基于層次分析法的汽車座椅設(shè)計要素模糊綜合評價研究

車婉寧

關(guān)鍵詞：層次分析法;汽車座椅設(shè)計;模糊綜合評價

在科學(xué)技術(shù)與生活品質(zhì)逐漸提高的當(dāng)今社會，越來越多的用戶開始關(guān)注汽車內(nèi)飾的細(xì)節(jié)設(shè)計與品質(zhì)。汽車座椅的設(shè)計、開發(fā)與生產(chǎn)都是一項漫長又復(fù)雜的事情。汽車座椅作為汽車內(nèi)飾的核心部分，主要用于連接其它附件和對乘坐人員的身體提供支撐。其中部件中發(fā)泡的作用是以支撐、減震和緩沖為主，通過柔軟的彈性給駕駛員及乘客提供良好的舒適性;面套是座椅最直接體現(xiàn)風(fēng)格的一種附件，不同式樣的面套可以體現(xiàn)座椅不同的風(fēng)格特點;頭枕是為了防止或減輕駕駛員及乘客與車體的沖擊，調(diào)節(jié)裝置則是考慮不同駕駛員及乘客之間的特異性。汽車座椅的安全性、舒適性和美觀性，是汽車設(shè)計中不容忽視的因素，但是較少有學(xué)者對汽車座椅的設(shè)計進(jìn)行深入分析和科學(xué)的評價，因此，本文將層次分析法和模糊綜合評價法相結(jié)合的研究方法對汽車座椅的設(shè)計進(jìn)行設(shè)計評價研究。以三種汽車座椅設(shè)計為評價對象對其進(jìn)行研究分析，得出整體研究流程，為汽車座椅設(shè)計提供參考依據(jù)。

1層次分析法概述

層次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是一種定性和定量相結(jié)合的、系統(tǒng)化的、層次化的分析方法，根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解為不同的組成因素，并按照因素間的相互關(guān)聯(lián)影響以及隸屬關(guān)系將因素按不同層次聚集組合，將決策的目標(biāo)、考慮的因素（決策準(zhǔn)則）和決策對象按之間的相互關(guān)系分為最高層、中間層和最低層，繪出層次結(jié)構(gòu)圖，形成一個多層次的分析結(jié)構(gòu)模型，從而最終使問題歸結(jié)為最低層（供決策的方案、措施等）相對于最高層（總目標(biāo)）的相對重要權(quán)值的確定或相對優(yōu)劣次序的排定。

運用層次分析法構(gòu)造系統(tǒng)模型時，大體可以分為以下四個步驟：（1）建立層次結(jié)構(gòu)模型;（2）構(gòu)造判斷（成對比較）矩陣;（3）層次單排序及其一致性檢驗;（4）層次總排序及其一致性檢驗。

2汽車座椅設(shè)計要素分析

2.1安全性

安全性是任何產(chǎn)品設(shè)計與使用的首要因素，也是一款成功的汽車座椅設(shè)計必須做到的設(shè)計要素。安全性在不同的領(lǐng)域、不同的行業(yè)中有著不同的定義和評價體系，在汽車座椅設(shè)計中，汽車座椅的安全性高低與材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)可靠性和工藝的質(zhì)量控制有關(guān)，對此國家有明確規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，在符合標(biāo)準(zhǔn)的同時，應(yīng)該盡力去提高各項標(biāo)準(zhǔn)，以給予駕駛員和乘客更高的安全保障。

2.2舒適性

汽車座椅的舒適性主要受人機(jī)工程學(xué)因素和空間位置設(shè)計的影響。合格的汽車座椅設(shè)計應(yīng)滿足絕大多數(shù)人的需求，空間位置設(shè)計對于駕駛員及乘客的舒適度也有很大影響，要保證座椅的舒適度，對于內(nèi)室空間要進(jìn)行合理的規(guī)劃。

2.3美觀性

汽車座椅設(shè)計中，美觀性要素就是為了滿足用戶的審美需求和個性化需求。影響座椅美觀性的因素主要是造型、色彩和面料三個方面。市面常見的汽車座椅造型設(shè)計主要有一體式和分體式兩種，不同風(fēng)格的座椅有著不同的分塊設(shè)計，最常見的分塊設(shè)計是使用簡單的橫豎線條進(jìn)行分塊的區(qū)分。色彩是根據(jù)汽車座椅的造型風(fēng)格匹配，淺色系優(yōu)雅奢華;煙灰、深棕、巧克力色低調(diào);紅色、橙色奔放熱情。汽車座椅一般以一種顏色為主調(diào)，小范圍處輔以其他顏色，使設(shè)計更加活潑靈動，鮮活而不致沉悶。汽車座椅常用面料為織物或者皮革，這兩種面料各有其特點。織物的外觀、花型和結(jié)構(gòu)較為豐富，具有耐磨透氣的特點;皮革外觀細(xì)膩、自然、有高級感，手感柔軟舒適，穩(wěn)定性更強(qiáng)。

