（设计艺术学专业论文）设计方案评价数理分析研究与方法制定.pdf

硕| 二学位论文 摘要 传统的设计方案评价包括定性分析和定量分析两个过程。本论文主要集中于 对设计方案评价的定量分析方法的研究，试图在己有的设计理论及实验基础之上， 通过整合及优化已有的设计方案评价数理分析方法，发展并制定出一套具有目标 指向性的、适应于产品设计方案定量分析评价的分析方法，将其定义为设计方案 评价“目标分析法。 设计方案评价的数理分析过程是一个将情感进行量化，并且对量化的情感进 行数理分析的过程，因此论文将“目标分析法”的实现划分为情感量化和数据处 理两个阶段。首先，通过对情感因素的语意描述、情感的评估来实现情感的量化； 然后，基于对已有数理分析方法以及统计学相关数学分析方法的研究，以目标属 性水平作为评价标准，通过对调查统计的数据作目标属性水平的吻合度测试，来 完成数据的处理。本论文详细阐述了情感量化以及数据处理的实现基础和实现过 程，在此基础之上，制定了“目标分析法的基本内容和流程，规范了其目标评 判准则，将其运用于产品设计方案评价过程中，建立了基于“目标分析法的设 计方案评价的数理分析模型。并通过实例运用对“目标分析法“的可行性与可靠 性进行了验证。 产品设计方案评价“目标分析法的提出是基于优化已有的设计方案评价数 理分析方法的考虑，论文研究在致力于增进产品设计方案评价的客观性的同时， 力图构建一种更加形象简便的评价体系以及更具执行力的分析方法，让普通设计 人员更容易理解和接受。“目标分析法“的制定为设计方案评价搭建了一个更宽广 的平台，为其数理分析研究拓了新的概念和思路。 关键词：设计方案评价；目标分析法；层次分析法；v t s 分析法；情感量化；目 标属性水平分析；数据处理 l i 设计方案评价数理分析研究与方法制定 a b s t r a c t t h et r a d i t i n a le v a l u a t i o no fp r o d u c td e s i g np l a ni sc o n s i s t o f t w o p r o c e s s e s ， q u a l i t a t i v ea n a l y s i sa n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s t h ec o n t e n t so ft h ep a p e ri sas t u d y f o c u so nt h em e t h o d so fq u a n t i t a t i v e a n a l y s i s b a s e do ns o m ed e s i g n t h e o r ya n d r e s e a r c h e s ，t h r o u g hi n t e g r a t i n ga n do p t i m a z i n ge x i s t i n gm a t h e m a t i cm e t h o d s ，t h ep a p e r h o p e st oe s t a b l i s hag o a l - o r i e n t e dm e t h o dw h i c hc o u l df i n i s ht h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s f o rd e s i g np l a ne v a l u a t i o n i nt h ep a p e r ，w ed e f i n ei ta s “g o a l o r i e n t e d a n a l y s i s m e t h o d ” “g o a l o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d i sam e t h o di n c l u d i n gap r o c e s so fq u a n t i z i n g t h ee m o t i o n ，t h e na c c o m p l i s h i n gt h es t a t i s t i ca n a l y s i sb yu s i n gt h es t a t i s t i cc o n c e p t a n dm e t h o d s i nt h ep a p e r “g o a l - o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d w i l lb ed i v i d e di n t ot w o s t a g e s ，w h i c ha r ee m o t i o nq u a n t i z i n ga n dd a t ap r o c e s s i n g f i r s t l y , t h ep a p e rw i l l a c h i e v et h ee m o t i o nq u a n t i z i n ga c c o r d i n