基于分级加权模型的车身色彩感性评价方法*

苏 畅,付黎明,魏 君,曹 越,黄 蕾,李 硕

(1.吉林大学汽车工程学院,长春 130022; 2.湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082; 3.吉林大学数学学院,长春 130012; 4.中国第一汽车股份有限公司青岛汽车研究所,青岛 266101)

基于分级加权模型的车身色彩感性评价方法*

苏 畅1,2,付黎明1,魏 君3,曹 越1,黄 蕾4,李 硕1

(1.吉林大学汽车工程学院,长春 130022; 2.湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082; 3.吉林大学数学学院,长春 130012; 4.中国第一汽车股份有限公司青岛汽车研究所,青岛 266101)

以某自主品牌经济型汽车车身色彩为例,进行感知实验。运用分级加权法,通过主成分分析先后确定样本权重和感性指标限定权重,继而建立感性变量与车身色彩样本的分级加权模型并获得相应的感性评价的指标系数,由此获知客户的感性诉求程度。研究结果表明:采用分级加权模型对车身色彩样本进行感性评价可避免人为主观倾向对车身色彩设计与评审工作的干扰,可为企业进行车身色彩设计并根据实际产能合理安排喷涂生产等工作提供优先选择的可靠依据,提高产品设计部门和管理层在车身选色决策过程中的科学性,从而提高市场接受率和消费者满意度。

车身色彩;主成分分析;分级加权模型;感性评价方法

前言

车身色彩是以汽车车身覆盖件为主体的整体色彩,是汽车外观美感表现的重要因素。车身色彩在汽车营销中起重要作用,优秀的车身色彩设计可成为新车型开发成功的重要筹码,同时为企业赢得市场认可度提供更多机遇。目前,我国汽车市场上的车身色彩设计方案繁多,为消费者带来更大选择空间的同时,也使不少汽车企业在竞争中处于不利处境。合资汽车企业的车身色彩设计多采用外方的工作流程与生产标准,国内自主品牌汽车企业正在逐步摸索车身色彩设计的科学流程与有效方法,并试图在方案评审中获得更好的效果[1]。由于我国汽车企业在车身色彩设计的评价方法等方面还缺少完善的理论依据,针对目前广大消费者的感性参与度较低的客观现象,无法给出更为符合客户需求的答案。因此,寻求一种有效而合理的车身色彩设计感性评价方法就显得尤为重要[2-5]。

本文中以经济型汽车为研究对象,对经济型汽车车身色彩的感性评价方法进行探讨。经济型汽车是一种发动机排量较小、车身尺寸较小、油耗相对较经济、价格也相应较低的一类轿车[6]。此车型在我国的市场占有率较大,具有代表性。随着市场多样化以及流行趋势的变化,该类车型的车身色彩将成为产品赢得市场的有效手段。

主成分分析是利用数学上处理降维的思想,将实际问题中的多个指标设法重新组合成新的少数几个互不相关的主成分,以求达到化简数据、揭示变量之间的关系并进行数据解析的目的[7]。

权重是某个指标在整体评价中的相对重要程度。权重越大则该指标的重要性越高,对整体的影响就越高,所有权重在0～1之间,且和为1[8-10]。赋权方法有两种:主观赋权法和客观赋权法。主观赋权法是专家对评估对象在实践经验的主观反映;而客观赋权法是从指标的统计性质来考虑,通过统计数据呈现内部依赖结构关系,探究全部指标的重要性。客观赋权法更适用于解决感性评价指标赋权问题,可弱化个体差异、降低无效数据,将感性评价指标进行量化,得到基于评价指标重要性的感性评价结果。

本文中采用分级加权模型,将具有交互作用的复杂感性分析问题的变量进行层次分级,按照各层级变量间的从属关系,利用主成分分析法对各级权重进行客观赋值,将各级对应权重之积作为感性分析对象的层级权重,用于评价各感性指标的重要性,继而得出感性评价结果。

1 建立车身色彩样本集与感性指标集

以某自主品牌拟开发的一款经济型汽车为例,按照基本色、流行色、特征色的原则设计了12个车身色彩样本,见图1。建立车身色彩样本集 Y,概括为

图1 12个车身色彩样本

经国内、外文献的对比与案例分析,参考色彩流行趋势,结合专家访谈的结果,利用因子分析的方法,最终筛选出可以清晰地描述经济型汽车车身色彩样本的6组感性词汇作为感性指标[11-13]。分别表示为:A1～A1′(商务的-休闲的);A2～A2′(豪华的-朴素的);A3～A3′(优雅的-平民的);A4～A4′(田园的-都市的);A5～A5′(睿智的-迟缓的);A6～A6′(低调的-张扬的),将其组成感性语义集合A,概括为

