基于熵权模糊评价的老年洗浴椅造型设计偏好研究
时间：2023-06-21 17:10:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
晋诗宁1.2，门德来2.3
(1.福建工程学院设计学院·海峡工学院，福建福州 350118；
2.澳门城市大学设计创新学院，澳门 999078；
3.华南理工大学设计学院，广东广州 510641）
随着我国老龄人口持续增加，现全面实施积极应对人口老龄化的国家战略。第七次人口普查统计结果显示，我国60岁及以上人口占比达18.70%[1]，经专家学者预测“十四五”时期，我国60周岁及以上人口将超过3亿，占总人口比例将超过20%，标志我国即将进入“中度老龄化”社会。2022年2月颁布的《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》明确老龄主要目标和工作任务，其中发展壮大老年用品产业、推进公共环境无障碍和适老化改造的工作内容被广泛关注。目前，我国老年的养老模式仍以居家养老为主流，无障碍居家设施与辅具设计成为一项重要议题。
如今，我国老年居家设施与辅具设计研究主要集中在功能需求、行为分析以及设计方法等方面，如李然等人根据失能老人洗浴特征推导出洗浴椅的功能需求，并应用于设计方案中[2]，王宏磊等人通过分析自理型老人生理、心理与行为方式，提出适老化卧室家具设计原则[3]，杨静提出KANO—TRIZ创新设计方法模型，并以洗澡椅为例检验方法的可行性[4]。整体而言，在老年居家辅具造型设计偏好的综合评价方面研究较少，综合评价方法是将对多个指标进行比较系统的、规范的评价方法[5]，另一方面，由于设计者往往不是老年人，对老年人使用偏好缺乏客观认识且在居家设施的造型设计上存在一定的模糊性。因此，运用定量的综合评价方式对老年居家辅具造型设计进行研究是必不可少的。
因我国老年人口比例持续增长，老年人对于生活辅具的使用需求也随之增加。根据老人的生理老化水平可将其分为自理型、介助型和失能型[6]，大部分老人的机能逐渐退化，对于站着洗浴会出现清洗不干净、体力不支、疲劳甚至跌倒等常见现象，这会对老人的健康造成极大的风险隐患。同时，由于介助型老人需要通过借助辅具进行日常生活[7]，使用洗浴椅能避免长时间站立所产生的晕眩、疲劳、跌倒，有效地减轻介助型老人体力消耗，增强洗浴行为的安全性[8]。由此看出，介助型老人对洗浴椅的使用需求最高，洗浴椅本身与其他洗浴设施相比，其优势具有功能单一、结构简单、定价较低、占地面积小等特点，在居家环境中使用更为适合。
目前，市面上的洗浴椅主要分为壁挂式和移动式两种类型，洗浴椅整体造型设计模块主要由靠背、扶手、椅面、椅腿构成，靠背用于减轻老人洗浴疲劳感，扶手用于辅助老人起身与移动抓握，椅面和椅腿起到支撑与固定位置的作用，各个造型模块均采用防滑材质。基于此，本研究面向介助型老人，解析现有洗浴椅的造型设计模块，以帮助设计师准确把握介助型老人及相关照护者对洗浴椅造型设计的使用偏好。
模糊评价法基本思想是在保留层次分析法的研究流程和结构化的基础上，引入模糊数学原理，根据模糊数学的隶属度将定性评价转化为定量评价[9]。由于用户对洗浴椅造型设计存在个人偏好，使得洗浴椅造型设计具有一定的模糊性与不确定性。运用模糊评价方法可以充分量化洗浴椅造型设计因素，但单从模糊数学方法确定指标因素权重存在一定的主观性，因为专家学者会从自己经验与认知角度进行评断，导致最终结果容易产生偏差。同时，熵权法作为一种客观赋权的方法，其原理是根据信息熵度是度量信息的不确定性，某个评价指标的信息熵越小,表明指标值的变异程度越大,提供的信息量越大,在综合评价中所起到作用也越大,即指标权重越大[10]。为此，本研究采用熵权模糊综合评价对老年洗浴椅造型设计进行偏好识别，围绕洗浴椅的造型设计模块，分别运用模糊数学原理确定评价样本集、评语集、隶属函数，运用熵权法客观地计算各造型模块的权重值，有利于增强权重值的可信度以及评价结果的可靠性。
