基于层次分析法和感性工学的智能童鞋款式设计

石文奇 ，程凡 ，王斌 ，张志新 ，周川渝 ，顾朝晖

（1.陕西国际商贸学院时装艺术学院，陕西 西安 712046；2.陕西国际商贸学院丝路文化创意产业研究中心，陕西 西安 712046；3.西安工程大学服装与艺术设计学院，陕西 西安 710048）

智能童装是借助电子、人体工程学、材料学等学科知识，将传感器内置或镶嵌在面辅料内部，辅助最新的射频识别、红外感应、GPS 定位等技术，实现传统童装设计与可穿戴技术相互融合研发的保障儿童身心健康的服装服饰产品[1]。近年来，随着可穿戴硬件的技术成熟及“三孩”政策的放开，儿童智能服装逐渐进入人们的生活，其巨大的市场潜力引发越来越多童装企业重视[1]。

作为新兴儿童消费市场，因受各种条件限制，智能童装企业设计研发缺乏针对性的标准规范，给儿童健康生活带来一定的风险隐患，无法满足儿童、家长的消费初衷。目前对智能儿童及成人服装的研究主要集中在防走失报警蓝牙智能定位[2]、智能散热[3]、智趣性[4]、健康监护[5]、医疗康复[6]、智能交互[7]、防摔倒、蓄热保暖等功能开发应用研究方面。而针对智能童鞋的功能需求、感性需求开发未有相关研究报道。

近年来层次分析和感性工学相结合的研究方法在服装服饰新产品开发方面被学术界广泛接受和采用[8-11]，其核心理念是通过层次分析法来确定消费者对服装服饰产品的各项指标需求，避免开发者在需求分析过程中进行主观臆断分析；然后在获得指标需求基础上运用感性工学方法分析消费者对产品的感性需求，进而将其转换为设计要素进行产品开发。为深入了解市场对智能童鞋的功能及设计需求，选取3～6 岁关注智能童鞋的儿童父母作为调研对象，分别利用层次分析法、感性工学法确定父母对智能童鞋的功能需求和感性需求，据此进行产品设计，尽可能帮助企业设计师把产品需求开发量化、具体化。

1 研究路线与实施过程

1.1 研究路线

研究路线如图1 所示。

图1 研究路线图Fig.1 Research flow chart

1.2 实施过程

1.2.1 父母对智能童鞋功能需求分析过程

（1）智能童鞋功能收集

功能需求指父母期待智能童鞋所包含的核心功能。为深入挖掘智能童鞋的多重功能，通过百度指数查询、专利检索、查阅相关文献、咨询行业从业人士（专家）等方式，收集智能童鞋可能涵盖的各项功能。主要归纳为精准定位、控温舒适、智能提醒、运动数据监测、健康成长指导五类，每类细分更多功能（如表1 所示）。

表1 智能童鞋功能种类Tab. 1 Functional categories of intelligent children's shoes

（2）构建层次评价指标体系

因智能童鞋的五类功能彼此之间属于互相独立关系，不能形成统一体系，且在实际智能童鞋的产品设计中很少有兼顾五项功能。因此，在借助层次分析法[12]建构模型时将五类功能需求构建为两层，即一级评价指标为“父母对智能童鞋的功能需求”，二级评价指标为“五大类功能”，评价指标体系如图2 所示。

图2 层次评价指标体系Fig. 2 Hierarchy model

（3）问卷设计及构建判断矩阵

选取90 名父母组成决策者对其发放问卷，对智能童鞋五类功能评价指标采用两两比较方式，按照重要性程度赋值1～9 分。“3=稍微重要，5=明显重要，7=强烈重要”同时根据自身情况选择（2、4、6、8 分）作折中时使用。调查问卷如表2 所示。

表2 父母对智能童鞋功能需求调查问卷Tab. 2 Questionnaire on parents' functional demands for intelligent children's shoes

90 名父母的调研结果逐一用比较判断矩阵进行构建，然后对其进行求和平均（四舍五入精确数值进行换算），构建判断矩阵。

1.2.2 父母对智能童鞋感性需求分析过程

（1）感性需求词汇确立

感性需求是父母对智能童鞋的的体验、情感、设计等方面的需求。为更好地获取智能童鞋类产品创新设计时的需求，借助感性工学方法提取消费者对鞋类产品的感性评价[13]。在获得智能童鞋的功能排序后，通过鞋类期刊书籍杂志、爬虫电商平台、网络和部分对智能童鞋关注的家长访谈、设计师和专家进行头脑风暴后初步筛选得到22 对感性形容词词汇，剔除意思相近或者与智能童鞋不相干词汇，最终得到“轻巧的—笨重的”、“独特的—大众的”、“精致的—粗糙的”、“持久的—短暂的”、“易操作的—难用的”、“透气的—闷热的”、“柔和的—刚硬的”、“时尚的—传统的”、“活泼的—死板的”9 对最具有代表智能童鞋的感性需求的形容词词汇。

（2）语义差分量法调研

考虑智能童鞋的感性词汇的表述要求，在调研对象的学历（本科以上）、经济条件、购买愿望、关注度方面进行限定，保障问卷结果的准确性，最终确定90 名父母（男女各一半）作为调研对象。因智能童鞋主要停留在研究阶段，市场上相应产品较少，搜索市场上具备五类功能中三类功能以上且经专家认可具有代表性的9 张智能童鞋样品，借助CorelDRAW 软件进行适当幅度优化并进行样本编号（如图3 所示）。测试方法为向调研父母一一展示9 款样品的图片信息、功能，同时运用语义差分量表法（5～1 分）让父母对9 款样品款式图进行打分，3 分是标尺中点。以“轻巧的—笨重的”为例，5 偏向非常轻巧的、4 偏向很轻巧的、3 偏向既不轻巧也不笨重的、2 偏向笨重的、1 偏向非常笨重的。打分离3 越近表示语义强度越低，相反越远强度越高[12]。

