基于熵權(quán)模糊評價的老年洗浴椅造型設(shè)計偏好研究

晉詩寧1.2，門德來2.3

(1.福建工程學(xué)院設(shè)計學(xué)院·海峽工學(xué)院，福建福州 350118；2.澳門城市大學(xué)設(shè)計創(chuàng)新學(xué)院，澳門 999078；3.華南理工大學(xué)設(shè)計學(xué)院，廣東廣州 510641）

隨著我國老齡人口持續(xù)增加，現(xiàn)全面實施積極應(yīng)對人口老齡化的國家戰(zhàn)略。第七次人口普查統(tǒng)計結(jié)果顯示，我國60歲及以上人口占比達(dá)18.70%[1]，經(jīng)專家學(xué)者預(yù)測“十四五”時期，我國60周歲及以上人口將超過3億，占總?cè)丝诒壤龑⒊^20%，標(biāo)志我國即將進(jìn)入“中度老齡化”社會。2022年2月頒布的《“十四五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老服務(wù)體系規(guī)劃》明確老齡主要目標(biāo)和工作任務(wù)，其中發(fā)展壯大老年用品產(chǎn)業(yè)、推進(jìn)公共環(huán)境無障礙和適老化改造的工作內(nèi)容被廣泛關(guān)注。目前，我國老年的養(yǎng)老模式仍以居家養(yǎng)老為主流，無障礙居家設(shè)施與輔具設(shè)計成為一項重要議題。

如今，我國老年居家設(shè)施與輔具設(shè)計研究主要集中在功能需求、行為分析以及設(shè)計方法等方面，如李然等人根據(jù)失能老人洗浴特征推導(dǎo)出洗浴椅的功能需求，并應(yīng)用于設(shè)計方案中[2]，王宏磊等人通過分析自理型老人生理、心理與行為方式，提出適老化臥室家具設(shè)計原則[3]，楊靜提出KANO—TRIZ創(chuàng)新設(shè)計方法模型，并以洗澡椅為例檢驗方法的可行性[4]。整體而言，在老年居家輔具造型設(shè)計偏好的綜合評價方面研究較少，綜合評價方法是將對多個指標(biāo)進(jìn)行比較系統(tǒng)的、規(guī)范的評價方法[5]，另一方面，由于設(shè)計者往往不是老年人，對老年人使用偏好缺乏客觀認(rèn)識且在居家設(shè)施的造型設(shè)計上存在一定的模糊性。因此，運用定量的綜合評價方式對老年居家輔具造型設(shè)計進(jìn)行研究是必不可少的。

1 老年洗浴椅設(shè)計特征與需求

因我國老年人口比例持續(xù)增長，老年人對于生活輔具的使用需求也隨之增加。根據(jù)老人的生理老化水平可將其分為自理型、介助型和失能型[6]，大部分老人的機(jī)能逐漸退化，對于站著洗浴會出現(xiàn)清洗不干凈、體力不支、疲勞甚至跌倒等常見現(xiàn)象，這會對老人的健康造成極大的風(fēng)險隱患。同時，由于介助型老人需要通過借助輔具進(jìn)行日常生活[7]，使用洗浴椅能避免長時間站立所產(chǎn)生的暈眩、疲勞、跌倒，有效地減輕介助型老人體力消耗，增強(qiáng)洗浴行為的安全性[8]。由此看出，介助型老人對洗浴椅的使用需求最高，洗浴椅本身與其他洗浴設(shè)施相比，其優(yōu)勢具有功能單一、結(jié)構(gòu)簡單、定價較低、占地面積小等特點，在居家環(huán)境中使用更為適合。

目前，市面上的洗浴椅主要分為壁掛式和移動式兩種類型，洗浴椅整體造型設(shè)計模塊主要由靠背、扶手、椅面、椅腿構(gòu)成，靠背用于減輕老人洗浴疲勞感，扶手用于輔助老人起身與移動抓握，椅面和椅腿起到支撐與固定位置的作用，各個造型模塊均采用防滑材質(zhì)?；诖耍狙芯棵嫦蚪橹屠先?，解析現(xiàn)有洗浴椅的造型設(shè)計模塊，以幫助設(shè)計師準(zhǔn)確把握介助型老人及相關(guān)照護(hù)者對洗浴椅造型設(shè)計的使用偏好。