gt o d e s c r i b i n ge m o t i o na n de v a l u a t i n g e m o t i o n s e c o n d l y ，b a s e d o n e x i s t i n g m a t h e m a t i cm e t h o d sa n ds t a t i s t i c a l m e t h o d s ，r e g a r d i n go b je c t i v el e v e la sae v a l u a t i o ns t a n d a r d ，t h ep a p e rw i l lf i n i s ht h e d a t ap r o c e s s i n gt h r o u g ht e s t i n gt h eg o o d n e s so ff i tb e t w e e nt h es u r v a yd a t aa n dt h e a t t r i b u t el e v e lo fd e s i g ng o a l t h ep a p e re x p a t i a t e st h ef o u n d a t i o na n dt h ep r o c e s so f e m o t i o n q u a n t i z i n g a n dd a t a p r o c e s s i n g t h e b a s i cc o n t e n t sa n df l o wo f “g o a l - o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d ”w i l lb ei n s t i t u d e do nt h eb a s e o fi t a n di nt h ep a p e r ， am o d e lo fm a t h e m a t i c a la n a l y s i sf o re v a l u a t i n gd e s i g np l a nw i l lb ee s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt ot h es t u d y s u b s e q u e n t l y ，r e a le x a m p l ew i l lg e tu sk n o ww h a ti sf e a s i b i l i t y “g o a l o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d i se s t a b l i s h e dw i t ht h ep u r p o s eo f o p t i m i z i n g e x i s t i n gm a t h e m a t i cm e t h o d sf o rd e s i g np l a ne v a l u t i o n t h ep a p e rh o p e st om a k et h e c o n c l u s i o no fd e s i g np l a ne v a l u a t i o nm o r eo b je c t i v ea n de x a c t ，a tt h es a m et i m e c o n s t r u c ta ne v a l u t i o n s y s t e m a n da n a l y s i sm e t h o dw i t hm o r ev i s u a l i z ea n d t r a n s p a r e n tw a y ，w h i c hc o u l db eu n d e r s t a n d e da n da c c e p t e db yi n d u s t r i a ld e s i g n e r s e a s i l y t h es t u d yh e l p su st oc o n s t r u c tal a r g e rp l a t f o r ma n dn e wc o n c e p tf o rd e s i g n p l a ne v a l u a t i o n k e yw o r d s ：p l a nd e s i g ne v a l u a t i o n ；g o a l o r i e n t e da n a l y s i sm e t h o d ；a n a l y t i c h i e r a r c h yp r o c e s s ；v t s a w e m o t i o nq u a n t i z i n g ；a n a l y s i sf o rg o a l a t t r i b u t el e v e l ；d a t ap r o c e s s i n g 1 1 1 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者签名：喜，参 日期：叼年z 月夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位 论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名：荽、苦、 导师签名 日期：弘呷年名月夕日 日期：叩年多月夕日 硕十学位论文 第l 章绪论 1 1 论文研究的背景 1 1 1 设计评价的内容及特性 设计评价的内容设计要解决的是复杂多解的问题。