决策试验与评估实验室法在设计领域的应用

丁效国

摘 要：决策试验与评估实验室法（Decision Making Trial and Evaluation Laboratory）基于对一个问题的元素间两两影响关系方向及程度的判断，利用一定的矩阵运算方法计算出元素间的因果关系，并以数字表示因果影响的强度，从而帮助认识一个问题的结构关系。这种结构关系在设计策略研究和开发过程中的作用至关重要。本文通过研读大量的相关文献，介绍了决策试验与评估实验室法的原理以及在设计领域的应用状况。以帮助在设计领域的研究者更好地理解和应用决策试验与评估实验室法。

关键词：定量研究;决策试验与评估实验室法;设计

设计策略的价值越来越被社会认可，国内外越来越多的制作企业和设计机构重视并借助设计策略，谋求和确保其设计或产品在市场上受到消费者欢迎，即在本能的、行为的或反思的层面上满足消费者的需要和想要。[1]在设计策略的研究和开发中，理解消费者是最重要的环节之一。一般采用定性和定量两种方法论来展开消费者研究。由于定性研究得出的结论非常有限，所以很多研究人员将定性研究和定量研究结合起来，有时从定性研究中产生的观点又被经验验证，成为设计定量研究的基础。[2]

1 DEMATEL方法概述

1.1 DEMATEL方法的起源

DEMATEL方法（决策试验与评估实验室法）于1973年源自日内瓦研究中心Battelle协会。当时该方法用于研究复杂、困难的世界性问题（如种族、饥饿、环保、能源问题等），以增加对世界问题关联的理解，并借由此方法获得全球各区域间更好的知识交流。DEMATEL方法通过观察一个问题或者结构的元素间两两影响关系及其程度，利用矩阵及相关数学理论计算出全体元素间的因果关系，并以数字表示因果的强度。借助该方法可有效地了解复杂的因果关系结构。因此该方法相关的应用领域非常广泛，在国内外得到大量应用。

1.2 DEMATEL方法理论说明

假设一个系统或问题由若干主要元素（如元素a、元素b…… 元素i）構成，元素的影响阶层如图1所示。由图1可知，元素a直接影响元素b及元素c，同时间接影响元素d、元素e、元素f，再间接影响至元素g、元素h、元素i，将矩阵三次方得A3，A3矩阵中“1”表示第三层的影响，即第二阶的间接影响（包括a-g，a-h，a-i）。由此可知，利用二元矩阵的表示及运算可以得到图层各阶层的影响关系，但是，在合理的状况下，当影响程度传递至下一层时，必须小于上一层的影响程度，即影响程度递减。例如，图中a影响h的程度必须小于a影响e的程度，同样a影响e的程度必须小于a影响b的程度，所以若用二元矩阵表示将会失去影响程度大小的信息。因此，为了不改变评估者的思考模式，不使用0、1表示连接关系，而改用数字表示元素的连接关系及影响程度，利用数学矩阵的理论以满足影响程度递减的情形。

1.3 DEMATEL方法的运算步骤

DEMATEL方法的主要运算步骤如下。

步骤1：定义元素。列出系统中的元素并加以定义，可通过探讨、头脑风暴等方式获得。

步骤2：判断关系。根据专家或评估者的主观认识来判断元素两两间的关系。元素间两两比较的尺度可分为4种程度，分别为0-没有影响、1-稍微影响、2-较有影响、3-很大影响。

步骤3：产生直接关系矩阵（direct-relation matrix）。若元素个数为n，将元素依其影响关系与程度两两比较，得到n×n矩阵，称为直接关系矩阵，以Z表示，矩阵中Zij代表元素Ci影响元素Cj的程度，并且将其对角元素Zii设为0，Z的形式。

步骤4：计算标准化直接关系矩阵。令，再将整个矩阵的元素乘以ε，即X=ε·z，得到标准化直接关系矩阵X。

步骤5：计算直接、间接矩阵（direct/indirect matrix）。

步骤6：计算中心度及关系度。令tij （i=1，2，…n）为T中元素，列的总和及行的总和分别以Di及Rj表示。

Di表示以元素i为原因而影响其他元素的综合，包括直接影响和间接影响，Rj表示以元素j为结果而被其他元素影响的总和。（D+R）成为中心度（prominence），由Dk相加Rk而来，表示通过此元素影响及被影响的总程度，可显现出此元素在系统中的中心度;（D-R）称为原因度（relation），由Dk相减Rk而来，（Dk-Rk）值若为正，此元素偏向为导致类，（Dk-Rk）值若为负，此元素偏向为影响类。

