模糊综合评价方法在手机评价中的应用

模糊综合评价方法在手机评价中的应用

自r.a.zachh教授创立以来，模糊数学在理论和实践应用两个方面取得了巨大成功。它不仅消除了人们的疑虑，而且在科学领域中占据了自己的地位。现代科学发展的总趋势是,从进行以分析为主对确定性现象的研究,发展到进行以综合为主对不确定现象的研究.自然科学和社会科学之间,相互渗透的趋势日益加强,原来截然分明的学科界限一个个被打破,边缘学科大量涌现出来.随着科学技术的综合化、整体化发展,边缘不分明的对象,亦即模糊性对象正以多种多样的形式普遍的、经常的出现在科学的前沿.目前在产品设计评价方面,虽然计算机已介入处理过程,以帮助改善产品设计的综合质量,增强产品竞争力,但实际应用中计算机的作用仍停留在统计、汇总等数据处理程度,更为普遍的工业设计知识并没有真正融贯到系统中,实际评判的主要工作仍由专家人工完成,评价结果受经验和直觉影响,不够准确、客观.针对产品评价问题的不确定、模糊的特点,模糊数学曾提出了一些有价值的建模思路,但距离在计算机系统中的量化表示及软件系统实现仍有相当差距.考虑到专家系统(ES)可将领域知识与具体处理过程分离,能方便地使用不确定推理、模糊处理等方法的优点.本文中从ID知识分类分析、形式美学原则的量化着手,将以人为本的人性化设计思想和ID领域知识通过模糊理论、专家系统等工具融汇贯通到评价系统的计算机实现中,建立了一种充分融合工业设计知识的模糊评价系统.这在实现手机产品造型系统的实时评价及设计反馈、系统环境配置的优化设计,以及ID知识应用及推广上具有重要的现实意义.1.产品功能的创造性行为产品造型设计是以人为设计中心,满足人的需求,适应生态环境要求,完成产品功能的创造性行为.一件好的产品必定是融合科技与人文精髓,应满足“功能性”、“经济性”、“美观性”、“创造性”、“时尚性”和“人、机、环境协调性”等方面的要求.1.1造型质量评定产品应具有先进和完善的使用功能,这是造型设计要达到的基本的要求.造型质量评定应以实现功能目的为中心,使产品性能稳定可靠、技术先进,能体现产品的功能美.1.2功能价值分析经济性一方面表现为产品在制造过程中使用最少的财力、物力、人力和时间,且易于维护;另一方面表现为将产品通过市场变为商品,能获得较高的商业利润,得到最大的经济效益.一般来说,产品的功能价值及其经济性是制约和衡量产品设计的综合性指标之一.要达到合理的经济性指标,就要进行功能价值分析,保证功能合理.1.3从时尚的角度探索工业产品设计的规律工业产品进入市场就成为商品.一种商品投放市场就意味着对另一类商品的“挑战”,而“挑战”能力的强弱,往往是通过时尚性来取胜的.所谓时尚的产品,是指在一定时间范围内易于被人们接受和喜爱的产品.因而要从时尚理论上探索工业产品设计的变化规律,为制定产品设计的计划、决策提供科学依据.1.4美学美观性是指在体现产品实用性、经济性的前提下,使产品具有完善、生动、和谐的艺术形象,满足时代的审美要求.1.5创造性思维方法与工业设计思维方式相结合在科学创造和艺术创作中,逻辑思维和形象思维是协同配合的,而且都需要灵感思维作为辅助.通常情况下,工程技术人员习惯于按逻辑思维的准确方法来认识问题和解决问题,不习惯于利用形象思维方法,使自已丰富的想像力被一些典型的约束条件所淹没.工业设计提倡在产品造型时应使思维方式多角度,形态创新多样化,从而能在一定程度上为工程技术人员的创造性思维提供有效的方法.1.6环境人参性评价系统环境对设计产品的影响包含微观和宏观2个层面.微观环境是产品的实际使用环境,主要包括光环境、声环境、振动环境、热环境以及人机系统安全等.系统主要划分安全性、宜人性2层.在满足系统安全性程度上进一步进行环境宜人性评价,构造相应的安全环境数据库、宜人环境数据库以组织评价知识,便成为这一层次评价的主要工作.宏观层次指从大的方面看产品所处的特定时空.相对而言,微观环境对产品的影响是显性的,而宏观层次是隐性的.2综合评价方法的实现模糊综合评价的基本思想是利用模糊线形变换原理和最大隶属度原理,考虑与被评价事物相关的各个因素,对其作出合理的综合评价,具体步骤如下.2.1称谓因素集.设与被评价事物相关的因素有m个,记作:U={u1,u2,u3,…,um},称之为因素集.又设所有可能出现的评语有n个,记作:V={v1,v2,v3,…,vn},称之为评语集.2.2单因素评价集及评价模糊首先,对因素集U中的单因素ui(i=1,2,3,…,m)作单因素评价,从因素ui确定该事物对评语vj(j=1,2,3,…,n)的隶属度rij,从而得出第i因素ui的单因素评价集:ri=(ri1,ri2,ri3,…,rin),这是评语集V上的模糊子集,也就是说,给出一个模糊映射f:U→F(V),ui→f(ui),其中:f(ui)=ri=(ri1,ri2,ri3,…,rin)为关于因素ui的评价模糊向量;rij为关于因素ui具有评语vi的程度.2.3s1nr21,s12,s11,s12,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,把这m个因素评价集作为行即得一个总的评价矩阵:R=[r11,r12,⋯,,r1nr21,r22,⋯,,r2n⋮⋮⋮⋮rm1,rm2,⋯,,rmn]R=⎡⎣⎢⎢⎢⎢r11,r21,⋮rm1,r12,r22,⋮rm2,⋯,⋯,⋮⋯,,r1n,r2n⋮,rmn⎤⎦⎥⎥⎥⎥2.4dephi法专家绩效评价法由于各个因素对事物的影响不尽相同,有些大,而有些则小些,因此,在进行综合评价时,必须给出各个因素在总评价中的重要程度,即在因素论域U上给出一个模糊子集:A=(a1,a2,…,am)在模糊综合评价中,因素重要程度模糊集A的确定有以下几种方法(依据产品和实际情况的不同可采用各自最合适的方法):2.4.1专家调查法专家调查方法是把评价问题中或决策问题中所要考虑的各因素,由调查人事先制定表格,然后根据研究问题的具体内容,在本专业内聘阅历高、专业知识丰富并有实际经验的专家就各个因素的重要程度发表意见,填写调查表,最后由调查人汇总,计算出因素的重要程度系数.