其设计评价主要包含两方 面的内容，比较评价与目标评价： 比较评价是指在设计过程中，对解决设计问题的方案进行比较和评定，由此确 定各个方案的价值，判断其优劣，以便筛选出最佳设计方案； 目标评价是指对产品按照全产品的观念( 实质产品、形式产品、延伸产品) ，遵 循一定的评价项目和评价标准评判其优劣。 产品设计方案评价对产品的最终设计质量起着关键性的作用。 设计评价的特性总体来说，设计评价是一个具有个体性、时效性、复合性、模 糊性等特性的系统工程。一直以来，设计评价都是一个复杂而难统一的过程。尤其 是对产品、艺术设计的设计评价，人类受到传统设计“创造性”的设计观点的影响， 认为对产品或艺术进行理性的分析评价是一种对设计创造性的扼杀行为。这大大阻 碍了人们对于产品评价体系的研究。 人类总是依照个人经验进行设计评价，因而不同的个体，世界观审美观的个体 差异必然导致设计评价结果的不统一性，因而一直以来，设计评价也是采取少数服 从多数的粗糙模型推导并得出评价结果。而不同的时期，社会发展阶段不一样，人 类对事物的认知也会不一样，这样对设计评价的结论也会不一样，这便产生了设计 评价的时效性。认识到设计评价活动的个体性与时效性，人们开始大规模意见搜集 来帮助完成评价活动，然而对大量意见的归纳总结，其过程是复杂的，而结果也是 复合的，他可能某方面契合a 代表的心意，某方面契合b 代表的心意，评价结果或 许是最平衡的，但不一定是最合适最科学的。正是由于设计评价的个体性、时效性、 复合性，设计评价不可避免的存在模糊性。 我们探讨设计评价的特性，并非想扼杀扭转这些特性。本论文通过对设计评价 特性的认知，在此基础上，更有针对性的实验实施研究方法，推导出更科学的评价 体系跟方法，促进设计评价的发展，从而将由于个体差别、时间差值产生的评价误 差进一步减少，使设计评价的复合差异性、结果模糊性对设计的影响减小到最少。 设计方案评价数理分析研究与方法制定 1 1 2 设计方案评价的研究现状 表1 1 使用g o o gie 搜索引擎搜索“设计方案评价研究” 技术工程类设计方案评价研究产品艺术类设计方案评价研究 7 0 一8 0 2 0 - 3 0 表1 2 使用e o o gie 搜索引擎搜索” d e s i g np l a ne v a l u a t i o r设计方案评价研究 6 ，0 8 0 ，0 0 02 ，2 3 0 ，0 0 0 通过以上图表，可以粗略的总结为：针对工程技术类的设计方案评价的研究与 运用要大大超过产品艺术类设计的方案评价研究；相比较于国外针对方案评价的研 究，国内这方面的研究相对较少。 在技术工程设计领域，对设计方案的评价往往有相对明确的求解值，运用不同 的数据分析方法( 诸如模糊综合分析法) 能得到方案评价结果。在方案评价分析方 法方面取得了重要进展；但工业设计领域由于设计属性及本身所具有的特性，情感 因素的不确定性，很难对人的感性意象定量分析，对设计方案评价仍缺乏系统研究。 1 1 3 设计方案评价数理分析方法研究的必要性与意义 设计方案评价数理分析方法研究的必要性 第一，是基于提升设计方案评价客观性的需求。设计必须以物质条件为基础， 只有通过“物”这个载体才能将其意义传达给人，因而设计是客观的。设计的执行 者是人，设计目的也是为了人，设计的评价者还是人，因此，设计又不可避免地具 有强烈的主观性瞳1 。设计的主观性使得设计评价具有很强的不确定性；而设计的客 观性却给客观的评价设计提供了基石。 设计方案评价的实现，我们更多的是借助经验，借助多年积累的审美能力和对 产品设计的理解力来做判断，这样的判断或许往往只需要花费我们几分钟的时间来 完成，但这种判断的准确性很大程度上只能实现于设计质量相差较大的设计方案之 间的选择判断，而对“设计实力 相当的设计作品的对比评价却缺乏更多的根据与 可靠性。对设计方案的数理分析方法的探究与研究，可以促进我们创造出一种客观 可行的方法，运用一定的数理分析手段和工具，有效的剔除了一部分设计过程中的 非客观因素，从而为产品设计提供一种形式化的、科学化的推理决策依据。 第二，是基于工业设计领域设计方案评价发展的需求。从上节中对设计方案评 价的国内外年研究现状可以看出，设计方案评价在工程技术领域取得了一定的发展， 2 硕l ? 学位论文 但在工业设计领域却发展缓慢。这主要是因为产品评价体系要求有一定的评价指标， 而这些指标在很长时间以来一直得不到统一，这是研究过程的不统一以及研究切入 点不同所造成的。这些都导致产品设计评价体系依然显得很单薄。