卷煙感官評價(jià)中小組得分的兩階段統(tǒng)計(jì)法

王明鋒 ，趙建華 ，蘭海強(qiáng) ，宮玉鵬 ，朱保昆*

1.紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司技術(shù)中心，昆明市紅錦路367號 650231 2.云南財(cái)經(jīng)大學(xué)統(tǒng)計(jì)與數(shù)學(xué)學(xué)院，昆明市龍泉路237號 650221

卷煙感官評價(jià)是卷煙產(chǎn)品檢驗(yàn)、開發(fā)與維護(hù)的常用手段。其評價(jià)過程通常由多個(gè)評價(jià)員組成的評價(jià)小組完成，以減小單個(gè)評價(jià)員帶來的隨機(jī)性誤差。為了統(tǒng)計(jì)小組得分，常用簡單平均法，即直接對小組中各評價(jià)員的評分求平均值。簡單平均法簡單易用，但當(dāng)評價(jià)小組中存在評價(jià)不準(zhǔn)確的評價(jià)員時(shí)，容易對最終評價(jià)結(jié)果造成影響。為了降低評價(jià)不準(zhǔn)確的評價(jià)員帶來的影響，常用拉依達(dá)準(zhǔn)則、格羅布斯準(zhǔn)則、狄克遜準(zhǔn)則等方法剔出感官評價(jià)異常值［1-4］。然而，這些方法應(yīng)用于感官評分存在明顯缺陷：其一，從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度來說，這些方法僅適用于一維數(shù)據(jù)，而感官評分是一個(gè)多維向量（由多個(gè)特征的評分構(gòu)成），如將這些方法用于感官評分，只能對每個(gè)感官特征使用，這樣在每個(gè)特征上均存在錯(cuò)誤的概率，在整個(gè)向量上累積的錯(cuò)誤概率就變得較大［5］；其二，從卷煙風(fēng)格特征評價(jià)角度來說，卷煙樣品的鮮明特征/香韻相對較容易把握，評價(jià)結(jié)果可能較為一致，而某些特征相對較難把握，不同人的感受不同，這些特征的評分值是正常感受或是異常值較難區(qū)分?；谏鲜鰞煞矫嬖?，更為科學(xué)的做法是在綜合多維向量整體上來做判斷，判斷評價(jià)員對樣品的整體評價(jià)結(jié)果是否異于大多數(shù)人，而不是孤立地判斷在某個(gè)特征上是否有異常值。因此，提出一種新的計(jì)算小組得分的兩階段統(tǒng)計(jì)法：階段一通過三因素方差分析和多重比較法先剔除與其他評價(jià)員不一致的評價(jià)員；階段二對剩下一致的評價(jià)員的評分計(jì)算平均值。兩階段統(tǒng)計(jì)法能夠消除異常評價(jià)員帶來的影響，得到準(zhǔn)確的小組評價(jià)結(jié)果，從而為卷煙感官評價(jià)提供更為準(zhǔn)確可靠的工具。本研究中以中式卷煙風(fēng)格感官評價(jià)方法［6-9］為例演示兩階段統(tǒng)計(jì)法如何消除異常評價(jià)員帶來的影響，但該方法也適用于其他卷煙感官評價(jià)方法。

1 樣品與方法

1.1 樣品

選取10個(gè)代表性品牌卷煙樣品作為研究對象，分別為：“白沙（硬）”、“紅旗渠（天河之星）”、“黃鶴樓（軟藍(lán)）”、“金圣（硬）”、“蘭州（硬珍品）”、“利群（長嘴）”、“云煙（軟珍品）”、“長白山（東方神韻）”、“中華（軟）”、“中南海（藍(lán)色風(fēng)尚）”。

1.2 評吸方法

評吸小組由經(jīng)過中式卷煙感官評價(jià)方法培訓(xùn)的卷煙調(diào)香師班學(xué)員及項(xiàng)目組成員組成，共 9人，應(yīng)用中式卷煙風(fēng)格感官評價(jià)方法對卷煙樣品進(jìn)行兩次不同時(shí)間的感官評價(jià)。中式卷煙風(fēng)格感官評價(jià)方法是在香味輪廓評吸法的基礎(chǔ)上，從感官品質(zhì)特征（包括12個(gè)指標(biāo)）和風(fēng)格特征（包括34個(gè)指標(biāo)）兩個(gè)方面（共46個(gè)指標(biāo)）對卷煙進(jìn)行評價(jià)，全面涵蓋中式卷煙風(fēng)格感官特征評價(jià)的各個(gè)部分，能夠?qū)頍熯M(jìn)行定性分析和定量比較。