2 熵權(quán)模糊評價法

模糊評價法基本思想是在保留層次分析法的研究流程和結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上，引入模糊數(shù)學(xué)原理，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價[9]。由于用戶對洗浴椅造型設(shè)計存在個人偏好，使得洗浴椅造型設(shè)計具有一定的模糊性與不確定性。運用模糊評價方法可以充分量化洗浴椅造型設(shè)計因素，但單從模糊數(shù)學(xué)方法確定指標(biāo)因素權(quán)重存在一定的主觀性，因為專家學(xué)者會從自己經(jīng)驗與認(rèn)知角度進(jìn)行評斷，導(dǎo)致最終結(jié)果容易產(chǎn)生偏差。同時，熵權(quán)法作為一種客觀賦權(quán)的方法，其原理是根據(jù)信息熵度是度量信息的不確定性，某個評價指標(biāo)的信息熵越小,表明指標(biāo)值的變異程度越大,提供的信息量越大,在綜合評價中所起到作用也越大,即指標(biāo)權(quán)重越大[10]。為此，本研究采用熵權(quán)模糊綜合評價對老年洗浴椅造型設(shè)計進(jìn)行偏好識別，圍繞洗浴椅的造型設(shè)計模塊，分別運用模糊數(shù)學(xué)原理確定評價樣本集、評語集、隸屬函數(shù)，運用熵權(quán)法客觀地計算各造型模塊的權(quán)重值，有利于增強(qiáng)權(quán)重值的可信度以及評價結(jié)果的可靠性。

建立熵權(quán)模糊評價的數(shù)學(xué)模型分為6個計算步驟，如下：

（1）確定被評價對象的指標(biāo)域

（2）確定評語域;

（3）在被評價對象的指標(biāo)域X與評語等級V之間進(jìn)行某級指標(biāo)評價建立模糊關(guān)系矩陣U即

（4）利用熵權(quán)法確定評價因素的權(quán)重，熵權(quán)是反映在評估中的相對重要性，處理各指標(biāo)數(shù)據(jù)成正向指標(biāo)，取值在0-1，再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用熵權(quán)公式計算某級指標(biāo)權(quán)重，計算公式為

（6）模糊綜合評價，由各評價指標(biāo)的隸屬度矩陣和綜合權(quán)向量，可對老年洗浴椅造型設(shè)計得到模糊綜合評價矩陣，采用公式為

式中：B為綜合隸屬度；A為洗浴椅模塊層指標(biāo)權(quán)重集；R為洗浴椅造型評價指標(biāo)與評價等級之間的隸屬度矩陣。

3 老年洗浴椅造型設(shè)計案例應(yīng)用評價

3.1 老年洗浴椅造型設(shè)計指標(biāo)模型構(gòu)建

通過查閱文獻(xiàn)[11-12]與專家訪談相結(jié)合的形式，采用解構(gòu)洗浴椅造型部件模塊的形式構(gòu)建出設(shè)計評價指標(biāo)模型，如圖1所示。第一層老年洗浴椅造型設(shè)計為目標(biāo)層，第二層洗浴椅設(shè)計的4個造型部件為設(shè)計模塊層，第三層基于上層對應(yīng)的具體形態(tài)為樣本層。采用立意抽樣的方式，對線上各大電商平臺以及線下實體輔具進(jìn)行市場調(diào)研，共收集整理出30款洗浴椅樣本并將其分為3組，每組洗浴椅樣本均要分解出靠背、扶手、椅面、椅腿4個模塊，通過小組討論形式，最終確定洗浴椅樣本層的具體類目指標(biāo)（表1）。

