AHP—TOPSIS法在文创产品设计方案优选中的应用研究

李奋强　何璐君

摘要：文创产品设计相对于其他产品设计，拥有不同的行为特质，为实现更好的文创产品设计方案优选决策。运用层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）构建了文创产品设计方案优选体系，并对4种文创产品设计方案进行实证评价以验证模型的可行性。通过该方法对各方案进行优选分析，能对文创产品设计优选方案有着比较全面，合理的评价。此方法为文创产品设计人员对产品设计优化改进，企业对上市产品优选提供了重要依据，为文创产品设计方案优选提供了一条切实可行的途径。

关键词：文创产品 设计方案优选 层次分析法 逼近理想解

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2018）05-0124-04

引言

在知识经济时代，文化创意和科技创新已成为经济增长的两大“引擎”，在产品设计中，融入和提升产品的文化内涵和体验价值，已成为提升产品核心竞争力以及扩大文化传播的重要途径。文创产品区别于大部分一般产品，主要在于其特殊的文化创意内涵，而这正是文化创意产品的核心价值。在文化创意产品开发过程中，同样需要经历产品设计的概念化、视觉化、标准化、产品化、四个阶段。在文创产品标准化、产品化之前需要对于产品设计方案进行优选决策，不良的设计方案可能因设计师与消费者之间所存在的文化认知差异，不能准确地表达文创产品所具有的基本属性，以至于达不到预期的效果。因此文创产品设计概念方案决策，在文创产品开发过程中有着十分重要的意义。

目前，自广岛大学长叮三生教授提出将于感性与工学相结合的感性工学理论后，已有许多感性工学理论逐步运用于产品设计当中，目前研究较多的有模糊数学、TRIZ理论、可拓关联以及神经网络等，这些方法的运用虽较大地提高了设计效率和质量，但针对于文化创意产品的研究较少，在产品设计研究中大多忽略了文化属性对于产品的影响，无法满足产品对于文化创意的需求。

鉴于此，本文在总结前人的基础上，将AHP和逼近理想排序法相结合应用于文创产品设计方案中，topsis法能够根据有限评价对象与理想化目标的接近程度进行排序，但在多因素分析时，如何确定指标权重的难度较大，而AHP法能很好地解决这个缺点，二者的结合使用有利于更好地提高文创产品方案决策时的可靠性。

一、建立评价指标体系

由于文化创意产品优选评价范围目前还处于探索阶段，可以通过结合传统产品设计评价因素与要求作为文创产品的评价要点，通过建立适用于文创产品的评价指标体系。在查阅相关资料的基础上基本确定文创产品优选评价指标体系包括功能、经济、创新、美观以及文创产品特有的文化属性五大类一级指标并在一级指标的基础上，通过KJ法以及问卷调查法确立二级指标，具体指标见（图1）。

二、AHP评价模型建构

层次分析法（Analytic Hierarchy Process）是美国学者托马斯塞蒂（T.L.Saaty）提出的一种具有将混乱的评价指标分门别类、逐级分层等优点的多目标评价决策方法，此方法可以由上到下地构建出目标层、决策层和指标层组成的指标评价体系。通过专家评价法对其各因素的重要度进行判断从而赋予指标层的权重，此根据主要来自指标层对于决策层的影响而决定。

（一）确立比较标度

将文创产品优选评价指标体系根据两两比较的原理和方法对其指标进行重要性赋值，赋值参考saaty提出的比较标度表。见（表1）

（二）设置判断矩阵

设置判断矩阵为D，依照层次结构模型，由于每一层指标元素都是以相邻上一层指标元素为参照物，故对每层指标进行两两比较可构造判断矩阵：

根据两两比较原则获得判断矩阵，解特征值：DW=kλ_maxW，得出W作为指标因素的权重值，由于D为正定互反矩阵，存在最大且唯一特征值λ_max但对于矩阵D很难求出λ_max和W，且D矩阵本身存在一定的误差范围，故采用方法更求得近似值。

（2）一致性检验并计算权重

由于产品设计指标设定存在主观的片面性，判断矩阵的误差不可避免，为避免误差过大偏离实际，故对判断矩阵进行一致性检验，一致性检验公式为：

式中R₁为平均随机一致性指标，CR为一致性比率，n为判断矩阵的阶数，根据取值标准（表2）所示，提取相对阶层的值。当CR<0.1時，则判断矩阵通过一致性检验。否则，应重新判断，直到通过一致性检验的标准。