h 1 在工业设计领 域，由于“创造性”、“艺术性”的设计观点已经根深蒂固，人们认为对设计方案进 行数理分析与评价是一种扼杀设计创造性和艺术性的行为，这种态度也严重的阻碍 了设计方案评价在工业设计领域的拓展，阻碍了学术思想的拓展和科学理论体系的 建立。因而我们需要通过对设计方案评价的数理分析研究来逐步统一设计方案评价 的评价指标，从而促进设计方案评价在工业设计领域，特别是产品艺术设计领域的 发展。 第三，是基于产品设计师的认知水平的评价方法建立的需求。我们知道在技术 工程设计领域，针对产品方案的评价往往通过三个步骤来完成：前期的调查数据的 收集；将调查数据输入计算机相关统计学模型进行计算；得出矩阵列表并对计算结 果进行分析。从这里可以看出，已有的设计方案评价一般是通过统计学相关原理计 算来完成的，这对于专注于产品艺术设计的设计师们来说，理解和运用起来都有一 定的难度。现有的设计方案评价运用的数学工具对产品设计人员来说都显得太庞统， 统计学数据处理方法也显得太生涩，通过对设计方案评价的理性分析方法研究，建 立一种产品设计师也能轻松理解和使用的设计方案评价方法，对提升产品设计师对 设计方案评价的认识、有效可行的展开产品设计方案评价是十分有意义的。 设计方案评价的数理分析方法研究的意义 第一，设计研究活动中对设计对象的研究主要采用规范性( p r e s c r i p t i v e ) 方 法的科学研究和采用描述性( d e s c r i p t i v e ) 方法的艺术研究两条思路。3 前者强调 研究过程中的科学性、逻辑性和预见性，主张以科学的工具和方法来研究产品造型 和形态；后者强调设计过程的创新、灵感等方面的因素。但是由于规范性研究与描 述性研究之间的界线模糊，因而缺乏领域知识处理框架和定性定量转换机制。通过 设计方案的评价方法的研究，试图找寻一种方式来实现初步的规范性研究与描述性 研究的转换。设计方案评价的理性分析方法的研究的实质，其实是采用描述性的方 法，以规范性研究为态度来进行产品设计的研究。 第二，设计的目的是为了设计出符合人的感觉期望的产品，对产品设计方案评 价理性方法的研究正是为了让设计过程更紧凑，设计结果更有预见性。从而使设计 “求解 过程更科学，帮助设计人员更快速直接的寻找到“满意解”。 第三，对同一设计的看法，生产者、消费者、设计师总会隔山隔水。设计师不 是万能的，设计过程也不是一个机械化过程，它是设计师与设计问题的“拥有者 ( 客户、消费者等) 之间多利益方协调的过程。因而如何使设计过程中的观念看法 有效沟通及传达、如何建立起三方的评价及认识平台就变得尤为重要。对设计方案 评价进行数理分析正是一种搭建起三方评价沟通平台的方式。 3 设计方案评价数理分析研究与方法制定 第四，设计方案评价的数理分析方法研究一定程度上可以辅助逆向设计的完 成，为产品设计过程自动化打下良好基础。延伸了相关并行设计研究，诸如概念设 计的评价、绿色设计评价、逆向设计、设计效果评价方面的研究框架。 1 1 4 已有的设计方案数理评价分析方法研究 常用的数理分析类评价方法主要有：评分法、技术经济法、模糊评价法，在此 基础之上，后续发展起并运用得比较多的方法主要有美国皮茨堡大学教授t l s e a t y 提出的层次分析法，以及李月恩制定的v t s 方法，这些方法均运用于产品设计的数 理分析与评价的前瞻性研究当中，是产品设计方案评价的代表性分析方法。 试验评价方法对于一些较重要的方案环节，采用分析计算仍然不够有把握时， 有时就通过试验( 模拟试验活样机试验) 对方案进行评价，这样实验评价法所得到 的评价参数准确，但是代价较高。 随着科技的进步，试验评价方法在应用上越来越普及。现在的虚拟现实技术、 快速原型制造技术的出现，为试验评价方法的运用开拓了一片新的天地。 面向应用领域的设计评价技术d f x ( d e s i g nf o rx ) 是指一种面向某些后续应用 的设计方法，属于设计方法学的范畴。在协同设计中，d f x 是指一个具体的可行性 评价方法。主要是对产品开发设计过程中不同的设计方案及其修改提供可行性评价。 d f x 系统所含内容较多，主要有产品生命周期评价、面向制造设计、面向装配设计 以及面向成本等。 模糊评价法陆3 由于产品设计的复杂性以及概念边界的不确定性，有些设计目标 是模糊的，例如，“判断艺术造型的美观”、“判断人机信息”、“判断产品的市场前景 等等；而且评价的结果也通常采用“好”、“较好”、“一般 、“较差、“差等程度 不同的模糊等级评语。这种时候，产品开发团可以利用模糊数学模型，得出定量的 综合评价。 模糊综合评价的主要步骤包括： 第一，建立评价指标集； 第二，确定各个评价指标的权重； 第三，确定评语等级集； 第四，建立模糊关系矩阵r ； 第五，分别对各指标进行评价，得出评价等级的隶属度。即评价者对每个评价 指标均给出一个等级，计算出各等级的频率，即评价对象在每个评价指 标上各等级的隶属度； 第六，运用模糊综合评价数学模型，进行计算，得出综合评价结论。 层次分析法层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，简称a h p ) ，2 0 0 4 年是 由美国皮茨堡大学教授t l s e a t y 在2 0 世纪7 0 年代中期提出的。