灰色決策和聚類分析在卷煙感官質量評價中的應用

黃清芬 王玉勝

摘要 [目的]采用灰色決策和聚類分析評價卷煙感官質量。[方法]對市場上30種不同牌號卷煙進行灰色決策和聚類分析。[結果]在注重指標權重的情況下，不同編號卷煙感官質量的得分由高到低依次為28、30、26、25、29、27、20、19、18、24、21、17、15、23、13、16、12、22、14、10、11、8、9、7、65、3、2、1、4。編號28卷煙和編號30卷煙感官質量得分優(yōu)于其他規(guī)格的卷煙，綜合效果測度值分別為0.994和0.992，編號4卷煙感官質量得分最低，綜合效果測度值是0.895。系統(tǒng)聚類將30種牌號的卷煙分為4類：第1類包含7個規(guī)格的卷煙，編號分別為5、9、6、11、12、10、7；第2類包含4個規(guī)格的卷煙，編號分別為2、3、1、4；第3類包含11個規(guī)格的卷煙，編號分別為21、28、24、27、20、30、22、23、25、26、29；第4類包含8個規(guī)格的卷煙，編號分別為14、15、19、8、13、16、17、18。[結論]該研究結果為卷煙質量評價提供了理論依據(jù)。

關鍵詞 卷煙；灰色局勢決策；聚類分析；感官質量

中圖分類號 TS41+1文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0014-03

Abstract [Objective] The grey decision and cluster analysis were used to evaluate the sensory quality of cigarettes. [Method] Through grey decision and cluster analysis， 30 kinds of cigarettes in the market were made a sensory quality appraisal. [Result] When the weight of characters was considered， the order of sensory quality appraisal of cigarettes was 28， 30， 26， 25， 29， 27， 20， 19， 18， 24， 21， 17， 15， 23， 13， 16， 12， 22， 14， 10， 11， 8， 9， 7， 65， 3， 2， 1 and 4. The comprehensive measure values of No.28 and No.30 cigarette were 0.994 and 0.992， and had greatest performance， while the comprehensive measure values of No.4 cigarette was 0.895， and had poorest performance. The 30 kinds of cigarettes were classified into 4 categories as followed： the first category included 5，9，6，11，12，10 and 7；the second category included 2，3，1 and 4；the third category included 21，28，24，27，20，30，22 and 23；the fourth category included 14，15，19，8，13，16，17，18；25，26 and 29. [Conclusion] The result provides reference for the quality evaluation of cigarette.

Key words Cigarette；Grey decision；Cluster analysis；Sensory quality

目前，卷煙產(chǎn)品在市場上的競爭日趨激烈，卷煙質量的優(yōu)劣直接關系到卷煙工業(yè)企業(yè)的效益和發(fā)展。如何科學合理地對卷煙感官質量進行評價，是卷煙生產(chǎn)與評價工作的一個非常重要的環(huán)節(jié)。過去對卷煙評價經(jīng)常依靠經(jīng)驗進行直觀分析，或采取單個指標進行分析，有時又要受到主觀因素的影響，因此，不能全面正確地對卷煙進行質量評價。由于對卷煙評價時需要考慮很多因素[1-3]，而且各個指標之間有較強的相關性，這給卷煙感官質量評價帶來一定的困難。因此，將影響卷煙感官質量的主要因素以統(tǒng)一綜合指標來衡量，對卷煙質量評價更具有現(xiàn)實意義。

灰色系統(tǒng)理論是鄧聚龍教授首先提出并創(chuàng)立的一門新興學科，是基于數(shù)學理論的系統(tǒng)工程學科[4-5]，主要解決一些包含未知因素的特殊領域的問題，廣泛應用于農(nóng)業(yè)、地質、氣象等學科，在玉米、小麥品種綜合評價中得到了應用[6-11]，并取得了很好的綜合評價效果。筆者運用灰色局勢決策和聚類分析對雙喜牌號下不同規(guī)格卷煙的感官質量進行了評價，以期為卷煙質量評價提供理論依據(jù)和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 分析指標

分析數(shù)據(jù)來自于廣東卷煙市場部分不同規(guī)格卷煙的檢測數(shù)據(jù)。其中，卷煙編號及其感官質量指標見表1，按照GB/T 5606.6—2005的要求，選取光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味6個指標對卷煙感官質量進行評價。

1.2 灰色局勢決策

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對30個不同規(guī)格的卷煙進行系統(tǒng)聚類分析。