圖1 老年洗浴椅造型設(shè)計層次指標(biāo)模型

表1 老年洗浴椅造型設(shè)計各級指標(biāo)層

在靠背模塊樣本層的類目指標(biāo)包含：XA1為表面有肌理的橢圓有弧度形靠背、XA2為表面光滑的方形無弧度形靠背；XA3為表面有肌理的三角圓弧形靠背；在扶手模塊樣本層的類目指標(biāo)包含：XB1為可抬起的尖嘴形扶手、XB2為可拆分的圓環(huán)形扶手、XB3為固定式的鏤空橢圓型扶手；在椅面模塊樣本層的類目指標(biāo)包含：XC1為趨向圓形的無孔椅面、XC2為四方形的有孔椅面、XC3為U型的有孔椅面；椅腿模塊樣本層的類目指標(biāo)包含：XD1為可旋轉(zhuǎn)與高度調(diào)節(jié)的圓柱式椅腿、XD2為可調(diào)節(jié)高度的吸盤式椅腿、XD3為可調(diào)節(jié)高度與折疊的馬蹄式椅腿。此外，大部分洗浴椅造型的色彩以白色搭配紅色、藍(lán)色、橙色等飽和度較高的色彩為主，尤其表現(xiàn)在洗浴椅造型與老年用戶身體接觸的部分，如靠背面、扶手面、椅面。老年洗浴椅的材質(zhì)方面以塑料和金屬為主，金屬多數(shù)應(yīng)用于洗浴椅結(jié)構(gòu)的支撐，如椅腿、造型模塊的固定件等，塑料應(yīng)用相對廣泛，可用于洗浴椅造型各部件模塊之中。

3.2 二級標(biāo)建立老年洗浴椅造型設(shè)計指標(biāo)隸屬度矩陣

老年洗浴椅造型設(shè)計指標(biāo)隸屬度矩陣數(shù)據(jù)來源于專家與用戶兩個部分，模塊層指標(biāo)隸屬度由專家評分，樣本層指標(biāo)隸屬度由介助型老年用戶評分。首先，邀請4位家具設(shè)計、輔具設(shè)計方面的從業(yè)人員與學(xué)者，通過專業(yè)角度對洗浴椅造型4個模塊層指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行評分，接著，邀請6名具有洗浴椅使用經(jīng)驗的介助型老年用戶，這6名介助型老人的意識、理解力、語言表達(dá)均較為清晰，調(diào)研人員通過圖片展示與解答相結(jié)合的形式讓介助型老人完成洗浴椅造型樣本層的評分。

將老年洗浴椅造型設(shè)計評價等級劃分為5個等級，即評價集選定5個偏好評判等級：并對評語集各元素賦值，表示非常好，分值是(100-80)；表示較好，分值是（80-60）；表示好，分值是（60-40）；表示一般，分值是（40-20）；表示不好，分值是（20-0）。通過式（1）與得到老年洗浴椅造型設(shè)計各指標(biāo)隸屬度矩陣并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用式（2）計算得到各指標(biāo)相對權(quán)重向量（表2）。

表2 洗浴椅造型設(shè)計各指標(biāo)權(quán)重

3.3 老年洗浴椅造型設(shè)計方案評價

根據(jù)表2顯示的老年洗浴椅造型設(shè)計指標(biāo)權(quán)重值，首先，在模塊層中各指標(biāo)權(quán)重值從高到低依次為：椅腿XD＞靠背XA＞扶手XB＞椅面XC；其次，在樣本層中靠背層各樣本權(quán)重值從高到低為XA3＞XA2＞XA1，椅面層各樣本權(quán)重值從高到底為XC3＞XC1＞XC2，椅腿層各樣本權(quán)重值從高到低為XD3＞XD1＞XD2，扶手樣本層中類目XB1和XB3權(quán)重值一樣高。由此得出，洗浴椅造型模塊中椅腿設(shè)計是最為關(guān)鍵的部件模塊，因為椅腿不僅是整個洗浴椅支撐穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的核心模塊，同時也是安全性的重要保障，對照相應(yīng)的樣本類目中XC3權(quán)重值最高，說明老年用戶對椅腿高度調(diào)節(jié)和折疊收納方面更為關(guān)注；在靠背模塊層中樣本類目XA3具有弧度與鏤空大提手，說明老年用戶關(guān)注靠背接觸面的弧度與提手大?。辉诜鍪謽颖緦又蓄惸縓B1和XB3反映老年用戶關(guān)注扶手面積與手掌接觸大小的關(guān)系；在椅面樣本層中類目XC3體現(xiàn)出老年用戶偏好U型椅板且有鏤空的小孔。

基于上述洗浴椅造型設(shè)計指標(biāo)權(quán)重分析展開設(shè)計實踐，提出一款老年洗浴椅造型設(shè)計方案。該款洗浴椅腿采用三檔高度調(diào)節(jié)，椅面為平板式的U型有孔造型便于清洗身體私密部位，扶手與整體部件組成框架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)可折疊的收納功能，該款洗浴椅整體造型較為簡易、穩(wěn)定。此外，該款洗浴椅在色彩設(shè)計方面，采用白色與橙色相搭配，橙色為暖色調(diào)，能帶給老人溫暖舒適的視覺感受，材質(zhì)運用塑料與金屬相結(jié)合，金屬材質(zhì)用于洗浴椅整體框架的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)洗浴椅的穩(wěn)定性與支撐力，塑料防滑橡膠材質(zhì)用于洗浴椅各部件與老年用戶接觸的部分，可讓老人在使用過程中感受到一定的觸覺舒適性與安全性（圖2）。