n 1 它的基本思想是 4 硕l j 学位论文 把一个复杂的问题分解为各个组成因素，并将这些因素按支配关系分组，从而形成 一个有序的递阶层次结构。通过两两对比的方式确定层次中诸因素的相对重要性， 然后综合人的判断以确定决策诸因素相对重要性的总排序。 层次分析法是对一些较为复杂、模糊的问题作出决策的简易方法，特别适合于 那些难于完全定量分析的问题，其应用涉及广泛的科学和实际应用领域。 工业设计中基于层次分析法的方案设计评价的步骤一般分三步： 第一，工业设计中的方案设计问题。 第二，方案设计评价的递阶层次结构的建立，即设计评价体系的建立。 第三，构造设计元素的两两比较判断矩阵，完成数据统计与分析。 v t s 分析方法v t s 方法可定义为建构在感性思维可以测量假说之上的，通过 经验性的主体对客体认识，对产品设计进行建立在五个层级之上的典型语意描 述，并将描述层级数量化，形成对产品设计单体的感性因素定量指标，同时整 合其他方面的典型语意量化指标，形成对设计的初步评价体系的，在通过对这 些数量指标一定的数理分析而形成的产品设计的直观分析结果的过程，称之为 “五次元分析方法 简称“v t s 方法( vt i m e s 方法) ”，英文缩写为v t s a w 旧1 。 v t s 方法可分为以下三个步骤： 第一，针对产品评价指标的确立。针对产品设计的各种评价体系和评价方法， 有很多种评定标准。 第二，产品评价指标的统计及数理化过程。v t s 方法借助感性工学经常使用的 统计学方法，对调查数据重新修正和矫正误差的数学分析方法，采用相关的误差理 论对不符合统计学原理的相关数据剔除，保证统计数据的完整、准确、客观等基本 要素。 第三，对形成的数据进行处理而得到一定的量化结论用以指导实践。对统计的 评价指标的数理值进行分析，将数值转化成设计人员看得懂的产品方案描述，评选 出最适合的方案，并针对优秀方案总结出设计方案的优缺点及需要改进的地方。 1 2 产品设计方案评价“目标分析法“的提出与制定 1 2 1 产品设计方案评价“目标分析法”的提出 尽管人们开始越来越关注设计方案评价的数理分析方法的研究，并制定了一部 分的数理分析方法，但由于其研究基础仍然薄弱，加上已有的分析方法存在这样那 样的执行难度及执行漏洞，因而影响了设计方案评价的数理分析方法在工业设计领 域的运用与推广。 本论文在了解运用层次分析法和v t s 分析法的过程中分析出这两种方法的优点 及缺点，在此基础之上，通过对层次分析法及v t s 方法的缺点补全、优点优化来完 5 设计方案评价数理分析研究i 方法制定 成“目标分析法的制定。 层次分析法的形态分析 优点分析： 方法铺展的层次清晰，对评价因素的概括直观有序； 数据统计分析借助两两比较法的矩阵模型进行分析，由电脑完成数据的处 理，分析过程快速，拥有系统的评价结果。 缺点分析： 评价结果不全面。其结果只能确定层次中各评价因素的相对重要性，完成评 价因素的重要性的总排序，不能完成各个设计方案优度比较； 采用a p h 评价方法进行问卷的制作，其过程中受测者需要反复回答相似问 题，调查过程复杂，调查的展开有难度； 调查数据的统计计算过程复杂，数据分析过程晦涩难懂，不利于产品设计专 业人员的掌握。 v t s 方法的形态分析： 优点分析： 数据分析方法简单易掌握； 数据分析清晰明了易理解。 缺点分析： 方法总结的评价指标存在较高复合性，可概括的余地较大； 语意描述复杂，描述内容具有复合性； 评价原则出现漏洞，缺少目标评判性，简单的将“所有评价指标均达到最高 值则方案最优秀”作为评价的指导方针和评价原则，忽略了设计评价过程中的相对 针对性与重点突出性，使得评价的结果模糊，对设计效果的辅导作用有限或者偏离 方向； 调查问卷过于复杂，调查实现有困难； 调查问卷基数庞大，难于统计。 v t s 方法尽管基本上可以实现产品设计方案的理性分析，但其分析方法的研究 与运用仍然属于初探性研究，不可避免的存在很多缺点，阻碍其方法的运用和发展。 对v t s 方法进行优化改进可以帮助我们更好的了解设计方案评价的数理分析方法的 基本原理和实施过程，对于新方法的制定具有借鉴意义。 产品设计方案评价“目标分析法”的提出就是基于优化已有的设计方案评价数 理分析方法的考虑，论文试图通过制定更具执行力更简便的数理分析方法来促进设 计方案评价数理分析方法的运用与推广，试图在研究领域和研究手段及方法上，给 产品设计方案评价提供了一个更科学和广阔的平台，从而引起人们对设计方案评价 数理分析方法研究的关注，促进其研究的发展。 6 硕士学位论文 本文制定的“目标分析法”是传统设计研究方法与创新设计研究方法的过渡型 适应性设计研究方法，从设计研究的总体发展方向看，创新方向是设计研究的主流 和趋势，因而“目标分析法制定的意义是搭建了一个由传统设计方法通往创新设 计方法的平台。如图1 1 所示： 图1 1 设计方法研究 图片来源：设计和设计方法研究四十年 1 2 2 设计方案评价“目标分析法”的制定要素与难点 “目标分析法 的制定要素设计方案评价“目标分析法 是笔者试图建立在 已有的设计方案评价方法基础之上的理性分析方法。