首先,利用语义差分法进行车身色彩感性评价实验[14-15]。实验采用5级量表的形式,获取受试者在12个车身色彩样本上针对6组感性指标符合的强弱程度。以“A1～A1′”(商务的 休闲的)感性指标为例,分数区间等级设定为5,分值为1,2,3,4,5,依次对应“非常休闲的”“休闲的”“一般的(即此组词汇不能引起受试者的共鸣)”“商务的”“非常商务的”。

其次,对所获得的实验数据的有效性进行检验。运用SPSS软件对原始数据进行信度分析(可靠性统计量采用 Cronbachs Alpha系数表示,该系数若在0.8以上,表示量表的内在一致性非常好)。从检验输出结果中获知:代表可靠性统计量的Cronbach's Alpha系数值为0.949,基于标准化项的Cronbachs Alpha系数值也为0.949,两个系数都超过0.9,说明该量表具有很高的内在一致性,因此可靠性非常强[16]。

2 分级加权模型建立

从有效实验数据中挑选出成年组(31-35岁)的43位受试者作为目标人群,并以该组实验数据为例,建立车身色彩分级加权模型,进行感性评价分值的计算。

2.1 确定车身色彩样本权重

将该部分的实验数据进行均值处理,得到每个车身色彩样本与6组感性指标之间对应数据的平均值,如表1所示。

表1 车身色彩样本全部数据的平均值

得到色彩样本感性数据矩阵为

将式(3)中的均值导入SPSS软件进行主成分分析,输出结果与分析如表2和表3所示。

表2中,“初始特征值”中显示的“方差”表示各成分方差贡献率。方差贡献率越大则该成分的重要性越强。因此,方差贡献率即为不同成分的权重。前2个成分对应的特征根大于1,累计方差贡献率为89.604%,已经超过85%。因此,选取前2个成分(记为主成分Ⅰ和主成分Ⅱ),就可以反映全部原始数据的信息,可概括全部样本的数据变量关系。前两个方差分别为Var1=72.479%,Var2=17.125%。

表2 解释的总方差

表3列出了车身色彩样本主成分载荷数。每一列载荷数都是各个变量与有关主成分的相关系数,载荷数的绝对值越大,与对应主成分的相关性就越大。以第一列为例,样本1与第一个主成分的相关系数,是由标准化的数据与第一主成分得分进行回归,得出样本 1在第一个主成分上的载荷即为0.924。

表3 车身色彩样本主成分载荷数

将各样本载荷数与对应主成分特征根开方作商,得到各个样本在不同主成分线性组合中的得分系数,此系数即为这两个主成分方差贡献率的权重,如表4所示。

表4 车身色彩样本主成分得分系数

根据表4得到样本主成分得分系数矩阵为

由此得到的两个主成分线性组合F1和F2为

对感性指标在这两个主成分线性组合中的系数做加权平均,得到样本系数模型为

运用式(6)得到每个样本综合得分模型中的系数。将va1～va12进行归一化,得到车身色彩样本权重wa1～wa12,即

由此得到12个车身色彩样本的权重,如表5所示。通过权重可以看出,不同车身色彩样本的重要性由强到弱的顺序依次为:样本8、样本5、样本7、样本6、样本11、样本4、样本9、样本12、样本1、样本3、样本2、样本10。

表5 车身色彩样本权重wa

2.2 确定车身色彩样本的感性指标限定权重

定义车身色彩样本的感性指标限定权重为w(bj|ai),其模型概括为

式中:v(bj|ai)为第i个车身色彩样本的第j个感性指标的限定得分系数。

感性实验数据如表6所示,该表是以表5中样本权重值最大的样本8为例,结合43位受试者的感性实验结果,建立感性认知限定权重模型。将数据同样进行主成分分析基础上的权重分析,得到样本8的感性指标限定权重,如表7所示。

表6 样本8感性实验数据

由此得到针对样本8的感性指标重要性的降序排列为:A1,A2,A4′,A5′,A3′,A6′,运用这种方法可得到全部12个车身色彩样本的感性指标限定权重。

表7 样本8感性指标限定权重

2.3 车身色彩分级加权模型的建立

将样本权重与对应的感性指标限定权重的乘积定义为车身色彩层级权重wc。分级加权模型可概括为

按照式(9)将本研究用分级加权模型表示,如图2所示。该模型分为内、外两层,内层表示车身色彩样本权重,外层表示每个车身色彩的感性指标层级权重,以面积大小表示所对应权重的百分比。内层权重分块的边界射线将整个图形分割为若干子块(包含内、外层),即为层级权重子块。该子块表示每个样本对应的所有6组感性指标的权重,不同颜色对应不同的感性指标,层级权重子块的面积代表每个感性指标针对每个样本的重要程度。

