基于主成分和聚類(lèi)分析的卷煙合作生產(chǎn)加工點(diǎn)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)

王宇超，石平舒，任玉江

(1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 浙江 杭州 310000；2.漢中卷煙廠, 陜西 漢中 723102)

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基于主成分和聚類(lèi)分析的卷煙合作生產(chǎn)加工點(diǎn)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)

王宇超1，石平舒1，任玉江2

(1.浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 浙江 杭州 310000；2.漢中卷煙廠, 陜西 漢中 723102)

利用主成分分析法和聚類(lèi)分析法對(duì)浙江中煙合作生產(chǎn)各加工點(diǎn)的綜合質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)并分類(lèi).建立質(zhì)量指標(biāo)體系，利用主成分分析法能夠剔除多指標(biāo)間存在的相關(guān)性及信息重疊，對(duì)合作生產(chǎn)各加工點(diǎn)綜合質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，再利用新得到的主成分指標(biāo)對(duì)各加工點(diǎn)綜合質(zhì)量進(jìn)行聚類(lèi)分析.結(jié)果表明：將11個(gè)加工點(diǎn)分為四類(lèi)，第一類(lèi)綜合質(zhì)量最好，其得分≥2.501；第二類(lèi)綜合質(zhì)量較好，其得分為1.596～2.035；第三類(lèi)綜合質(zhì)量較差，其得分為-1.658～-1.061；第四類(lèi)綜合質(zhì)量差，其得分≤-3.717.

合作生產(chǎn)；主成分分析；聚類(lèi)分析；綜合評(píng)價(jià)

近幾年，全國(guó)卷煙品牌逐漸從“遍地開(kāi)花”開(kāi)始向“大品牌”轉(zhuǎn)移，從兩個(gè)“10多個(gè)”，到“20+10”，再到“532”“461”，一系列卷煙品牌高速整合戰(zhàn)略計(jì)劃，意味著一個(gè)發(fā)展提速、品牌制勝、競(jìng)爭(zhēng)空前、優(yōu)勝劣汰的新的關(guān)鍵時(shí)期已經(jīng)到來(lái)[1].然而卷煙強(qiáng)勢(shì)品牌往往因計(jì)劃不足無(wú)法保證市場(chǎng)需求，卷煙弱勢(shì)品牌又因銷(xiāo)售不佳導(dǎo)致計(jì)劃浪費(fèi)，卷煙品牌合作生產(chǎn)正是打通這一難題的關(guān)鍵環(huán)節(jié).合作生產(chǎn)是專(zhuān)賣(mài)制度下煙草行業(yè)深化市場(chǎng)化取向改革，有效統(tǒng)籌行業(yè)主要生產(chǎn)要素資源合理配置流動(dòng)與優(yōu)化配置，有效解決了煙草企業(yè)有品牌沒(méi)計(jì)劃、有計(jì)劃沒(méi)市場(chǎng)之間的矛盾.浙江中煙在卷煙合作生產(chǎn)的道路上一直保持著快速發(fā)展，對(duì)各加工點(diǎn)產(chǎn)品質(zhì)量保障上尤為重視，但由于各加工點(diǎn)在崗位配置、管理方法、生產(chǎn)模式及質(zhì)量控制上有較大的差異，各加工點(diǎn)的質(zhì)量水平不盡相同.同時(shí)，由于在合作生產(chǎn)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)上究竟要考慮哪些因素，以及如何根據(jù)這些因素來(lái)評(píng)價(jià)不同加工點(diǎn)的質(zhì)量水平，還未有人做過(guò)此方面的研究.鑒于此，筆者以浙江中煙11個(gè)合作生產(chǎn)加工點(diǎn)為例，應(yīng)用主成分分析法和聚類(lèi)分析法，對(duì)影響合作生產(chǎn)各加工點(diǎn)的質(zhì)量水平進(jìn)行計(jì)量分析，試圖為評(píng)價(jià)各加工點(diǎn)的質(zhì)量水平提供依據(jù)，并為今后優(yōu)化各加工點(diǎn)的產(chǎn)量安排提供服務(wù).

1　浙江中煙合作生產(chǎn)概況

浙江中煙合作生產(chǎn)最早從杭州卷煙廠和寧波卷煙廠合并之前已經(jīng)開(kāi)展，在近十來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，浙江中煙合作一直保持著高速增漲，在企業(yè)卷煙總生產(chǎn)中的比例也越來(lái)越重，陸續(xù)形成以利群(長(zhǎng)嘴)、利群(軟藍(lán))、利群(新版)、雄獅(紅老版)、雄獅(硬)、大紅鷹(軟藍(lán))六大規(guī)格的品牌輸出，以及與8省11個(gè)加工點(diǎn)的廣泛合作.在合作生產(chǎn)道路上，浙江中煙不僅做大了品牌，提升了市場(chǎng)占有率，增強(qiáng)了品牌影響力，而且各輸入方更是提升了效益，盤(pán)活了計(jì)劃資源，學(xué)習(xí)了先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了共同發(fā)展.