依照设计方案评价的原理及已 有的层次分析法、v t s 分析法等方法，我们发现，无论是层次分析法还是v t s 分析 法，抑或其他设计评价方法，在进行产品的方案评价时都包含两个过程( 如图) ，即 情感的量化过程和数据的处理过程。因而要制定新的数理分析方法，其方法首先应 该具备对产品的情感进行量化，以及对量化的数据进行统计分析的能力。 层次分析法 v ts 分析法 数据的两两对比分析v t s l j 勺数据分析方法 。i。i 。7 。 ； 图1 2 数理分析方法要素图 图片来源：绘制 7 设计方案评价数理分析研究与方法制定 综上所述，设计方案评价“目标分析法制定的基本要素为两个，即：设计方 案评价的情感量化；设计方案评价的数据处理。无论是评价指标体系的建立还是数 据的统计和分析都纳入其中。 “目标分析法一的制定难点由于本论文研究和制定的方法是基于产品设计人 员的认知水平和知识领域的，也就是说本论文所提出的设计方案评价“目标分析法” 是所有产品设计人员都能理解并运用的数理评价分析方法。在这一点上，v t s 方法 中将数据转化为直观图表的数据分析方式给了我们很好的提示和指导。尽管v t s 方 法的数据分析方式简单明了，但由于其评价指标体系存在复合性，语义描述不够精 简，给数据的收集统计工作带来了很大困难。因此新的数理分析方法的制定需要解 决这个问题，就要以层次分析法的原理，在v t s 方法评价体系的基础之上，通过简 化优化，建立更具有归纳性和基础性的评价体系。 并且，“目标分析法还需要将评价体系建立成可填充可删减的、活动的、需要 不断完善的、具有选择性的评价系统，从而方便试验人员从中选择合适的评价项目 进行设计方案的评价活动。 最后，针对v t s 方法的评判标准与方法的局限性，“目标分析法”的最大目标是 要建立一套更科学合理的评判标准及方法，使评价过程更有针对性及目标性，使评 价结果更有实际参考意义。 因此，“目标分析法”制定的难点主要集中在： 第一，如何确定覆盖范围广，内容复合性小的评价因素集； 第二，如何对评价因素做精简的情感描述； 第三，如何对数据做比较接近实际的定量分析： 第四，如何确立设计初始阶段的“目标属性水平 ，以及如何完成针对目标属性 水平的评价活动，即如何开展设计评价结果与目标属性水平的匹配度分析。 1 3 论文研究的成果与目标 论文研究的成果本论文整合了层次分析法、v t s 分析法及其它统计学方法，在 已有的数理分析方法的基础之上，发展并制定出一套能适应于产品设计方案评价体 系的，具有目标指向性的数理分析方法，命名为“目标分析法”。本文的主要成果如 下： 第一，通过“目标分析法的制定研究过程，本论文挖掘了产品设计方案评价 初级的理论研究基础； 第二，整合层次分析法的递阶层次结构模型，在v t s 方法总结的评价体系基础 之上制定了初级的、具有递阶层次的评价因素体系； 第三，通过优化情感量化的手段及方法，完成了更直观、更精简的语意描述转 换： 8 硕十学位论文 第四，在已有的数理分析方法基础之上，由多样本调查方法扩展出单样本调查 方法，扩充了设计方案评价数理分析方法的展开形式； 第五，对已有的评价原理及分析方法做出改进，提出以目标属性水平为评价基 准的评价原则。 论文研究的目标本论文最直接也最重要的目标，是希望制定出一套符合设计人 员认知水平的产品设计方案评价的数理分析方法。 本人受到知识及认识能力的局限，对方案评价数理分析方法的研究一定会存在 诸多不足或有待研究的地方，制定的设计方案评价“目标分析法的模型也有待提 升，但如能能够实现较小规模的产品评价方法和结论，为新产品投产前的模拟验证 提供依据和方法；引起人们对设计方案客观评价的注意，通过优化已有的数理分析 方法来推广理性分析方法在设计方案评价中的运用，对设计的研究有一定促进作用， 也就达到本文的目的了。 本章小结 本章主要针对本论文研究的背景、论文提出的原因、以及论文主要研究内容进 行阐述。 在论文中，作者在层次分析法以及v t s 分析法的基础上，将设计方案评价“目 标分析法 分为两个过程，下文将从设计方案评价“目标分析法”的情感量化和数 据处理的两个方面，来阐述设计方案评价“目标分析法形成的基础和原理。 9 设计方案评价数理分析研究与方法制定 第2 章设计方案评价“目标分析法的情感量化 2 1 设计方案评价“目标分析法与情感量化 情感反应与设计评价情感是天赋的特性，是人对外界事物作用于自身时的一种 生理的反应。这种反应可分为两大类。第一类“感觉”：例如天气变化是一种外界事 物，当作用于我们的身体的时候，就会产生寒、热、冷、暖的感觉，但是这种反应 只有感而无情，所以只能算是一种“感觉”。不过，因为天气的变化，也会引发出悲、 喜、忧、欢这另外一类的生理反应。而这一类生理反应不但有感，而且有情，所以 称为“感情”。 “感觉”和“感情 都是外界事物作用于自身时的一种生理的反应，二者虽有 不同，却又有不可分割的内在联系，故统称为“情感反应 。而情感是人的性格的一 个重要组成部分。情感是由需要和期望决定的。当需要和期望得到满足时会产生愉 快、喜爱的情感，需要和期望得不到满足时，会产生苦恼、厌恶的情感。 