基于大數(shù)據(jù)的電機(jī)性價(jià)比評(píng)價(jià)方法探索

摘要：商用空調(diào)中電機(jī)的成本占整體成本的比重較大，研發(fā)過程中需要對(duì)其成本合理性進(jìn)行重點(diǎn)審視，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興技術(shù)的出現(xiàn)，可以借助現(xiàn)有的歷史數(shù)據(jù)，為電機(jī)成本的評(píng)判建立一定分析依據(jù)，并分析不同自變量的因素影響，結(jié)合電機(jī)選型進(jìn)行綜合分析，本文闡述了大數(shù)據(jù)相關(guān)概念及電機(jī)冷/價(jià)比（空調(diào)冷量/電機(jī)成本）構(gòu)成的主要成分，通過運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，對(duì)電機(jī)的成本/空調(diào)冷量構(gòu)成建立模型，并結(jié)合整體數(shù)據(jù)分布情況，得出相關(guān)分析意見，對(duì)性價(jià)比評(píng)價(jià)方法得出一定經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)、商用電機(jī)、成本冷/價(jià)比、SPSS、多元線性回歸

引言

商用空調(diào)中電機(jī)屬于“心臟”部分，據(jù)內(nèi)部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，電機(jī)占到空調(diào)平均成本的30%以上（水冷、多聯(lián)、單元等機(jī)型），一款電機(jī)的成本的性價(jià)比，將直接決定整機(jī)成本的合理性，而其中如何去評(píng)估電機(jī)的成本構(gòu)成，傳統(tǒng)是按照參照電機(jī)（原型電機(jī)）的歷史數(shù)據(jù)，通過做對(duì)比來實(shí)現(xiàn)差價(jià)估計(jì)，但因受不同廠家工藝、技術(shù)方案的差異，往往評(píng)估出來的價(jià)格，與實(shí)際核價(jià)（最終定價(jià)），存在較大的差異，以此來計(jì)算電機(jī)的冷/價(jià)比（制冷量/成本），則誤差更大。在現(xiàn)今大數(shù)據(jù)日益發(fā)展的今天，我們可以考慮通過大數(shù)據(jù)基本分析思路，結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)中的一些基礎(chǔ)理論，借鑒已有的數(shù)據(jù)分布，采用大數(shù)據(jù)分析軟件，來推導(dǎo)出評(píng)估電機(jī)成本的合理模型。

一、項(xiàng)目研討背景：

①大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢(shì)：在互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展的前提下，人們所產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)也隨之增多。例如微信聊天、網(wǎng)上購物、乘坐公交地鐵、打電話等過程都在不斷的產(chǎn)生很多數(shù)據(jù)。我國的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存量也在不斷的增長。這些數(shù)據(jù)主要包含結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化兩種類別，數(shù)據(jù)單位從最開始的 GB 向最終的 ZB 急速增長，已經(jīng)大大超出了人們目前所能處理的范疇。在這樣巨大的數(shù)據(jù)庫里面，如何更好的加強(qiáng)數(shù)據(jù)管理，快速的使用數(shù)據(jù)以及高效處理數(shù)據(jù)等問題已經(jīng)越來越被人們所重視，在這樣的前提下，大數(shù)據(jù)時(shí)代隨之到來了。我國相關(guān)計(jì)劃顯示，要加強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等和現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)的相結(jié)合，從而不斷的推動(dòng)電子行業(yè)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等的健康發(fā)展，同時(shí)提出了我國在 5 ～ 10 年的時(shí)間內(nèi)，應(yīng)完成相關(guān)的大數(shù)據(jù)發(fā)展和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，隨后并提出了我國大數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。

現(xiàn)階段對(duì)于大數(shù)據(jù)的定義標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一。大數(shù)據(jù)課程內(nèi)容顯示：大數(shù)據(jù)就是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，它的容量非常大、類別較多，且關(guān)于數(shù)據(jù)集內(nèi)容的管理和儲(chǔ)存無法用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫工具來完成。它的特點(diǎn)不僅僅是大，還表現(xiàn)為一定的重要性和復(fù)雜性。大數(shù)據(jù)主要具備了以下特點(diǎn)：數(shù)據(jù)類別較多、處理數(shù)據(jù)速度較快、數(shù)據(jù)體量巨大、數(shù)據(jù)價(jià)值密度相對(duì)較低等。數(shù)據(jù)類別較多指的是數(shù)據(jù)的種類較為豐富，已經(jīng)不再是之前較為單一的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，其來源較為豐富;處理數(shù)據(jù)速度極快指的是在數(shù)據(jù)量較為龐大的狀況下，還依然能夠保證數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性;數(shù)據(jù)體量巨大主要指的是在現(xiàn)目前的規(guī)模較大的數(shù)據(jù)集中，數(shù)據(jù)量一般可以達(dá)到 10TB 至 1PB 之間;數(shù)據(jù)價(jià)值密度相對(duì)較低指的是在對(duì)數(shù)據(jù)聯(lián)系不斷的提起過程中，有用數(shù)據(jù)相對(duì)較少，如何通過相應(yīng)的手段加強(qiáng)算法來完成數(shù)據(jù)價(jià)值的有效提取，已經(jīng)成為了現(xiàn)目前大數(shù)據(jù)時(shí)代下必須應(yīng)當(dāng)解決的難題之一。