2 結果與分析

2.1 灰色局勢決策

事件為卷煙感官評價，設為ai。對策為不同規(guī)格卷煙，設為bj，局勢Sij=（ai，bj），選取光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味6個指標對不同規(guī)格卷煙的感官質量進行評價（表1），并依據(jù)公式（1）對該6個指標進行計算，根據(jù)專家賦值，光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味6個指標的權重依次為0.30、0.20、0.10、0.20、0.15、0.05，由此可得到不同規(guī)格卷煙的各個性狀加權效果測度值，并對測度值進行求和，得出不同規(guī)格卷煙的綜合評價得分（表2）。根據(jù)灰色局勢決策原理，綜合效果測度值與評價結果呈正相關。因此，rij效果測度值越大，則卷煙的感官評價得分越高。

由表2可知，在注重性狀權重的情況下，不同編號卷煙感官質量的得分從大到小依次為28、30、26、25、29、27、20、19、18、24、21、17、15、23、13、16、12、22、14、10、11、8、9、7、65、3、2、1、4。其中編號28卷煙感官質量的綜合效果測度值是 0.994，得分最高，其次是編號30卷煙，綜合效果測度值為0.992，編號4卷煙綜合效果測度值是0.895，感官質量得分最低，該分析結果與卷煙在市場上的實際情況基本一致。

2.2 聚類分析結果

由圖1和表3可知，20個不同規(guī)格的卷煙分為4類，第1類包含7個規(guī)格的卷煙，編號分別為5、9、6、11、12、10、7；該類別6個評價指標的均值依次為光澤（4.910）、香氣（26.498）、協(xié)調（4.858）、雜氣（9.393）、刺激性（16.430）、余味（20.983）。

第2類包含4個規(guī)格的卷煙，編號分別為2、3、1、4；該類別6個評價指標的均值依次為光澤（5.000）、香氣（27.530）、協(xié)調（4.960）、雜氣（10.170）、刺激性（17.336）、余味（21.651）。

第3類包含11個規(guī)格的卷煙，編號分別為21、28、24、27、20、30、22、23、25、26、29；該組別6個評價指標的均值依次為光澤（5.000）、香氣（28.741）、協(xié)調（5.018）、雜氣（10.778）、刺激性（17.921）、余味（22.045）。

第4類包含8個規(guī)格的卷煙，編號分別為14、15、19、8、13、16、17、18；該組別6個評價指標的均值依次為光澤（5.000）、香氣（29.982）、協(xié)調（5.207）、雜氣（10.924）、刺激性（18.064）、余味（22.404）。

組別1的6個評價指標的均值均低于其他3個組別；組別4的6個評價指標的均值均高于其他組別。

3 結論與討論

結合光澤、香氣、協(xié)調、雜氣、刺激性、余味 6個影響卷煙感官質量的指標，運用灰色局勢決策將30個不同規(guī)格的卷煙進行感官質量得分排序，結果表明，在注重性狀權重的情況下，不同編號卷煙感官質量的得分由高到低依次為28、30、26、25、29、27、20、19、18、24、21、17、15、23、13、16、12、22、14、10、11、8、9、7、65、3、2、1、4。根據(jù)感官質量指標對30個規(guī)格的卷煙進行了聚類分析，30個不同規(guī)格的卷煙分為4類：第1類包含7個規(guī)格的卷煙，編號分別為5、9、6、11、12、10、7；第2類包含4個規(guī)格的卷煙，編號分別為2、3、1、4；第3類包含11個規(guī)格的卷煙，編號分別為21、28、24、27、20、30、22、23、25、26、29；第4類包含8個規(guī)格的卷煙，編號分別為14、15、19、8、13、16、17、18；分類結果與市場上對不同卷煙的評價基本一致。

運用灰色局勢決策法解決了灰色關聯(lián)度法需要構建參考品種的難點，克服了傳統(tǒng)方差分析和回歸分析等方法僅從單一指標入手導致的偏頗，能夠多層次綜合多個目標性狀，客觀、全面地反映每一個目標的特征，做出參試材料的優(yōu)劣排序，提高了評價的準確性。同時，灰色局勢決策原理易懂，計算簡便，方便掌握和運用，因此，可將其作為卷煙質量評價的綜合量化評價方法。同時，在實際工作和生產(chǎn)中，利用灰色局勢決策方法對參試材料進行評價時，應根據(jù)生產(chǎn)實際科學合理地確定各指標權重，從而有利于更準確、合理地評價參選材料。

聚類可以客觀地反映參試卷煙的品質特征，也能一定程度上反映卷煙間的相互關系，從而分辨出不同類別的卷煙。利用灰色局勢決策方法并結合聚類分析，能夠對不同規(guī)格卷煙質量有較為全面、客觀的評價，為卷煙質量評價提供了新的思路和方法。

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