图2 1t h er e l a t i o nb e t w e e np r o d u c t sa n dc o n s u m e r s sa f f e c t i o nn e e d 图片来源：绘制 从产品情感引发图我们可以看出，产品给人的刺激会与人自身对产品的期望目 标、审美标准、态度进行评估衡量，并且最终产生对于该产品的情感反应n 叫。 情感量化与设计方案评价数理分析法由于情感因素对设计成败的决定性影 硕十学位论文 响，所以无论是层次分析法还是v t s 方法都不约而同的采用了情感描述作为对设计 方案的评价分析的基础性描述。情感分析与数理分析本质上是相互依存的，因此本 论文中提出的“目标分析法同样也应用了这一基础性描述。在现代产品设计的评 价理论中，情感分析依然是数理分析的基础，毕竟我们还没有进入_ 个完全的纯理 性控制的时代。 人类对设计作品的情感表达很大一部分可以归结到审美感觉上。审美本身是一 个带有强烈个人感情色彩的行为，人们对于“美的界定总是千差万别1 。因而很 多人都会认为对美的理性分析一定程度上扼杀了审美的体验性、个体性，甚至认为 这是机械主义在美学方面的体现，最终会导致美学的庸俗化、机械化。但是，值得 庆幸的是我们并不是生活在机械唯物与唯心盛行的世纪，我们生活在数字化即将展 开的时代罩面，规则原理只要存在量化的可能，也就是存在逻辑的过程，计算机就 可以通过各种不同的算法加以实现。例如，随着生活水平的提高，女人们越来越关 注自身美貌身材的修炼。并制定了一系列美的标准准则，诸如人的脸部的三庭五眼、 人的身材的九头身的规律的出现等等，都昭示出人们企图实现一定范围程度上的美 的量化的行为趋向。2 0 世纪4 0 年代，孟斯宾瑟胡从研究色彩调和理论的历史经 验触发，从定性理论开始，进一步实验定量的调和方式，用数理方法解释色彩调和 的本质，将定量化、理性化的工程手段应用于色彩调和，并提出色彩调和的美度计 算公式，运用理性化的计算结果来评价色彩配色的优劣。 人的感觉并不是孤立存在于真实之中。人的感官已经随着人类社会的演进，从 生理器官感受向文化器官感受演进了，所以人的感觉是完全可以抽象为感知，直至 形象为符号寓意的层次。忽略符号、结构、法则的起因，如果滥用媒介形式，就会 陷入形式主义。口1 既然审美可以理性化，色彩可以量化，那么感觉、情感某种程度 上应该也可以量化。本论文中提到的情感量化是人们通过对产品的情感描述和评估， 将情感程度外化成数字或指标指数来表达的过程。而设计方案评价“目标分析法” 的实施过程实质上是对设计方案的评价进行量化的过程。因而情感量化是设计方案 评价“目标分析法”的实施基础，也是完成设计方案评价数理分析的必经之路。 2 2 情感量化的一般方法 2 2 1 感性工学的研究手段与方法 感性工学是感性与工学相结合的技术n 引，它为情感量化提供了指导思想和研 究手段。感性工学主要通过分析人的感性来设计产品，依据人的喜好来制造产 品，它属于工学的一个新分支。旨在通过产品对使用者感官( 形，色，味，音， 触等) 影响的研究以便更好地使产品满足使用者对快感和舒适性的需要，从而激发 消费者的使用欲和购买欲。 设计方案评价数理分析研究与方泫制定 作为一个特定的用语，感性工学的感性是一个动态的过程，它随时代、时尚、 潮流和个体、个性时时发生变化，似乎难于把握，更难量化。n4 1 但作为基本的感知 过程通过现代技术则是完全可以测定、量化和分析的，其规律也是可以掌握的。 感觉分子生理学主要研究人类感性的源头，脑的构造和机能。从人脑的构筑、 机能分布、神经细胞和神经传达、脑的感觉处理，到视觉与感性、听觉与感性、嗅 觉与感性、触觉与感性等方面的联系，偏重生理角度的研究。n 朝并通过感性的计测 检验，运用统计学的方法和实验手段，对人类的感性进行评估。 其评估的方法有二种： 检测法。对人的感觉器官作检测，对照受测者的感受变量和“辨别阈 、“刺 激阈的细微变化，作生理与心理的快适性评估。是一种通过测定人体外在的生理 变化来推导出人的心理变化因素，并形成一定对应关系的方法。 s d 法。利用语言表述官感，然后对之进行统计评估的方法，该方法可获得 受验者的感受量曲线。 由于生理变化与心理因素之间并有绝对必然联系，所以检测法有其一定的局限 性，可以采用“印象法 加以补充。“印象法是指受测者在接受不同程度的外界 刺激之后，以问卷的方式让其陈述或选择自己的感受。s d 法即语意差异法是“印象 法 中运用最广泛最方便的方法。s d 法是将受测者的感受视同为感受量，再利用多 次元尺度法、图形理论( g r a p ht h e o r y ) 将其构造化，或是用多变量分析、混沌推论 ( f u z z yr e a s o n i n g ) 等统计解析技术，将人的感性信息转变成定量的数据。是一个 将内在的感性信息定量化的过程。 感性信息学感性信息学主要对人类感性心理的各种复杂多样的信息作系统 处理，叫包括收集和处理输入数据，以计算机为基础建立人类感性信息处理系统， 对数据进行分类、排序、变换、运算和分析，将其转换为决策者所需的信息，并建 立信息输出的完整机制，然后进行感性量和物理量之间的转译，再以适当的形式传 输、发布，提供给设计者和制造者。 感性工学为情感量化提供了指导思想和研究手段感性工学的研究模式是一个 综合性的研究模式，涉及领域广泛，是多学科的交叉整合n 利。