1.3 分析方法

針對每次的評吸數(shù)據(jù)，分別采用簡單平均法和兩階段統(tǒng)計(jì)法計(jì)算小組得分。計(jì)算過程采用MATLAB 2011完成。

2 結(jié)果與討論

2.1 簡單平均法

對第一次和第二次評吸數(shù)據(jù)，用簡單平均法計(jì)算每次評吸小組得分，用三因素方差分析［10］和多重比較法［11］分析這兩次評價(jià)結(jié)果是否存在差異。其中因素一：感官特征（46水平）；因素二：卷煙樣品（10水平）；因素三：評價(jià)時(shí)間（2水平）。分析結(jié)果如表1和圖1所示。由表1可知，用簡單平均法計(jì)算第一次和第二次小組得分，兩次評價(jià)的P值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.001，說明簡單平均法得到的第一次和第二次評價(jià)結(jié)果存在極顯著差異；從圖1也可以非常直觀地看到，用簡單平均法得到的第一次和第二次評價(jià)結(jié)果存在明顯差異。

表1 簡單平均法得兩次評價(jià)小組得分的方差分析結(jié)果

圖1 兩次評吸小組感官特征評分多重比較圖（簡單平均法）

2.2 兩階段統(tǒng)計(jì)法

2.2.1 第一階段

第一階段主要通過三因素方差分析和多重比較法剔除與其他評價(jià)員不一致的評價(jià)員，3個(gè)因素分別為感官特征（46水平）、卷煙樣品（10水平）、評價(jià)員（9水平）。以第一次評價(jià)為例，通過三因素方差分析，先判斷各評價(jià)員之間的評價(jià)是否一致，結(jié)果如表2所示。由表2可知，對9位評價(jià)員評吸數(shù)據(jù)所計(jì)算的P值遠(yuǎn)小于0.001，說明這9位評價(jià)員的評價(jià)存在極顯著差異。計(jì)算兩次評吸數(shù)據(jù)中品質(zhì)特征和風(fēng)格特征方差，結(jié)果分別為0.26和0.19，其中品質(zhì)特征的方差明顯大于風(fēng)格特征的方差，說明小組中各評價(jià)員在品質(zhì)特征上的評價(jià)波動性較大。

接下來將品質(zhì)特征和風(fēng)格特征分開研究，通過方差分析和多重比較法，分別剔除在品質(zhì)特征和風(fēng)格特征不一致的評價(jià)員。通過三因素方差分析判斷各評價(jià)員在品質(zhì)特征方面評價(jià)是否顯著不一致，結(jié)果見表3。由表3可見，評價(jià)員因素的P值遠(yuǎn)小于0.001，表明在品質(zhì)特征方面的評價(jià)顯著不一致。

表2 整體評吸結(jié)果方差分析結(jié)果

表3 品質(zhì)特征評吸結(jié)果方差分析結(jié)果

采用多重比較法尋找哪些評價(jià)員的評價(jià)不一致，結(jié)果如表4所示。由表4可見，評價(jià)員1，6的評分與其他評價(jià)員明顯不同。若剔除評價(jià)員1，6后，其余評價(jià)員兩兩之間的置信上限和置信下限將均包括“0”，說明其余評價(jià)員兩兩之間的評價(jià)結(jié)果沒有明顯差異。由此可判斷評價(jià)員1，6與其余評價(jià)員不一致，故在計(jì)算小組得分時(shí)應(yīng)將其剔除。

對余下的7位評價(jià)員組成的評價(jià)小組進(jìn)行三因素方差分析，結(jié)果如表5所示。由表5可知，剔除不一致評價(jià)員1，6后，評價(jià)員因素的P值為0.16，大于0.05，說明余下的7位評價(jià)員評分已沒有顯著差異。