三、运用topsis法进行优选排序

Topsis是一种逼近理想解的排序方法，基本原理是指通过决策过程中各指标的贴近度进而评判对象并进行排序，若评判的对象最接近最优解，则为最优方案；若评判对下最接近最劣，则反之。

（一）构造多因素评判矩阵

设置方案集P={P₁，P₂，…P_m}，每个方案评判指标集b={b₁，b₂，b₃，…，b_m}，即b_ij表示第i个方案中j个评判指标。初始判断矩阵可以表示为：

建立标准化决策矩阵

通常评价指标分别为越大越越优与越小越优两种，本文评价指标基本为越大越优，对于越大越优的指标x_0j=max（x_1j，x_2j，…，x_nj）归一化得

（二）建构加权标准化决策矩阵

加权标准化决策矩阵c由矩阵b的列向量与AHP确定的指标层层次总排序Wn相乘：

（三）贴近度分析

理想解见下式（5）

确定评价对象与正理想解的贴近度向量

评价对象综合评价结果向量

将AHP法中计算的出的指标权重向量W和评价对象到正理想解的贴近度矩阵H想乘，得到评价向量

四、实例分析

以甘肃某研究院需要开发文创产品为例，设计团队为此项目初步设计4款U盘设计方案，按照以上方法对其拟选的4款文创产品设计方案进行优选决策（见图2）。

（一）建立文创U盘方案综合评价指标体系

根据查阅资料和咨询相关专家意见，制作调查问卷。选取工业设计专业，艺术设计，商学院学生老师及其用户20人进行问卷调查，最终收回有效问卷18份，对调查结果进行统计分析，得出各方案的中和评价指标，见（表2）。

（二）确定指标权重

针对文创产品指标评价体系，进行重要度评价并利用层次分析法构建目标层对于准则层的O-P判断矩阵，如（表3）所示。

检验判断矩阵O-P的一致性，由权重向量可求λ_max=i1168，CI=0.0292，RI=1.12，CR=0.0261<0.1故判断矩阵可满足一致性检验标准，则目标层O到目标层P的权重为：W₀=[0.1011，0.3052，0.0862，0.3052，0.2022]

同理可得准则层到指标层（P-b）的权重系数：

U盘设计方案综合评价指标排序见（表4）

（三）指标贴近度计算

1.经济属性评判

（1）对于经济指标，初始判断矩阵A为

根据公式（3～4）建立标准化决策矩阵为

根据式（4）建立加权矩阵为

根据式（5）计算文创产品设计各方案基于经济指标的相对贴近度

根据式（6）计算文创u盘设计各方案与正理想解和负理想解的距离为

根据公式（7）计算文创u盘设计各方案与正理想解的贴近度为

由判断准则可知，在经济属性方面，文创U盘设计方案4最优。

2.其他指标评判

按照经济属性同理可得，文化属性、功能属性、创意属性与美观属性中待选方案的正理想解的贴近度为：

由此可知，在文化属性、功能属性以及美观属性方面都是方案二为最优。在创意方面则方案一为最优。

由各指标评价贴近度构造的判断矩阵E为：

权重向量W=（0.102，0.305，0.086，0.305，0.202），由公式（9）得出文创U盘设计方案综合优选值为：

综上所知，由判断准则可知文创产品各设计方案优越度方案-65.6%，方案64.2%，方案三31.5%，方案四23.8%，方案优劣排序为：方案一>方案二>方案三>方案四，因此得到最终优选方案，方案一为最优。

结语

文创产品设计决策因素相对于其他产品涉及面更广，对于产品设计方案进行科学合理的评估尤为重要，在过去的文创产品方案优选决策中，存在過多于依赖经验或简单调研的问题，使得决策结果有很大的主观性和随意性，为避免决策时主观性和随意性，增加决策的客观性和公正性，本文结合系统设计、感性工学等学科理论的相关理论和方法提出了一种基于AHP-TOPSIS的文创产品方案优选决策模型，结合文创产品的经济属性，文化属性，创新属性，功能属性，美观属性确定8项评价指标，并采用层次分析法确定指标权重，构建了文创产品设计方案评价模型，该方案提交到敦煌某设计院后，方案一与方案二得到一致好评，此方案结果由于某种原因并未能成功上市，但此方法为文创产品标准化，产品化决策提供了科学，公正的数据支持，并为文创产品设计师深入改进初步设计方案，为客户对文创产品概念方案优选提供了理论支持。

另外，由于不同产品的评价因素在评价指标体系中的贡献有所不同，评价因素的权重需要不断的比较、综合，因此在进行优选决策时需要反复对数据进行磨合，提高其指标体系及其权重向量的合理性，让决策结果更加准确。