②商用空調(diào)電機(jī)存在現(xiàn)狀：商用空調(diào)中電機(jī)的主要作用，包括對(duì)房間進(jìn)行換熱循環(huán)、室外側(cè)冷媒與空氣熱交換、室內(nèi)新風(fēng)運(yùn)送等，可謂商用空調(diào)的“心臟”，其重要性不言而喻，而電機(jī)的大小選型一般取決商用空調(diào)的制冷量，一般冷量越大，所需要的換熱能力越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的電機(jī)功率則需要更大，通過分析商用空調(diào)的成本構(gòu)成，當(dāng)中電機(jī)的占比可達(dá)30%以上（不同機(jī)組電機(jī)占比有較大差異，室內(nèi)機(jī)電機(jī)成本占比可達(dá)60%），行業(yè)一般采用整機(jī)對(duì)應(yīng)冷量/電機(jī)成本的方式（冷/價(jià)比），整機(jī)冷量是明確的指標(biāo)，但成本存在變動(dòng)，如何有效、合理評(píng)價(jià)一款商用電機(jī)的成本，是現(xiàn)今各家電企業(yè)都必須面臨的一個(gè)難題。

二、本文介紹了對(duì)商用電機(jī)的數(shù)據(jù)分析方法。

首先對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)預(yù)處理，采用多元線性回歸分析方法，使用SPSS 軟件對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出相關(guān)系數(shù)，總結(jié)運(yùn)行規(guī)律，得出了電機(jī)沖片、電機(jī)功率、電機(jī)轉(zhuǎn)速三個(gè)影響因子與電機(jī)冷價(jià)比的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使用殘差分析方法對(duì)模型進(jìn)行了評(píng)價(jià)，模型的建立方法分為4 個(gè)步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、模型學(xué)習(xí)、輸出結(jié)果。將這4 個(gè)步驟總結(jié)可得出如圖1 所示的流程圖。

三、模型建立的流程：

電機(jī)成本構(gòu)成，在影響因子與電機(jī)成本總在一個(gè)最優(yōu)值上下浮動(dòng)。在找到這一關(guān)聯(lián)關(guān)系的基礎(chǔ)上，可計(jì)算出一組給定影響因子對(duì)應(yīng)的電機(jī)成本，最佳電機(jī)成本是決定整機(jī)性價(jià)比的前提。多元線性回歸能有效地挖掘出多個(gè)自變量與因變量之間的關(guān)聯(lián)系數(shù)，可以對(duì)海量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行快速分析。常用的曲線擬合方法是最小二乘法，常見軟件為SPSS。

3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

利用總結(jié)提煉已有電機(jī)的冷/價(jià)比——沖片——功率——轉(zhuǎn)速——使用機(jī)型等相關(guān)因素。但是針對(duì)不同機(jī)組的電機(jī)使用條件，可能會(huì)存在某些特殊情形，如：高端機(jī)組選用高靜音特制電機(jī)、適用于海島地區(qū)的高防腐性能電機(jī)、高濕環(huán)境下應(yīng)用的高密封防護(hù)電機(jī)，這些會(huì)形成成本的干擾因素，直接影響對(duì)數(shù)據(jù)模型的判斷，這些數(shù)據(jù)無法正確地反映出這些自變量和因變量的影響關(guān)系，對(duì)于分析結(jié)果影響很大，因此需要對(duì)原始數(shù)據(jù)先進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)部分極端值進(jìn)行剔除和篩選，提出非常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)合、特殊客戶需求、高端性能工序復(fù)雜等非常規(guī)電機(jī)數(shù)據(jù)，最后得到處理后的數(shù)據(jù)樣本。

3.2 模型建立

本文選用的影響因子為：電機(jī)沖片、電機(jī)功率、電機(jī)轉(zhuǎn)速; 被評(píng)估的能耗指標(biāo)為：整機(jī)冷量/電機(jī)成本。使用SPSS 軟件進(jìn)行多元線性回歸，將筆者單位近5年來的電機(jī)數(shù)據(jù)作為輸入進(jìn)行分析?？倲?shù)據(jù)條目數(shù)為698 條，數(shù)據(jù)庫格式如下：

通過SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)源的錄入，并運(yùn)行“多項(xiàng)Logistic”得出的結(jié)果為：

y =-0.008 8 x1 + 0.515 x2 + 0.001 x3

式中：y 表示電機(jī)冷/價(jià)比;x1表示電機(jī)轉(zhuǎn)速;x2表示電機(jī)沖片尺寸;x3表示電機(jī)功率。

四、模型評(píng)價(jià)