图2 分级加权模型

3 车身色彩分级加权感性评价及验证

将各车身色彩样本对应的分级加权与表1中每个车身色彩样本每组感性指标的分值相乘求和,得到每个样本分级加权感性综合评价模型为

各样本车身色彩分级加权感性评价分数见表8。分数的大小代表车身色彩样本符合感性诉求的程度,即受试者的满意程度或喜爱程度。分数越高,表示受试者的喜爱程度越高,反之则越低。

从表8看出,该评价结果表达了受试者的感性需求的强烈程度,由高到低的顺序依次为:样本9、样本8、样本5、样本6、样本7、样本11、样本4、样本1、样本12、样本3、样本2、样本10。其中样本9感性评价分值最高,也验证了该种车身色彩最符合该年龄段受试者的感性诉求,见图3。

由此可见,不同的车身色彩会影响消费者对汽车外观的评价。运用此方法可得到不同年龄段消费者对其他车身色彩样本的感性评价结果,从而提高消费者感性参与度,并为企业提供色彩优先选择的可靠依据。

4 结论

针对车身色彩设计,以某自主品牌经济型汽车车身色彩为例,在感性实验的基础上获得消费者感性意象数据。运用层级赋权法,通过主成分分析先后确定样本权重和感性指标限定权重,继而建立感性变量与车身色彩样本之间的分级加权模型,并获得相应的感性评价指标系数,由此获知消费者感性诉求指标。

运用分级加权模型对车身色彩样本进行感性评价,可避免人为主观倾向对车身色彩设计与评审工作的干扰,为企业进行车身色彩设计并根据实际产能合理地安排喷涂生产等工作提供优先选择的可靠依据,也可提高产品设计部门和管理层在车身选色决策过程中的科学性,降低市场试错率。研究表明:

(1)运用主成分分析将大量感性数据进行降维处理,可将感性意象与车身色彩关系进行量化,找到感性指标的主次关系;

(2)通过车身色彩样本权重和感性指标限定权重,逐步完善分级加权模型的概念,对权重感性评价方法具有切实可行的价值;

(3)车身色彩依据分级加权模型获得的优先级不仅可以进行科学的决策研究,也可以利用该评价方法得到的结果较客观合理地将消费者主观因素进行量化,为原始感性的车身色彩设计提出理性的数据支撑和辅助纠正依据,从而提高消费者的满意度。

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Perceptual Evaluation Method of Car-body Color Based on Hierarchy Weighting Model

Su Chang1,2,Fu Liming1,Wei Jun3,Cao Yue1,Huang Lei4&Li Shuo1
1.College of Automotive Engineering,Jilin University,Changchun 130022; 2.Hunan University,State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body,Changsha 410082; 3.College of Mathematics, Jilin University,Changchun 130012; 4.Qingdao Automotive Research Institute,China FAW Co.,Ltd.,Qingdao 266101

A perceptual experiment is conducted on the body color of an economical car with self-owned brand.By using hierarchy weighting method with principal component analysis,sample weights and the conditional weights of perceptual indicators are determined successively.Then a hierarchy weighting model for car-body color samples with perceptual variables is created with the indicator coefficient of perceptual evaluation and hence the perceptual expectation of customers acquired.The results of study show that the perceptual evaluation on car-body color samples with hierarchy weighting model can avoid the disturbance of personal subjective preference on car-body color design and appraisal,and provide a reliable basis of prior selection for manufacturers in car-body color deign and the rational arrangement of production procedures including sprayed coating according to actual production capacity, as well as enhance the scientific nature of design department and managerial tier in the decision-making process of car-body color selection,so as to raise market acceptance and consumer's satisfaction.

car-body color;principal component analysis;hierarchy weighting model;perceptual evaluation method

10.19562/j.chinasae.qcgc.2017.01.006

*国家自然科学基金面上项目(51175214)和汽车车身先进设计制造国家重点实验室开放基金项目(31215001)资助。

原稿收到日期为2016年9月12日,修改稿收到日期为2016年9月24日。

魏君,讲师,E-mail:weij@jlu.edu.cn。