建立熵权模糊评价的数学模型分为6个计算步骤，如下：
（1）确定被评价对象的指标域
（2）确定评语域;
（3）在被评价对象的指标域X与评语等级V之间进行某级指标评价建立模糊关系矩阵U即
（4）利用熵权法确定评价因素的权重，熵权是反映在评估中的相对重要性，处理各指标数据成正向指标，取值在0-1，再进行标准化处理，利用熵权公式计算某级指标权重，计算公式为
（6）模糊综合评价，由各评价指标的隶属度矩阵和综合权向量，可对老年洗浴椅造型设计得到模糊综合评价矩阵，采用公式为
式中：B为综合隶属度；
A为洗浴椅模块层指标权重集；
R为洗浴椅造型评价指标与评价等级之间的隶属度矩阵。
3.1 老年洗浴椅造型设计指标模型构建
通过查阅文献[11-12]与专家访谈相结合的形式，采用解构洗浴椅造型部件模块的形式构建出设计评价指标模型，如图1所示。第一层老年洗浴椅造型设计为目标层，第二层洗浴椅设计的4个造型部件为设计模块层，第三层基于上层对应的具体形态为样本层。采用立意抽样的方式，对线上各大电商平台以及线下实体辅具进行市场调研，共收集整理出30款洗浴椅样本并将其分为3组，每组洗浴椅样本均要分解出靠背、扶手、椅面、椅腿4个模块，通过小组讨论形式，最终确定洗浴椅样本层的具体类目指标（表1）。
图1 老年洗浴椅造型设计层次指标模型
表1 老年洗浴椅造型设计各级指标层
在靠背模块样本层的类目指标包含：XA1为表面有肌理的椭圆有弧度形靠背、XA2为表面光滑的方形无弧度形靠背；
XA3为表面有肌理的三角圆弧形靠背；
在扶手模块样本层的类目指标包含：XB1为可抬起的尖嘴形扶手、XB2为可拆分的圆环形扶手、XB3为固定式的镂空椭圆型扶手；
在椅面模块样本层的类目指标包含：XC1为趋向圆形的无孔椅面、XC2为四方形的有孔椅面、XC3为U型的有孔椅面；
椅腿模块样本层的类目指标包含：XD1为可旋转与高度调节的圆柱式椅腿、XD2为可调节高度的吸盘式椅腿、XD3为可调节高度与折叠的马蹄式椅腿。此外，大部分洗浴椅造型的色彩以白色搭配红色、蓝色、橙色等饱和度较高的色彩为主，尤其表现在洗浴椅造型与老年用户身体接触的部分，如靠背面、扶手面、椅面。老年洗浴椅的材质方面以塑料和金属为主，金属多数应用于洗浴椅结构的支撑，如椅腿、造型模块的固定件等，塑料应用相对广泛，可用于洗浴椅造型各部件模块之中。
3.2 二级标建立老年洗浴椅造型设计指标隶属度矩阵
老年洗浴椅造型设计指标隶属度矩阵数据来源于专家与用户两个部分，模块层指标隶属度由专家评分，样本层指标隶属度由介助型老年用户评分。首先，邀请4位家具设计、辅具设计方面的从业人员与学者，通过专业角度对洗浴椅造型4个模块层指标内容进行评分，接着，邀请6名具有洗浴椅使用经验的介助型老年用户，这6名介助型老人的意识、理解力、语言表达均较为清晰，调研人员通过图片展示与解答相结合的形式让介助型老人完成洗浴椅造型样本层的评分。
将老年洗浴椅造型设计评价等级划分为5个等级，即评价集选定5个偏好评判等级：并对评语集各元素赋值，表示非常好，分值是(100-80)；
表示较好，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）。通过式（1）与得到老年洗浴椅造型设计各指标隶属度矩阵并进行标准化处理，采用式（2）计算得到各指标相对权重向量（表2）。
表2 洗浴椅造型设计各指标权重
3.3 老年洗浴椅造型设计方案评价
根据表2显示的老年洗浴椅造型设计指标权重值，首先，在模块层中各指标权重值从高到低依次为：椅腿XD＞靠背XA＞扶手XB＞椅面XC；
