最终得分（0.640 0.235 0.108 0.026 0.000）（95 85 7565 55）=90.56。

同理按照此流程对设计原型进行评价得分为（0.549 0.215 0.1400.093 0.000）（95 85 75 65 55）=84.65

通过比较我们可以看出设计方案在感质表现上得分更高，因此表明新设计方案确实提升了产品各方面的质量。

结论

通过引入感质理论，明确了感质牵引车产品的评价内涵，通过层次分析法确定了5 个准则层以及15 个子准则层，并通过定量与定性的数量方法，确定了感质评价模型以及各评价因子的权重和综合排序，为保证评价的真实性与客观性，引入模糊综合评价，通过模糊赋值的方法对设计方案和原型进行评价，结果表明基于设计方案在感质的各个内涵上有所提升，产品提高了用户的感性体验，保证了设计方案评价过程的客观性。但由于客观的限制，感质体验的共性只是通过统计的方法逐渐缩小了个性。

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