图3 样本款式图及编号Fig. 3 Style drawings and serial numbers of intelligent children's shoe samples

2 结果和分析

2.1 智能童鞋功能需求分析结果

2.1.1 五类功能权重值计算

E为构建的父母对智能童鞋功能需求判断矩阵。将矩阵E式每一行元素进行乘积，并将乘积进行5 次方根，得到w1= (1×4/3×4×2×4/3)1/5=1.5157，同理得到w2=1.2754，w3=0.4251，w4=0.8502，w5=1.2754， 则W= (1.5157,1.2754,0.4251,0.8502,1.2754)。同时对方根组成的向量进行归一化处理，得到特征向量为w=(0.2838,0.2387,0.0796,0.1592,0.2387)。

2.1.2 一致性检验

为保证上述5 个功能权重值的准确性，按照文献[13]方法对5 个功能指标重要性程度进行一致性检验，当CR＜0.1 认为构建的判断矩阵E 满足一致性要求。计算结果如表3。

表3 判断矩阵E 一致性检验结果Tab. 3 Consistency test results of judgment matrix E

由表3 可知，CR=0.022＜0.1，表明判断矩阵E具 有 一 致 性 ，w=（0.2838,0.2387,0.0796,0.1592,0.2387）为二级指标对于一级指标的权重值。按照各权重值大小得到父母对智能童鞋五类功能需求排序的目标层影响程度，即“精准定位＞控温舒适= 运动数据监测＞健康成长指导＞智能提醒”。

2.2 智能童鞋感性需求分析结果

2.2.1 感性词汇语义差数据分析

对父母打分评价的9 个样品款式图的每一对感性词汇进行求和并计算平均值(四舍五入，精确到3 位），结果如表4、5 所示。以“轻巧的—笨重的”词汇为例，均值越大，语义感性印象趋向上者（“轻巧的”），反之趋于下者（“笨重的”）。由表4可知，每款智能童鞋样品给予父母的语义感性印象有较大差异。例如大多数父母对样品1 的感性词汇偏向“独特的（3.083 ＞3）、难用的（2.438 ＜3）”；而对 2～9 号样品的感性语义印象倾向“轻巧的、难用的”、“难用的”、“精致的、难用的”、“轻巧的、透气的、活泼的、难用的”、“轻巧的、短暂的”、“轻巧的、难用的、短暂的”、“轻巧的、难用的”、“轻巧的、难用的”。整体来看，各感性语义词汇代表的突出印象也有较大区别，对应的样品号评价得分较高趋于8 号样品、得分较低趋于3 号样品（表5）。综合评判8 号样品图可以进入智能童鞋的款式设计借鉴方案。

表4 各样品款式图感性语义词汇得分均值Tab. 4 Mean score of perceptual vocabulary in style chart of each sample

表5 各感性语义词汇极值描述统计Tab.5 Descriptive statistics of extreme values of each perceptual vocabulary

2.2.2 感性语义词汇因子分析

为进一步分析父母对智能童鞋款式的感性需求，通过SPSS 26.0 软件对9 款样品款式图的感性语义词汇均值进行探索性因子分析，确定父母对智能童鞋款式风格的感性认知，借助KMO 值（大于0.7 可进行因子分析）和Bartlett 显著性进行检验。经检验，KMO 值为 0.873，显著性为0.000，可以进行因子分析，分析结果如表6 所示。由表可知，因子分析提取了两个主成分，其累计总方差贡献率为72.641%。表明对原有因子解释损失较少，前两个主成分包括了智能童鞋感性形容词的绝大部分信息，能够较好地解释对智能童鞋款式样本的感性评价[14]。

表6 总方差解释Tab.6 Total variance explained

同时，为深入研究两个主因子成分组成，使得因子成分更加具象，采用凯撒正态化最大方差法对因子载荷矩阵进行旋转（见表7），各个形容词汇变量和因子之间的关系可以借助因子载荷量确定，其值越大，变量和因子之间相关性更强。由表可知，旋转后的两个成分第一类成分是“透气的、轻巧的、精致的、柔和的、活泼的”。结合样品图发现这些变量主要基于智能童鞋款式的整体生理感觉舒适程度来进行感性评价，因此定义为“舒适性”因子。第二类成分是“持久的、易操作的、独特的、时尚的”，因变量偏向于从智能童鞋款式的智能科学设计属性来进行评价，将其命名为“科学性”因子。由此可以看出父母对这些形容词词汇的感性认知度较高，这些词汇代表了父母对智能童鞋款式的感性需求偏好。这为智能童鞋款式在舒适性、科学性开发方面提供了一定的参考。

表7 旋转后的因子载荷矩阵Tab. 7 Factor loading matrix after rotation

3 结论

（1）基于文献资料梳理和专家建议归纳出智能童鞋的五大类功能，同时运用层析分析法得到父母对其功能排序：精准定位第一，控温舒适、运动数据监测并列第二，健康成长指导、智能提醒分列第四和第五；

（2）在智能童鞋功能需求排序基础上，借助感性工学法发现父母对智能童鞋不同款式的整体感性认知印象有较大差异；同时主成分法确定父母对智能童鞋款式的感性需求主要是“舒适性”和“科学性”两个因子；

（3）层次分析和感性工学相结合的方法为设计师在智能服饰的款式开发等方面提供新的设计思路。