對(duì)得到的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行解讀：

1、電機(jī)轉(zhuǎn)速每上升（下降）1轉(zhuǎn)，冷/價(jià)比會(huì)相應(yīng)下降（上升）0.0088，即電機(jī)轉(zhuǎn)速每上升（下降）100轉(zhuǎn)，則冷/價(jià)比相應(yīng)下降（上升）0.8，此點(diǎn)與電機(jī)n=T/P關(guān)系一致，即相同涉及扭矩下，轉(zhuǎn)速與功率成反比，轉(zhuǎn)速越高（低），功率需求越低（高），冷/價(jià)比亦可更低（高）;

2、電機(jī)沖片每上升（下降）1mm，冷/價(jià)比會(huì)相應(yīng)上升（下降）0.515，即沖片越大，電機(jī)成本越高，此點(diǎn)符合常規(guī)電機(jī)開發(fā)的認(rèn)知;

3、電機(jī)功率每上升（下降）1W，冷/價(jià)比會(huì)相應(yīng)上升（下降）0.001，即電機(jī)功率每上升（下降）100W，則冷/價(jià)比相應(yīng)上升（下降）0.1，功率越大，所需電機(jī)成本越高，但在經(jīng)驗(yàn)較豐富的空調(diào)廠商，采用較科學(xué)的電機(jī)選型方法后，其對(duì)應(yīng)的整機(jī)冷量也同步上升，因此冷/價(jià)比基本持平（或者說影響較?。?

根據(jù)模型分析結(jié)果，對(duì)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的偏差進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出R、R 平方、調(diào)整后R平方、標(biāo)準(zhǔn)偏斜度錯(cuò)誤，結(jié)果如表1。R 表示復(fù)相關(guān)系數(shù)，R 越大，線性關(guān)系越密切。表1 顯示R = 0.743，可認(rèn)為電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)沖片尺寸、電機(jī)功率這3 個(gè)量與電機(jī)冷/價(jià)比的關(guān)系較為密切。

表2 展示了模型的系數(shù)及顯著性檢驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)系數(shù)（ 電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)沖片、電機(jī)功率的系數(shù)） 的顯著性都為0，明顯低于0.05?？烧J(rèn)為模型系數(shù)與樣本之間的差異為純機(jī)會(huì)變異; 之前的假設(shè)與真實(shí)情況是一致的。

表3 展示了模型的殘差估計(jì)結(jié)果：在632個(gè)正誤差之中，最大值是34.89，中位數(shù)是4.46，說明大部分正誤差維持在一個(gè)比較小的水平。出現(xiàn)最大值偏差較大，不排除與部分電機(jī)選型是非標(biāo)工況，同樣冷量下需要更大的功率電機(jī)，如T3工況、低溫嚴(yán)寒工況，需要能效比仍然為一級(jí)能效的空調(diào)需求;

正誤差的方差為5.12，為一個(gè)較小的值;

結(jié)合平均值、中位數(shù)以及方差可以認(rèn)為正誤差較小，模型精度較大，同樣道理我們也可以分析負(fù)誤差，可以得到負(fù)誤差較小，模型精度較大?？紤]絕對(duì)誤差，發(fā)現(xiàn)與正負(fù)誤差比較，其中位數(shù)無太大變化。模型標(biāo)準(zhǔn)差較小，說明了模型正/負(fù)離散程度均較小，模型得出的數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定。

這一結(jié)果證明了整個(gè)模型的殘差整體集中在較小的一個(gè)區(qū)間內(nèi)，多元線性擬合結(jié)果較符合實(shí)際情況。

五、結(jié)論

基于大數(shù)據(jù)分析的評(píng)估模型（商用電機(jī)冷/價(jià)比模型）全面地考慮了整機(jī)冷量、電機(jī)功率、電機(jī)沖片、電機(jī)轉(zhuǎn)速影響整機(jī)成本、電機(jī)成本的多個(gè)影響因子，通過預(yù)處理數(shù)據(jù)，多元線性回歸等分析方法，最終結(jié)果有助于設(shè)計(jì)人員更加全面、細(xì)致地了解商用空調(diào)中電機(jī)性價(jià)比的評(píng)價(jià)方法，為進(jìn)一步提升開發(fā)機(jī)組的性價(jià)比，提供了明確的方向。

參考文獻(xiàn)

[1]梁宵.大數(shù)據(jù)視角下電商企業(yè)精準(zhǔn)營銷策略研究[D].鞍山：遼寧科技大學(xué)，2018.

作者簡介：吳超，男，1980.4.17，漢族，廣東潮州，本科學(xué)士學(xué)歷，電氣工程自動(dòng)化專業(yè)，高級(jí)工程師，就職于格力電器股份有限公司技術(shù)部，現(xiàn)為對(duì)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院在職人員高級(jí)課程研修班學(xué)員，從事商用空調(diào)電氣研發(fā)工作。