在轨洗浴效果评价指标体系建立及方法研究

党　磊，王小雪，郭飞马，谭　翼，赵　辉，张美姿

(航天神舟生物科技集团有限公司，北京 100190)



在轨洗浴效果评价指标体系建立及方法研究

党磊，王小雪，郭飞马，谭翼，赵辉，张美姿

(航天神舟生物科技集团有限公司，北京 100190)

摘要:清洁产品和洗浴装置关系航天员健康及安全，国际上没有评价的标准方法。通过分析目前国际空间站洗浴装置和清洁产品使用效果反馈以及在轨时的皮肤特点，提出洗浴装置及清洁产品应具备的条件，建立初步的在轨洗浴效果评价指标体系，并通过专家问卷调查确定各指标权重，形成洗浴装置及产品的满意度调查表，为选择合适的清洁产品及洗浴装置提供参考。

关键词:洗浴效果；清洁产品；指标评价；调查问卷

1引言

空间站是利用空间资源进行研究和应用的载人飞行器，需要航天员长期照料。在《NASA航天飞行人-系统标准》及配套的《人整合设计手册》中显示[1]，为了保障航天员长期驻留，空间站上除了提供实验和正常运行的装置外，还为航天员提供了日常生活保障服务，如个人清洁用品、饮食保障、身体锻炼系统以及休闲娱乐服务等，其中航天员洗浴系统是空间站必不可少的保障条件之一。其能够使航天员保持良好的个人卫生，对于维护长期驻留航天员的健康、保障航天员最佳的身体和精神状态、增强航天员的工作效率、提升航天员的生活质量具有重要意义，是航天宜居性设计的重要方面[1-4]。目前国际上对在轨洗浴系统还没有评价的标准，亟需系统性地对洗浴产品和装置的使用效果进行评价，从主观和客观两方面建立科学、可靠的空间站洗浴系统使用效果综合评价模型，为航天员选择合适的清洁产品及洗浴装置提供参考。

2洗浴效果指标分析

空间站洗浴系统主要包括洗浴装置及清洁产品，洗浴装置的使用涉及耗水、耗时、废水处理等内容，洗浴清洁产品的使用效果主要包括洗浴后主观感受及清洁产品对皮肤表面客观指标的影响。

2.1洗浴装置使用效果指标分析

根据NASA/CR-2001-208931报告中对目前国际空间站(ISS)、空间实验室(Skylab)、和平号空间站上关于航天员全身清洁系统目前的使用情况及航天员的反馈[5]，洗浴装置的使用效果评价指标分析如下：1)洗浴耗水量不超过4 L；2)整个洗浴过程耗时不超过2 h；3)淋浴废水收集与舱内废水收集接口能保证废水充分回收；4)浴室使用方便，操作步骤简单；5)浴后清洁方便。

2.2洗浴清洁产品使用效果指标分析

2.2.1洗浴清洁产品使用效果主观指标

根据NASA/CR-2001-208931[5]及航天员的使用反馈，总结航天员对清洁产品的主观要求为：1)满足局部清洁和全身清洁的要求；2)免洗擦巾可加热；3)清洁产品用后在体表易于擦去；4)废物处理方便。

2.2.2洗浴清洁产品使用效果客观指标

据统计，约39%的长期驻留航天员受皮肤不适甚至疾病的困扰[6]，皮肤疾患成为航天员面临的严重健康风险。德国科学家2008年在国际空间站用仪器测定了航天员空间环境下皮肤生理参数的变化。结果显示航天员在轨159天与在地面相比，皮肤含水量减少，表皮失水量明显增加、皮肤结构变得粗糙，失去弹性[6]。针对空间站皮肤问题，使用的清洁产品对皮肤的影响客观指标有：

皮肤含水量：健康皮肤应保持角质层的含水量处于10%～30%之间，低于10%皮肤就会干燥甚至皲裂，失去屏障保护功能[7]。皮肤干燥是主要的空间皮肤问题。空间站内部的生活环境与地面环境差异大，如航天员工作压力大、活动区域受限和昼夜节律的变化引起的睡眠不足等，会对皮肤代谢产生影响。另外航天员易出现的焦虑、抑郁或心理疲劳等心理问题，这些因素都可使皮肤代谢异常，引起皮肤干燥。

pH值：范围在4～6.5 之间[8]。皮肤的pH值是由角质层中水溶性物质、排除的汗、皮肤表面的水溶性油脂层及排出的二氧化碳共同决定的。保持正常的酸性状态对保护皮肤抗细菌和真菌的侵害至关重要。