步骤7：绘制因果图（casual diagram）。绘制因果图时，横轴为（D+R），纵轴为（D-R），分别以（Dk+Rk，Dk-Rk）为一组坐标值。这样，因果图可以将复杂的因果关系简化为易懂的结构，能帮助决策者深入了解系统或问题的结构、元素间相互关系，从而找寻解决方向。借助因果图，决策者可以根据元素中导致类或影响类来作出适合的决策。

2 DEMATEL的应用状况

在设计领域，应用决策试验与评估实验室法分析问题彼此间的关联度，以便找出主、次要问题，构建消费者决策和评估因素之间的因果关系，为设计提供参考资料。实际上，在借助决策试验与评估实验室法来引导设计策略研究和开发的领域，已有研究人员开展了多种探索。

许俊诚（Chun-Cheng Hsu）采用一种模型，即因子分析和决策试验与评估实验室方法（DEMATEL）的混合，来找出影响博客设计的关键因素以及探讨各因素标准之间的因果关系，最终发现了影响博客设计的5个核心因素：视觉清晰度、界面和可用性、内容和可搜索性、编程和社交性。并且在此基础上，他又借助决策试验与评估实验室（DEMATEL）方法，探索影响博客界面质量的关键因素以及这些因素之间的因果关系，确定了4个维度影响博客界面质量的8个因素。并且通过DEMATEL分析结果得出的影响关系图确定了8个因素中的关键因素、影响因素以及因果关系。

Jeou-Shyan Horng等人认为将“创意想法”纳入餐厅设计，将成为吸引更多客户的营销策略。因此，识别重要属性可以提供改进和开发策略所需标准的优先级，然后将其作为未来餐厅设计的参考。应用决策试验与评估实验室法，通过定性和定量调查确定了6个主要维度和27个子维度。创意的维度为餐厅设计师和管理者提供了一个参考，以了解主要因素和次要因素的相对权重，并确定創意空间设计的属性。

Chi-Jen Lin等人开发了一种模糊DEMATEL方法进行群体决策，收集群体思想，分析模糊环境中复杂问题的因果关系，然后提出了模糊DEMATEL方法的程序。

陈叶婷（Yen-Ting Chen）应用决策试验和评估实验室法，来验证学术图书馆的服务因素。林亚缇（Ya-Ti Lin）利用决策试验和评估实验室法，对集成电路（IC）设计服务核心能力之间的相互关系进行了深入的分析，并分为因果组和效果组，使读者能够更好地了解他们之间的互动关系。Betty Chang等人借助决策试验和评估实验室法，评估供应商绩效，找出提高绩效的关键因素标准，并提供供应链管理（SCM）决策信息的新颖方法。Ru-Jen Lin等人借助模糊DEMATEL方法评估绿色供应链管理（GSCM），形成结构模型，找出影响GSCM实践的八个标准之间的因果关系。

3 讨论与展望

决策试验与评估实验室法作为一种主要的定性、定量分析方法，最终可辅助形成设计参考模型和综合的设计策略，用以指引后续的设计方案开发方向。针对企业或机构特定产品的设计策略可以帮助企业和机构认清产品竞争态势、消费者喜好和侧重点，对设计进行精准的定位，确保设计与目标消费者的对接。更进一步，针对一个企业的系列设计进行全面的设计策略研究，帮助企业认清市场竞争态势和设计趋势，进而形成企业特有的、相对稳定的设计策略，用以统筹未来的创新工作、指引设计创新活动。此外，决策试验与评估实验室法，也可运用于品牌形象的分析、定位研究以及品牌战略的规划与制订活动中。

参考文献：

[1] 诺曼（美）.情感化设计[M].付秋芳，程进三，译.北京：电子工业出版社，2005.

[2] 希夫曼，卡纽克（美）.消费者行为学（第七版）[M].俞文钊，译.上海：华东师范大学出版社，2002：21.