其次，在样本层中靠背层各样本权重值从高到低为XA3＞XA2＞XA1，椅面层各样本权重值从高到底为XC3＞XC1＞XC2，椅腿层各样本权重值从高到低为XD3＞XD1＞XD2，扶手样本层中类目XB1和XB3权重值一样高。由此得出，洗浴椅造型模块中椅腿设计是最为关键的部件模块，因为椅腿不仅是整个洗浴椅支撑稳定结构的核心模块，同时也是安全性的重要保障，对照相应的样本类目中XC3权重值最高，说明老年用户对椅腿高度调节和折叠收纳方面更为关注；
在靠背模块层中样本类目XA3具有弧度与镂空大提手，说明老年用户关注靠背接触面的弧度与提手大小；
在扶手样本层中类目XB1和XB3反映老年用户关注扶手面积与手掌接触大小的关系；
在椅面样本层中类目XC3体现出老年用户偏好U型椅板且有镂空的小孔。
基于上述洗浴椅造型设计指标权重分析展开设计实践，提出一款老年洗浴椅造型设计方案。该款洗浴椅腿采用三档高度调节，椅面为平板式的U型有孔造型便于清洗身体私密部位，扶手与整体部件组成框架结构，实现可折叠的收纳功能，该款洗浴椅整体造型较为简易、稳定。此外，该款洗浴椅在色彩设计方面，采用白色与橙色相搭配，橙色为暖色调，能带给老人温暖舒适的视觉感受，材质运用塑料与金属相结合，金属材质用于洗浴椅整体框架的结构，增强洗浴椅的稳定性与支撑力，塑料防滑橡胶材质用于洗浴椅各部件与老年用户接触的部分，可让老人在使用过程中感受到一定的触觉舒适性与安全性（图2）。
图2 老年洗浴椅造型设计方案
接下来，对该款洗浴椅设计方案展开模糊评价。邀请20名老人相关照护者，因考虑到介助型老年身体机能明显衰退，会对调研结果可能会产生一定偏差，另一方面，洗浴椅多数是老人的照护者们使用。因此，本次调研评价对象主要分为老人家属与照护服务工作者，采用李克特五点量表制作评分表，把洗浴椅造型设计各指标作为因素集，建立评语集V＝(非常好，较好，好，一般，不好)，各评语对应评价分值等级为90，70，50，30，10。本次评价调研在某社区老年活动中心开展，通过现场展示与讲解该款洗浴椅效果图，让评估者对具体造型指标进行评分,将回收的评分表整理汇总，根据式（3）与式（4）进行模糊评价计算，分别得到RA评价矩阵代表模块层中XA靠背各指标的评价结果，RB评价矩阵代表模块层中XB把手各指标的评价结果，RC评价矩阵代表模块层中XC座板各指标的评价结果，RD评价矩阵代表模块层中XD椅腿各指标的评价结果，各个样本层指标评价结果如下所示：
根据表2计算得出的各子要素指标权重，计算出模块层四个指标的评价权重向量，再构建出老年洗浴椅造型设计模块指标的模糊综合评价矩阵：
最终，计算结果为，结合评语集分值，计算老年洗浴椅造型设计模糊综合评价得分：(0.311,0.214,0.246,0.221,0.008)×(90,70,50,30,10)=61.98。因此，该款老年洗浴椅造型设计评分在80-60之间，属于“较好”等级，说明该款洗浴椅造型设计整体符合老年用户的使用偏好，但距离“非常好”存在一定差距，结合之前洗浴椅设计方案调研评价的实际情况，根据部分老人及照护者提出洗浴椅增设放置花洒以及洗浴品的位置，便于介助型老人自行清洁身体，在后续洗浴椅设计方案可针对细化功能需求结合造型设计模块做进一步优化与改进。
本文以面向老年用户的洗浴椅造型设计偏好为研究目标，首先，通过收集市场销售量较高的洗浴椅，划分出洗浴椅造型设计组成的4个模块为靠背、扶手、椅面、椅腿及其样本特征，建立老年洗浴椅造型设计的评价指标。接着，运用熵值模糊评价方法，实现专家与用户相结合的评判方式，模块层指标权重值由专家评价产生，样本层指标权重值由介助型老年用户评价产生，更为客观地确定各个指标权重值，并通过洗浴椅造型设计实践进行验证。最后，根据模糊评价法得出老年洗浴椅造型设计方案评价结果为较好，但距离非常好等级仍存在一定差距。由此，验证熵权模糊综合评价法在老年洗浴椅造型设计应用的可靠性，其评价结果具有一定的实际应用价值，可推广于老年相关洗浴辅具造型设计评价。
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