油脂：脂类呈层状填充于角质层细胞之间，形成水屏障，防止水分过度丢失。但油脂的堆积又会影响皮肤细胞代谢，吸附赃物，不利于皮肤健康。航天员易出现的焦虑、抑郁或心理疲劳等心理问题，以及昼夜节律的变化引起的失眠问题，使皮肤表现为油脂分泌异常[1]。

微生物：菌落总数维持稳定状态，维持常驻菌群和暂住菌群的平衡状态，保障皮肤的屏障功能。微生物加重皮肤疾患的发生。根据文献报告，在空间飞行阶段，人体上的细菌繁殖高于地面，细菌的大量繁殖会引起身体气味甚至引起皮肤疾病，严重威胁航天员的健康[9]。

3洗浴效果指标建立

洗浴效果指标体系建立过程主要是通过以上分析，建立初步指标评价体系，再通过专家咨询的形式最终确立评价体系。

3.1初步指标体系建立

根据以上分析，提出初步洗浴效果评价指标体系，体系各指标说明如表1所示。

3.2专家咨询及评价体系建立

洗浴效果指标评价体系的确立是通过Delphi 法对评估指标进行甄别、筛选与完善[10]。通过遴选空间技术、日化行业等方面的专家组成专家咨询小组，着重多指标群重要性、指标敏感度及指标的可操作性等方面对初步形成的指标进行打分，然后按照专家评分对指标体系进行修改和完善。

根据以上指标说明情况，制定专家咨询问卷(表2)，向有关专家征求相关指标的重要性，重要性采取10分制，1分为最不重要，10分为最重要[10]。

表1　洗浴效果评价指标说明

表2　专家打分表

注：重要性分值：1 最不重要 10 最重要，按重要程度从1到10打分；判断依据分值：1 理论分析2工作经验3国内外同行了解4直觉；熟悉程度分值1非常熟悉2熟悉3较熟悉4一般熟悉5较不熟悉6很不熟悉

3.2.1专家基本情况

为保证评价体系指标的合理性及统计学意义，对11名专家进行咨询。其中日化行业专家4名，空间技术领域专家7名。专家高级以上职称9人，占总人数的82%，硕士及以上学历10人，占总人数的91%。

3.2.2专家咨询可靠程度

专家咨询的可靠程度一般用专家积极系数和专家权威程度两个指标来衡量。

专家积极系数：专家积极系数用问卷的回收率表示。专家咨询问卷发放数量11份，收回11份，问卷回收率为100%。表明专家积极系数较高。

专家权威程度：由专家对问题的熟悉程度系数与专家判断系数两个因素决定即专家权威程度=(熟悉程度系数+专家判断系数)/2。根据表3的量化系数计算专家打分情况，计算出专家权威程度在0.75以上，表明权威系数高。

表3专家熟练系数和判断系数量化值

Table 3The quantitative value of expert's skill coefficient and judge coefficient

熟悉程度量化系数判断依据量化系数非常熟悉1.0理论分析0.8熟悉0.8实践经验0.6较熟悉0.6对国内外同行的了解0.4一般0.4直觉0.2较不熟悉0.2很不熟悉0.0

根据专家打分情况，计算权威系数，结果表明，专家对洗浴装置各指标的熟悉程度均在0.76以上，平均值为0.8，判断依据均在0.6以上，平均值为0.75。专家的权威系数为0.78，具有较高的权威系数。

对于清洁产品，专家对各指标的熟悉程度均在0.7以上，平均值为0.79，判断依据均在0.6以上，平均值为0.75。专家的权威系数为0.76，具有较高的权威系数。

3.2.3指标权重计算

根据回收问卷，专家基本同意初步建立的指标评价体系。根据专家评分，计算各指标的权重。权重分析使用层次分析法，清洁产品和洗浴装置各指标因素的相对权重初步确定积分规则如表4。

