AHP在成熟期產品創新設計中的應用研究

（湖北工業大學 430068）

一、理論綜述

1.層次分析法

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）由美國運籌學家Satty提出1，作為一種系統化的，結合定性和定量的科學分析方法，可以利用較少的定量信息使決策的思維過程數學化，在深入研究復雜決策問題的本質、影響因素及其內在關系的基礎上，為多目標、多準則的復雜決策問題提供快速、簡化的決策方法。

2.層次分析法在產品設計中的作用

在成熟期產品的創新設計過程中，快速、準確的獲取創新設計的關鍵點對提升創新效率至關重要。由于成熟期產品在創新設計過程中，會受到眾多適用標準、用戶個人偏好等主觀因素的影響2，給產品創新設計前期的重要設計因素定位造成不便。而利用層次分析法，研究者可以突破產品創新前期存在的不確定性和主觀性問題，使其準確認識到產品創新設計過程中的相對重要部分。

二、基于層次分析法的設計流程

1.確定產品研究對象。

2.確定符合用戶需求的產品設計要素。研究者可以通過問卷調查、訪談、文獻收集等方法廣泛獲取用戶對目標產品的需求期待、體驗感受等，作為后期創新設計的要素選擇考慮因素。

3.建立產品設計要素指標層次結構，獲取兒童推車設計要素的重要度排序。具體研究流程見圖1。

圖1 基于層次分析法的設計流程

三、研究實例

1.研究對象的確定與設計要素分析

兒童推車經過多年發展，產品基本結構和制造技術已成熟定型3。現階段兒童推車種類較多，但這些產品在功能、造型上大都相似或雷同，設計前期的用戶需求挖掘不足，后期產出又沒有突出的創新和特點，從而影響兒童推車的生存發展。因此本文以兒童推車為對象，運用文本分析方法抓取線上銷售平臺“一號店”中的兒童推車商店的用戶評論，獲取與用戶需求期待有關的描述，并進行歸納整合，最終獲得9個頻率較高的主要兒童推車用戶需求因素，分別為情感滿足、外觀造型、功能優化、材料特性、結構特征、安全保障、操作體驗、舒適體驗、工藝技術。

2.兒童推車造型設計目標排序

（1）構建評價指標的層次模型

結合文本分析結果和現有產品調研結果，整理歸納確定了符合用戶需求的兒童推車設計要素有9個，以此為基礎，構建由目標層、因素層和類目層組成的層次模型，并以首字母Y進行標注，如圖2所示。

圖2 兒童推車主要設計要素層次模型

（2）構建判斷矩陣

為了避免各指標的量化判斷出現隨意性，邀請3名專業設計師對兒童推車各設計要素重要程度進行打分，以9級比例標尺表示各指標間的重要程度，1-9比例標度量化表見表1，據此得出相關的因素層判斷矩陣，限于篇幅，文中只列舉一位專家的判斷矩陣，如表2所示。

表1 判斷矩陣等級量化表

表2 專家一的打分矩陣

（3）因素層一致性檢驗

為證明構造出的判斷矩陣可以被接受，引入隨機一致性比率對判斷矩陣的一致性指標進行檢驗，檢驗公式為：

在層次分析法軟件中可以得出各判斷矩陣中的最大特征值λmах=10.0651，由平均隨機一致性指標表可知，當n=9時，平均一致性指標RI=1.46，根據公式得出隨機一致性比率CR為0.0912，當CR〈0.1時，表明判斷矩陣滿足一致性，可以被接受。

（1）歸一化矩陣A中的元素，歸一化公式為：

（2）將歸一化后的矩陣同一行數據相加，除以階數n可以得到各因素的權重，見表3。

（3）計算最大特征根

表3 歸一化計算表

（4）因素層權重排序

將歸一化后的矩陣的同一行相加，再將相加的向量除以9，可以得到各個因素的權重值，如表4所示。

表4 各因素權重值

根據因素層的權重值，對兒童推車創新設計要素進行重要度排序，選取排在前三的結果：為功能擴展〉情感滿足〉操作使用。

綜合上述評分結果，兒童推車應首先考慮從功能優化出發進行創新設計，其次是用戶的情感滿足、操作體驗等。

四、結論

以兒童推車為研究對象，用戶需求為側重點，用層次分析方法建立推車創新設計的要素權重模型。通過判斷矩陣對設計要素進行權重分析，運用一致性檢驗對權重結果進行了檢驗，驗證了層次分析方法在產品設計要素重要度選擇上的可行性和有效性。

注釋：

1.荊洪英，張利，聞邦椿.基于層次分析法的產品設計質量權重分配[J].東北大學學報（自然科學版），2009，30（05）：712-715.

2.宋云.基于層次分析法在產品設計中的可行性分析[J].工業設計，2011（12）：102+104.

3.鄒臘年.產品成熟期的特點及設計策略[J].武漢理工大學學報（信息與管理工程版），2004（02）：185-187.