它起始于整体基础上 的个别要素的分解，对具体的一个个感性要素作出判断和处理，从暖昧的、不确定 的、模糊的感性表现中寻求、归纳出重要的真正符合使用者欲求的感性要素，通过 计算机技术使之构成清晰的可操作的东西，在产品设计制造中应用实施。 感性工学的研究手段和方法的实施，是一个量化人类感性要素的过程，感性工 学为情感量化提供了指导思想和研究手段。不仅如此，感性工学还是整篇论文完成 的基石，为设计方案评价“目标分析法 的制定提供了指导思路。 1 2 硕：l ：学位论文 2 2 2 设计心理学中的意象尺度法 意象尺度法( i m a g es c a l e ) n 8 1 意象尺度法主要是借助实验、统计、计算等科学 方法，通过对人们评价某一事物的层次心理量的测量、计算、分析，降低人们对某 一事物的认知维度，并得到意象尺度图，比较其分布规律的一种方法。意象尺度法 在设计中的应用，最早是色彩方面。尤其是日本和台湾，在色彩的心理效应方面的 研究十分流行。方法是从色彩计划入手，以意象调查和语义分析法( s d 法) 为手 段，进行系统的分析并指导设计。在国内，赵江洪教授率先提出了设计过程中视觉 语言的本质就是表达意象的理念，开展了国内意象心理方面的研究。 意象尺度法的研究思路和方法意象尺度图的建立过程是一个较为复杂的多学 科交叉的问题，涉及实验心理学、统计学等方法和原理n 引。 意象尺度法以语义差异法为基础，它一方面通过寻找与研究目的相关的意象语 汇来描述研究对象的意象风格，同时使用类似“暖的一一冷的等多对相对、反义 的形容词对从不同的角度或维度来量度“意象”这个模糊的心理概念，并建立五点 或七点心理学量表，以很、较、有点、中常( 都不是) 来表示不同维度的的连续的 心理变化量( 如很暖、较暖、有点暖、中常、有点冷、较冷、很冷等) ，并用因素分 析中的主成分分析或多向度法进行研究。一次心理测量一般使用1 5 至2 5 对形容词。 形容词对的选取可以从区分语言的三个因素即评价因素、活动因素及潜在因素中得 到。日本学者在相关研究中，确定了一系列色彩意象词汇( 描述产品的有产品意象 语汇) 。如：色彩的美丑、雅俗等属于色彩的评价性，色彩的动静、明暗、引人 注目不引人注目等属于色彩的活动性，而色的强弱、轻重、男性化女性化等则 是色彩的潜在性。该方法实际上也是一种以心理学实验为基础的方法。 意象尺度法为情感量化提供了指导思想和研究手段意象尺度法在产品设计中 的运用跟感性工学的研究原理非常相似，都是试图对感性的不确定的情感、感知进 行量化处理的过程研究。意象尺度法借助实验、统计、计算等科学方法，测量、计 算并分析人们评价某一事物的层次心理量的基本思路为本论文的完成提供了指导思 想；同时，意象尺度法对层次心理量的测量方式及方法，为情感的量化提供了可行 的研究手段和方法。 2 2 3 设计效果心理评价的定量分析方法 设计效果心理评价把消费者的主观评价项目，细化成问卷的刺激变量，由众多 原始变量通过因素分析成为设计元素的主要成分妇引，然后在设计效果评价的前期 ( 新品规划和寻找商机) 、中期( 概念设计和具体设计) 、后期( 细部设计和改良设 计) 中发挥心理评价的作用，降低设计决策风险，提高设计的绩效考评。 设计效果心理评价与设计方案评价，虽然同为评价，却出现在设计过程的不同 时期。设计方案评价是在产品进入成型建模、批量生产前的评价行为，目的是寻找 1 3 设计方案评价数理分析研究与方法制定 最满意最适合的设计方案进行生产发行；而设计效果评价则出现在产品或服务发行 一段时间后的消费者满意度调查，目的是寻找产品的不足进行改进，从而提升整个 产品和服务的消费者满意度。 尽管如此，设计效果心理评价的评价方法、评价的问卷设计、问卷的收集方式 以及统计方式都是值得设计方案评价学习和借鉴的。 设计效果心理评价的定性研究和定量研究比较心门定性研究是与定量研究相对 而言的，它是对不能量化的现象系统化理性认识的研究。其方法依据是科学的观点、 逻辑判断及推论，其结论是对事物的本质、趋势及规律的性质方面的认识。 表2 1 定性分析与定量分析比较表 从定性分析与定量分析的对比表中可以看出，定量研究是要寻求数据定量表示 的方法，并要采用统计分析的形式。定性研究常常用于解释由定量分析所得的结果， 在评价研究中，通常将定量研究与定性研究相结合，受到更准确、全面、细致的评 价结果。 设计效果心理评价的定量分析方法 问卷法问卷法就是事先拟定出所要了解的问题，列出问卷，交由受测者回答。 通过对答案的分析和统计研究得出相应结论的方法陋引。这种方法在我们平时的市场 调查中用得尤为多，是研究消费心理常用的方法之一。 问卷法的实施过程： 编制问卷。设计一份问卷要符合严格的科学要求，首先要确定研究的目的， 明确所要测量的变量有哪一些，这些变量的行为表现是什么。在此基础上才能编制 出科学严谨的问卷来。 预测问卷。为了保证问卷的质量、信度、效度，问卷往往需要进行一轮或几 轮测试。同一问卷对同一组受测者实测两次，前后两次测量的结果越接近，其稳定 性便越高，信度也越好，问卷系统误差的影响也越小，效度也便越高。 虽然问卷法手诸多客观因素的妨碍，如受测者文化水平的限制，问卷作答不够 诚实的限制等等，但是问卷法中同一张问卷可以测试众多的消费者，因而可以在短 1 4 硕士学位论文 时间内