此方法简单,直观,易于掌握,可广泛用于企业评估、经济预测与决策、工程技术评价等等.2.4.2Dephi法(专家评议法)Delphi法是利用专家集体智慧来确定各因素在评价问题或决策问题中的次要程度系数ai(i=1,2,3,…,m)的有效方法之一.本文中将采用这种方法对具体的产品进行评价.该方法具体步骤如下:1)确定各个因素ui的重要性序列值.邀请专家根据个人经验和见解,划定各个因素ui的重要性序列值ei,这里ei∈{1,2,3,…,m}是这样确定的:对最主要的因素,取ei=m;对最重要的因素,取ei=1.将第K个专家就因素ui所给定的因素ui所给定的因素重要性序值记为ei(K).由每个专家提供一份各个因素ui的ei值评定表,见表1.2)编制优先得分表.根据专家们所提供的因素重要性序列值ei进行如下统计:当ej(k)ei(k)>1时,记作Aij(K)=1;当ej(k)ei(k)<1时,记作Aij(K)=0;设参加评价的专家有n位,将所有参加评议的专家的Aij(K)值累加起来,即Aij=n∑k=1Aij(k)‚i,j=1,2,3,⋯,m由此得m×m个统计值Aij组成下列优先得分表,如表2.3)求∑Aij值.将表2中各行中的Aij值累加起来得:∑Ai=m∑j=1Aij,i=1,2,3,⋯,m令∑Amax=max{∑A1,∑A2,…,∑Am}∑Amin=min{∑A1,∑A2,…,∑Am}则与∑Amax相对应的因素的重要程度最高,而与∑Amin相对应的因素的重要程度同其他因素相比是最低的.4)计算级差d.令amax=1,amin=0.1,则d=∑Amax-∑Aminamax-amin.5)计算因素重要程度系数ai.ai可由下列2个公式之一计算:ai=∑Ai-∑Amind+0.1(i=1,2,3,⋯,m)或ai=1-∑Amax-∑Aid(i=1,2,3,⋯,m)由此可得出所需要的因素重要程度模糊集.2.5确定综合评价模型，求解模糊综合评价集求出一级模糊评价集B=A×R=(b1b2…bn).2.6每个评论组vj给出相应的等级参数，并将每个评论级别vj分配给评估集得参数列向量为C=(c1,c2,…,cn)T.2.7jjp的数值描述利用向量的内积运算得出等级参数评判结果为B⋅C=n∑j=1Bj⋅Cj=ΡP为实数,其数值反映了由等级模糊子集B和等级参数向量C所带来的综合信息,是一个很有用的综合参数,它就是所要求的最佳评价结果.3模糊综合评判以NOKIA3230手机为例,依据消费者对使用手机的一般感受,确定评价的因素集和评语集分别为:因素集:U={功能性(u1),经济性(u2),美观性(u3),创造性(u4),时尚性(u5),协调性(u6)}评语集:V={很喜欢(v1),喜欢(v2),一般(v3),不喜欢(v4)}1)进行一级模糊综合评判.通过市场调查进行单因素评价.对400人的潜在客户进行调查,对于该手机的功能性,很喜欢的人数占37.5%,喜欢的占45%.一般的占12.5%,不喜欢的占5%,则得到单因素评价集为f(u1),其他单因素以此类推.2)将各个单因素评价集综合成模糊综合评判矩阵为:R=[0.3750.4500.1250.0500.1250.0500.2750.1000.1750.4750.3000.1000.3000.3500.2500.1000.0750.2750.3500.300]3)确定因素重要程度模糊集.若将消费者分为男生和女生,分别确定他们对各因素的偏好.采用Delphi(专家评议法)各选男生10人、女生10人进行评定,最终得到:Aman=(0.629,0.364,0.841,0.1,1,0.524)Awoman=(1,0.4,1,0.1,0.3,0.8)4)按“主因素突出模型”计算,得出各自的模糊综合评价集为Bman=(0.3,0.42,0.25,0.16)Bwoman=(0.375,0.5,0.28,0.1,0.24)然后进行归一化处理,得Bwan=(0.27,0.37,0.22,0.14)Bwoman=(0.27,0.36,0.20,0.17)5)给“很喜欢”打1分,“喜欢”打0.8分,“一般”打0.5分,而“不喜欢”打0分,则得到等级参数列向量为:C=(1.0,0.8,0.5,0)T6)利用向量的内积计算男生和女生最后的总分分别为:Pman=0.27×1.0+0.37×0.80+0.22×0.50+0.14×0=0.676Pwoman=0.27×1.0+0.36×0.80+0.20×0.50+0.17×0=0.658由此可见,该手机(NOKIA3230)在男生中的受欢迎程度为Pman=0.676,0.5<Pman<0.8,趋于“喜欢”和“一般”之间.而女Pwoman=0.658,0.5<Pwoman<0.8,也