基于SAPAD-AHP-VIKOR集成方法的数字创意设计工作台用户中心设计与评价研究

《Applied Sciences》：User-Centered Design and Evaluation of a Workbench for Design Practitioners Using an Integrated SAPAD-AHP-VIKOR Approach

　　

数字创意工作日益涉及多种数字工具、跨学科协作，以及信息检索、数字绘图、设备操作、模型制作和设计修改之间的反复转换。现有工作台主要面向通用办公或传统绘图场景设计，对这些相互关联的活动支持有限。本研究提出一种集成的SAPAD-AHP-VIKOR设计流程，用于设计从业者的工作台。研究人员通过用户观察和半结构化访谈，构建用户旅程并收集行为数据；随后采用SAPAD建立行为—产品—意义映射，并归纳出通用意义簇；采用AHP对识别出的需求进行排序、计算准则权重并进行一致性分析；将所得权重纳入VIKOR，对三个工作台备选方案进行评价与排序，并开展准则权重敏感性分析。方案3取得最低Q值，并在所测试的单准则及联合权重扰动场景下始终保持最优排名。基于该结果，研究人员通过整合多姿态屏幕调节、自适应照明、纸张与3D打印、高度调节、配件收纳及输入设备整理，开发了一款数字创作集成工作台。研究结果表明，SAPAD-AHP-VIKOR集成方法能够在本案例中支持设计需求提取、需求权重确定及备选方案评价，为设计工作站等办公产品的早期设计决策提供了可参考的需求分析与设计流程。

基于SAPAD-AHP-VIKOR集成方法的数字创意设计工作台用户中心设计与评价研究——论文解读

一、研究背景与问题提出

近年来，数字技术与网络协作平台逐步融入设计实践，使设计过程日趋复杂。相关调查显示，协作工具已贯穿设计全流程，支持快速反馈、持续协作与多角色参与；同时，人工智能与机器学习技术也开始介入数据收集、方案生成与设计决策支持。这意味着设计工作环境不仅需要满足传统绘图与办公需求，还需适应日益增多的数字工具和持续变化的工作流程。然而，现有设计工作台主要分为三类：通用电脑桌、专业绘图桌和自组装工作台。通用电脑桌主要面向日常办公与电脑操作，对数字屏幕、多显示器及原型制作设备的适应性有限；专业绘图桌主要服务传统手绘与纸质工作，对数字创作中的多设备协作支持不足；自组装工作台虽配置灵活，但容易出现设备布局分散、线缆杂乱、功能模块衔接不佳等问题。此外，座椅、桌面高度、显示设备位置及操作区布局会直接影响用户工作状态，不合理的工作台配置可能增加颈肩、腰背及上肢肌肉骨骼不适的风险。

在研究方法层面，现有工作台研究在用户需求识别、功能优化与设计转化方面已有一定基础，如Kano模型与QFD的结合、模糊AHP与TRIZ的集成等，但多集中于对既有功能需求的分类、排序与转化，对如何从连续工作行为中识别潜在需求关注不足。SAPAD方法虽能建立用户行为、产品对象与使用意义之间的映射关系，但单独使用难以判断各需求的相对重要性；AHP可计算需求权重，但未涉及多方案综合评价；VIKOR方法虽已广泛应用于制造、材料选择等领域，但在办公家具设计领域应用仍相对有限。因此，现有研究缺乏一条从连续工作行为出发，贯通潜在需求识别、需求权重确定与多方案权衡评价的集成方法链。

二、研究目的与意义

本研究以设计从业者的工作台为研究对象，围绕数据检索、数字绘图、设备切换、模型制作与方案修改等连续工作环节，构建SAPAD-AHP-VIKOR集成设计流程。其独特贡献在于将需求识别、需求排序与设计方案选择整合为统一流程，为专业工作台设计提供新的应用视角，也为多设备协作、频繁任务切换的工作空间研究提供可参考的分析路径。