再對風(fēng)格特征評吸數(shù)據(jù)重復(fù)以上過程，先利用三因素方差分析判斷是否存在評價(jià)員差異，若存在差異，再利用多重比較法找出差異來源，剔除評價(jià)不一致的評價(jià)員。經(jīng)以上分析過程，可得評價(jià)員1，6的評分與其他評價(jià)員在風(fēng)格特征上也存在著顯著的差異。因此，剔除了評分異常的評價(jià)員1，6。對余下的7位評價(jià)員組成的評價(jià)小組進(jìn)行了三因素方差分析，結(jié)果如表6所示。這里的因素一為風(fēng)格特征（34水平）。由表6可知，剔除不一致評價(jià)員1，6后，評價(jià)員因素的P值為0.10，說明余下的7位評價(jià)員評分已沒有顯著差異。

綜合品質(zhì)特征和風(fēng)格特征的分析結(jié)果，評價(jià)員1，6在這兩類特征上均與其余評價(jià)員存在顯著差異，說明評價(jià)員1，6可能還沒有較好掌握中式卷煙風(fēng)格感官評價(jià)方法，應(yīng)將其剔除。

2.2.2 第二階段

分別計(jì)算在品質(zhì)特征和風(fēng)格特征評價(jià)一致的評價(jià)員（即剔除了評價(jià)員1，6后，余下的7位評價(jià)員）評分的平均值，得到第一次評吸該小組的評價(jià)結(jié)果（即10個(gè)樣品，每個(gè)樣品46個(gè)平均特征值）。對第二次評吸數(shù)據(jù)也采用兩階段統(tǒng)計(jì)法計(jì)算小組評價(jià)結(jié)果。剔除不一致評價(jià)員評價(jià)結(jié)果后，對兩次不同時(shí)間用兩階段統(tǒng)計(jì)法計(jì)算的評價(jià)結(jié)果進(jìn)行三因素方差分析和多重比較，結(jié)果如表7和圖2所示。由表7可知，用兩階段統(tǒng)計(jì)法計(jì)算第一和第二次評吸的小組得分，兩次評價(jià)的P值為0.47，大于0.05，說明用兩階段統(tǒng)計(jì)法計(jì)算的第一和第二次評吸的小組評價(jià)結(jié)果之間不存在顯著差異；由圖2也可看出兩次評吸小組得分均落在了［2.60，2.63］區(qū)間內(nèi)，可以肯定第一和第二次評吸小組得分差異不顯著。兩階段統(tǒng)計(jì)法的結(jié)果表明中式卷煙感官評價(jià)方法在不同時(shí)間的評價(jià)結(jié)果一致，這也間接說明中式卷煙感官評價(jià)方法是一種穩(wěn)定可靠的評價(jià)方法。相比之下，簡單平均法由于受評價(jià)不準(zhǔn)確的評價(jià)員的影響，得到在不同時(shí)間的評價(jià)結(jié)果不一致的錯(cuò)誤結(jié)論。

表4 品質(zhì)特征評價(jià)結(jié)果多重比較

表5 剔除不一致評價(jià)員后的品質(zhì)特征評價(jià)結(jié)果方差分析

表6 剔除不一致評價(jià)員的風(fēng)格特征評價(jià)結(jié)果方差分析

表7 兩階段統(tǒng)計(jì)法的兩次評吸小組得分的方差分析結(jié)果

圖2 兩階段統(tǒng)計(jì)法的兩次評吸小組得分多重比較圖

3 結(jié)論

簡單平均法得到的第一次和第二次評價(jià)結(jié)果存在極顯著差異。采用兩階段統(tǒng)計(jì)法對兩次評價(jià)結(jié)果進(jìn)行了分析，即階段一通過三因素方差分析和多重比較法先剔除與其他評價(jià)員差異較大的評價(jià)員，階段二再對剩下評價(jià)員的評分計(jì)算平均值。通過該方法清晰地分析出兩次評價(jià)結(jié)果存在差異的原因，剔除了不一致評價(jià)員的評價(jià)結(jié)果后，第一和第二次評吸的小組評價(jià)結(jié)果之間不存在顯著差異。說明簡單平均法得到的結(jié)論有誤。兩階段統(tǒng)計(jì)法可作為一種分析方法應(yīng)用于卷煙感官評價(jià)領(lǐng)域的統(tǒng)計(jì)分析中，以消除異常評價(jià)員帶來的影響，確保對卷煙產(chǎn)品感官質(zhì)量進(jìn)行客觀、公正的評價(jià)和分析。

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