3基于層次分析法的汽車座倚設(shè)計要素模糊綜合評價流程

3.1分析汽車座椅設(shè)計層次模型

在汽車座椅設(shè)計評價中，要使用層次分析法來構(gòu)建判斷矩陣，然后確定各要素權(quán)重，最后使用模糊綜合評價對于不同的設(shè)計方案進(jìn)行設(shè)計評價，最后獲得最佳的設(shè)計方案。（1）目標(biāo)層。目標(biāo)層里只有一個要素，就是最佳設(shè)計方案。（2）準(zhǔn)則層。對于汽車座椅設(shè)計，安全性、舒適性、美觀性三個要素缺一不可。（3）子準(zhǔn)則層。根據(jù)Saaty所提出的層級構(gòu)造方法，將準(zhǔn)則層細(xì)分成子準(zhǔn)則層。準(zhǔn)則層中最重要的因素為安全性，任何事物的設(shè)計與使用都是要在保證安全性的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，材料、結(jié)構(gòu)、工藝等方面都可以影響產(chǎn)品的安全性能。在保證安全性的同時要兼顧舒適性，舒適性主要考慮人機(jī)工程學(xué)需求以及空間位置設(shè)計。滿足以上兩個方面后，還應(yīng)考慮產(chǎn)品的美觀性，如造型、色彩和面料。

3.2構(gòu)建判斷矩陣與確定權(quán)重

構(gòu)建判斷矩陣是層次分析法中的重要組成部分。采用相對尺度能夠提高評價準(zhǔn)確度。目標(biāo)層要素O與下一層次C中的要素C1、C2，…，C3相關(guān)聯(lián)，判斷矩陣是該層所有因素與上一層某個因素相對重要性的比較。目標(biāo)層代表了最佳設(shè)計方案，用字母A表示;準(zhǔn)則層的三個要素分別為安全性、舒適性和美觀性，用B1，B2。，B3表示。在子準(zhǔn)則層中，材質(zhì)強(qiáng)度為B11。結(jié)構(gòu)可靠性為B12工藝的質(zhì)量控制為B13;人機(jī)工程學(xué)需求為B21，空間位置設(shè)計為B22;造型為B31，色彩為B32，面料為B33。將選取20名有相關(guān)經(jīng)驗的用戶對影響汽車座椅設(shè)計的要素進(jìn)行評定打分，構(gòu)建各層次的判斷矩陣，然后再將判斷矩陣的權(quán)重向量求解，計算得出，致性檢驗。通過一致性比CR的數(shù)值判斷是否通過一致性檢驗，計驗則不通過，需重新計算數(shù)值。由計算結(jié)果可知各要素的一致比均小于0.t，因此，上述四個判斷矩陣一致性檢驗均通過。再對子準(zhǔn)則層的8個要素的權(quán)重值合成，得出總體排序，如表1所示。

4實例分析

4.1評價對象

根據(jù)計算得到的各要素的權(quán)重值以及最后的排序結(jié)果三個不同風(fēng)格的設(shè)計方案進(jìn)行模糊綜合評價。如圖1所示。

4.2模糊綜合評價

具體評估過程如下：

1）建立起5個專家要評價的指標(biāo)集合。使用a={b1，b2，b3）來表示，分別表示準(zhǔn)則層中的美觀性、可用性和美觀易用性，建立評價要素的子集為

2）確定評價等級和對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。確定評語集為（很好，好，一般，差），給評語集各個等級賦值，賦值后評語向量β=（90 80 60 50）。規(guī)定評價90分以上的為很好，90～80分之間為好，80～60分之間為一般，60分以下為差。

3）構(gòu)建子準(zhǔn)則層對于三個方案的模糊評價矩陣。以第一個方案為例，首先讓5名專家對方案一的子準(zhǔn)則層里的9個要素進(jìn)行打分，然后根據(jù)設(shè)計要素相對于評語等級的隸屬度構(gòu)建子準(zhǔn)則層對方案一的模糊評價矩陣。使用R1，R2，R3分別表示安全性、舒適性和美觀性的子準(zhǔn)則層對方案一的模糊綜合評價矩陣，計算結(jié)果如下：

由上述評價結(jié)果可知，方案二的評價結(jié)果最高，所以方案二的設(shè)計為三種方案中的最佳方案。

5結(jié)語

本文運用層次分析法與模糊綜合評價相結(jié)合的方法研究了汽車座椅設(shè)計的評價方法流程。建立了層次分析模型，構(gòu)建了判斷矩陣并計算出準(zhǔn)則層和子準(zhǔn)則層里包含的要素的相對權(quán)重，最后通過模糊綜合評價的方法對三種風(fēng)格類型的汽車座椅進(jìn)行評價，得出相對來說最佳的方案設(shè)計，為汽車座椅設(shè)計和研究提供參考。但這三種方案的模糊綜合評價部分仍然受主觀因素的影響，有待于今后進(jìn)一步研究改善。