圖2 老年洗浴椅造型設(shè)計方案

接下來，對該款洗浴椅設(shè)計方案展開模糊評價。邀請20名老人相關(guān)照護(hù)者，因考慮到介助型老年身體機(jī)能明顯衰退，會對調(diào)研結(jié)果可能會產(chǎn)生一定偏差，另一方面，洗浴椅多數(shù)是老人的照護(hù)者們使用。因此，本次調(diào)研評價對象主要分為老人家屬與照護(hù)服務(wù)工作者，采用李克特五點量表制作評分表，把洗浴椅造型設(shè)計各指標(biāo)作為因素集，建立評語集V＝(非常好，較好，好，一般，不好)，各評語對應(yīng)評價分值等級為90，70，50，30，10。本次評價調(diào)研在某社區(qū)老年活動中心開展，通過現(xiàn)場展示與講解該款洗浴椅效果圖，讓評估者對具體造型指標(biāo)進(jìn)行評分,將回收的評分表整理匯總，根據(jù)式（3）與式（4）進(jìn)行模糊評價計算，分別得到RA評價矩陣代表模塊層中XA靠背各指標(biāo)的評價結(jié)果，RB評價矩陣代表模塊層中XB把手各指標(biāo)的評價結(jié)果，RC評價矩陣代表模塊層中XC座板各指標(biāo)的評價結(jié)果，RD評價矩陣代表模塊層中XD椅腿各指標(biāo)的評價結(jié)果，各個樣本層指標(biāo)評價結(jié)果如下所示：

根據(jù)表2計算得出的各子要素指標(biāo)權(quán)重，計算出模塊層四個指標(biāo)的評價權(quán)重向量，再構(gòu)建出老年洗浴椅造型設(shè)計模塊指標(biāo)的模糊綜合評價矩陣：

最終，計算結(jié)果為，結(jié)合評語集分值，計算老年洗浴椅造型設(shè)計模糊綜合評價得分：(0.311,0.214,0.246,0.221,0.008)×(90,70,50,30,10)=61.98。因此，該款老年洗浴椅造型設(shè)計評分在80-60之間，屬于“較好”等級，說明該款洗浴椅造型設(shè)計整體符合老年用戶的使用偏好，但距離“非常好”存在一定差距，結(jié)合之前洗浴椅設(shè)計方案調(diào)研評價的實際情況，根據(jù)部分老人及照護(hù)者提出洗浴椅增設(shè)放置花灑以及洗浴品的位置，便于介助型老人自行清潔身體，在后續(xù)洗浴椅設(shè)計方案可針對細(xì)化功能需求結(jié)合造型設(shè)計模塊做進(jìn)一步優(yōu)化與改進(jìn)。

4 結(jié)語

本文以面向老年用戶的洗浴椅造型設(shè)計偏好為研究目標(biāo)，首先，通過收集市場銷售量較高的洗浴椅，劃分出洗浴椅造型設(shè)計組成的4個模塊為靠背、扶手、椅面、椅腿及其樣本特征，建立老年洗浴椅造型設(shè)計的評價指標(biāo)。接著，運用熵值模糊評價方法，實現(xiàn)專家與用戶相結(jié)合的評判方式，模塊層指標(biāo)權(quán)重值由專家評價產(chǎn)生，樣本層指標(biāo)權(quán)重值由介助型老年用戶評價產(chǎn)生，更為客觀地確定各個指標(biāo)權(quán)重值，并通過洗浴椅造型設(shè)計實踐進(jìn)行驗證。最后，根據(jù)模糊評價法得出老年洗浴椅造型設(shè)計方案評價結(jié)果為較好，但距離非常好等級仍存在一定差距。由此，驗證熵權(quán)模糊綜合評價法在老年洗浴椅造型設(shè)計應(yīng)用的可靠性，其評價結(jié)果具有一定的實際應(yīng)用價值，可推廣于老年相關(guān)洗浴輔具造型設(shè)計評價。