表4　积分规则

1)洗浴装置指标权重计算

重要性顺序(高到低)：装置设计便利性、洗浴耗水量、废水收集量、浴后清理方便、洗浴耗时。根据上述积分规则，则判断矩阵A为：

使用和法进行归一化处理：

各行相加后的向量除以n(n=4)得到各指标的权重矩阵ω元素如表5：

表5　洗浴装置指标权重

一致性检验：

Aω矩阵相乘：

2)洗浴清洁产品各主观指标权重计算

重要性顺序(高到低)：满足局部和全身清洁、易于擦去无残留、免洗擦巾可加热、废物处理方便。根据上述积分规则，则判断矩阵为：

按上述方法计算得到各指标的权重ω元素如表6：

表6清洁产品主观指标权重

Table 6Weight of the subjective indexes of cleansing products

指标权重废物处理方便0.11免洗擦巾可加热0.11用于易于擦去,无残留0.28满足局部、全身清洁0.50

按上述方法计算一致性指标C.I.=(λmax-n)/(n-1)=0.03。平均随机一致性指标R.I.=0.9，则一致性比例C.R.=C.I./R.I.=0.033<0.1，说明矩阵具有一致性。即说明给出的近似估计具有可靠性。

3)洗浴清洁产品各客观指标权重计算

重要性顺序(高到低)：菌落总数、含水量、pH值、油脂。根据上述积分规则，则判断矩阵为：

按上述方法计算得到各指标相对于皮肤理化特点的权重ω元素如表7：

表7清洁产品客观指标权重

Table 7Weight of objective indexes of cleansing products

指标权重油脂0.08pH值0.14含水量0.28菌落总数0.50

按上述方法计算一致性指标C.I.=(λmax-n)/(n-1)=0.009；平均随机一致性指标R.I.=0.9，则一致性比例C.R.=C.I./R.I.=0.01<0.1，说明矩阵具有一致性；即说明给出的近似估计具有可靠性。

3.3基于指标评价体系的清洁产品及装置满意度调查

根据以上计算结果及指标体系，对洗浴装置和产品进行满意度调查，调查问卷可设置为表8。

表8　建立满意度调查

4结论

根据国际空间站上洗浴系统现状和航天员反馈信息，以及空间环境下出现的皮肤问题，结合地面洗浴过程所涉及的主要问题，通过指标分析，针对洗浴装置和洗浴清洁产品，从主观和客观两个层面建立了洗浴效果评价指标体系。从专家填写的调查问卷可以看出，在洗浴装置方面，装置设计的便利性和洗浴过程耗水量是两个最重要的指标，在设计时应着重考虑。洗浴清洁产品的主观感受方面，洗浴产品能够满足局部清洁和全身清洁，以及用后易于擦去、无残留，是两个在清洁产品研发过程中应主要考虑的问题。而洗浴清洁产品对皮肤理化指标的影响，需要特别关注其对保持皮肤菌落总数稳定及提高皮肤含水量两个方面。

洗浴效果评价指标体系建立的合理与否，还需要在实际使用中进行验证。根据验证信息反馈，进一步完善评价体系，确保评价体系能够科学、真实、全面地反应使用者的感受，同时保证产品的安全性和功效性，为我国空间站洗浴装置及清洁产品的设计与评估提供支持。

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Study on Evaluation Architecture and Method for On-orbit Bathing Performance

DANG Lei, WANG Xiaoxue, GUO Feima, TAN Yi, ZHAO Hui, ZHANG Meizi

(Shenzhou Space Biotechnology Group, Beijing 100190, China)

Abstract:The cleansing products and bathing devices used in space are closely related to the health and safety of the astronauts. At present, there are no standards for the evaluation of the on orbit bath system. In this study, the feedback of the astronauts on the current international space station bathing devices and the skin characteristics of the astronauts were analyzed. Then the preliminary evaluation architecture system for bathing performance in space was established. Delphi method was chosen to collect the experts’ suggestions through questionnaires and the weight of each index was determined. Using the weight of each index, satisfaction for bathing devices and cleansing products could be calculated and could provide a reference for astronauts’ choice.

Key words:bathing performance； cleansing product； evaluation architecture； questionnaire

收稿日期：2015-08-10；修回日期：2016-03-17

基金项目：载人航天预先研究项目(040102)

作者简介：党磊(1981-)，女，硕士，高级工程师，研究方向为空间生物学。E-mail：danglei@cast.cn

中图分类号：V11

文献标识码：A

文章编号：1674-5825(2016)03-0406-05