三、关键技术方法

研究人员采用三种主要方法：SAPAD（基于符号学理论，从行为、产品、意义三个维度建立映射关系，通过六层意义分析将分散意义点聚类为通用意义簇）；AHP（层次分析法，通过专家两两比较构建判断矩阵，计算指标权重并进行一致性检验）；VIKOR（多准则妥协排序法，综合考虑群体效用最大化与个体遗憾最小化，对备选方案进行排序）。研究样本来源为武汉某设计公司的15名设计从业者（年龄25至35岁，从事工业设计相关工作，工作经验三年以上），另有10名设计相关专家参与需求聚类评审与AHP评价，10名额外设计从业者参与方案评价。

四、研究结果

4.1 用户行为研究与数据收集。 通过用户观察与半结构化访谈，研究人员将设计工作过程划分为创作前准备、创作进行、创作完成三个阶段，构建用户旅程图，识别出3个活动模块、6项任务、13项子任务及24个行为相关对象。

4.2 SAPAD模型构建。 基于行为—产品映射，研究人员在六个层面开展行为—意义映射：物理层包含24个相关产品，句法层包含12个行为动作，经验层包含15个用户行为解读，语义层包含14个内在想法，语用层和社会层包含13个用户期望。通过聚类分析，最终获得6个通用意义簇：桌面布局步骤繁琐、固定屏幕灵活性不足、桌面空间利用率低、反射频繁打断创作、作品无法及时打印、桌椅不匹配导致腰背疼痛。

4.3 AHP需求权重评价。 以设计从业者工作台需求评价为目标层，6个通用意义簇为准则层，构建层次分析模型。10名专家基于Saaty 1至9标度进行两两比较，经几何平均法汇总后，判断矩阵最大特征值约为6.2037，一致性比率CR=0.03286，小于0.1，通过一致性检验。权重结果显示，作品无法及时打印和桌椅不匹配导致腰背疼痛权重最高，为核心需求。进一步综合各层面分析，归纳出三个多层级核心需求主题：多屏协作与屏幕灵活调节、打印与原型制作集成、人体工学与自适应环境。

4.4 设计元素转化。 通过核心意义簇—行为相关对象—组件系统的映射，研究人员将需求转化为六个组件系统：集成打印系统、桌面升降与人体工学系统、多姿态屏幕系统、自适应照明系统、快速输入与键鼠收纳系统、配件收纳系统。

4.5 VIKOR方案评价。 研究人员设计了三个工作台备选方案，由10名额外设计从业者按1至9分制评分。以AHP权重作为指标权重，计算正负理想解、群体效用值、个体遗憾值与折中值。结果显示，方案3在整体效用、最差指标表现及综合折中结果方面均优于方案1和方案2，排序为方案3、方案2、方案1。

4.6 敏感性分析。 对6个准则权重分别进行?20%和+20%的单准则扰动，以及M5和M6的联合扰动（各5个扰动水平，共25种权重组合情景），重新计算VIKOR值。所有扰动情景下，方案排序均保持为方案3、方案2、方案1，表明方案3在不同权重条件下均保持稳定最优地位，评价结果具有良好鲁棒性。

4.7 设计优化。 以方案3为最终设计方案，整合多姿态屏幕调节、自适应照明、纸张与3D打印、桌面升降、配件收纳与快速输入等功能模块。整体设计采用科技感模块化形式，银色金属框架搭配黑色工作台面，中央主显示模块可多角度倾斜调节，右侧旋转机械臂连接副屏实时显示3D打印进度，桌面下方提供高度可调支撑结构，支持坐站交替工作状态。

五、结论与讨论

研究结论表明，SAPAD-AHP-VIKOR集成方法能够在本案例中支持设计需求提取、需求权重确定及备选方案评价，为设计工作站等办公产品的早期设计决策提供了可参考的分析流程。然而，由于经费限制，研究尚未完成工作台实体原型制作，也未开展基于实际原型的用户测试，研究结论主要基于行为研究、专家评价与方案比较结果。后续研究将继续推进原型制作，并通过实际工作场景中的用户测试进一步评估其可用性。