表1　浙江中煙合作生產(chǎn)情況(2011-2015年)

2　研究方法

主成分分析是考察多個(gè)變量間相關(guān)性的一種多元統(tǒng)計(jì)方法，研究如何通過(guò)少數(shù)幾個(gè)主成分來(lái)揭示多個(gè)變量間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可減少數(shù)據(jù)集的維度，同時(shí)通過(guò)保留低階主成分，忽略高階主成分，對(duì)分析結(jié)果影響很大.

聚類(lèi)分析是一種非參數(shù)分析方法，是將物理或抽象對(duì)象的集合分組為由類(lèi)似對(duì)象組成的多個(gè)類(lèi)的分析過(guò)程.

3　指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究原始數(shù)據(jù)來(lái)源于浙江中煙技術(shù)中心及生產(chǎn)管理部2015年度合作生產(chǎn)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，選取11個(gè)加工點(diǎn)的制絲加料精度達(dá)標(biāo)率(X1，%)、加香精度達(dá)標(biāo)率(X2，%)、烘前水分CPK達(dá)標(biāo)率(X3，%)、筒壁溫度CPK達(dá)標(biāo)率(X4，%)、煙蟲(chóng)數(shù)量(X5，個(gè))、制絲停機(jī)斷料次數(shù)(X6，次)，以上6個(gè)指標(biāo)反映制絲質(zhì)量水平；卷包樣本優(yōu)質(zhì)率(X7，%)、卷包樣本合格率(X8，%)、卷包樣本追溯率(X9，%)，市場(chǎng)投訴理賠率(X10，ppm)，以上4個(gè)指標(biāo)反映卷包指標(biāo)水平，一共選取10項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)成合作生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)評(píng)價(jià)體系.

在多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中，有些指標(biāo)值越大評(píng)價(jià)越好，有些指標(biāo)越小評(píng)價(jià)越好，在綜合評(píng)價(jià)中，需要將逆向指標(biāo)轉(zhuǎn)化為正向指標(biāo).本研究采取倒數(shù)的方法[2]來(lái)真實(shí)反映原指標(biāo)的分布規(guī)律.同時(shí)，由于上述指標(biāo)的量綱不統(tǒng)一，數(shù)量級(jí)差異也較大.因此，為消除量綱和數(shù)量級(jí)的不同對(duì)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來(lái)的不良影響，需對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[3]，見(jiàn)表2.

表2　各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值(2015年)

4　綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)及分類(lèi)

對(duì)原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后，利用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[4]進(jìn)行主成分分析，綜合得分為各提取主成分得分與該主成分貢獻(xiàn)率的乘積之和，在對(duì)各個(gè)加工點(diǎn)的各指標(biāo)以歐氏距離為衡量采用類(lèi)平均法進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析.

4.1 主成分分析

計(jì)算相關(guān)系數(shù)，由表3的相關(guān)系數(shù)矩陣可以看出，一些指標(biāo)存在正相關(guān)性，一些指標(biāo)存在負(fù)相關(guān)性，說(shuō)明其反映各加工點(diǎn)的質(zhì)量有一定的重疊和錯(cuò)位.

表3　相關(guān)系數(shù)矩陣

計(jì)算特征值的貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率，并根據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率85%的原則取得主成分.由表4可知本文共提取6個(gè)主成分，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到98.312%，他們已代表了合作生產(chǎn)各點(diǎn)綜合質(zhì)量98.312%的信息.由表4可知，第1主成分的貢獻(xiàn)率為30.512%，其中煙蟲(chóng)總數(shù)有較大的正系數(shù)，市場(chǎng)投訴理賠率有較大的負(fù)系數(shù)，說(shuō)明第1主成分是卷煙生產(chǎn)環(huán)境和消費(fèi)者反映的綜合體現(xiàn)；第2主成分的貢獻(xiàn)率為22.216%，其中卷包樣本優(yōu)質(zhì)率有較大的正系數(shù)，卷板樣本追溯率有較大的負(fù)系數(shù)；第3主成分的貢獻(xiàn)率為18.244%，其中加料精度達(dá)標(biāo)率有較大的正系數(shù)；第4主成分貢獻(xiàn)率為11.000%，其中筒壁溫度CPK達(dá)標(biāo)率有較大的正系數(shù)；第5和第6主成分的貢獻(xiàn)率均較小.

根據(jù)主成分的定義，可以得到6個(gè)主成分與10個(gè)質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)組成的線性組合及綜合得分.綜合得分越高，說(shuō)明該加工點(diǎn)的綜合質(zhì)量越好；得分越低，說(shuō)明該加工點(diǎn)的綜合質(zhì)量越差，見(jiàn)表5.將標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)代入到由6個(gè)主成分與原10個(gè)指標(biāo)的組成的線性組合，可得到11個(gè)合作生產(chǎn)點(diǎn)的得分，再根據(jù)貢獻(xiàn)率，從而求得綜合得分.由表6可以得出排列順序.表6表明SXHZ、HBZJ、GXLZ的綜合質(zhì)量得分是最好的.

表4　主成分分析表

表5　各主成分得分

表6　綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)得分

4.2聚類(lèi)分析及其評(píng)價(jià)

對(duì)樣本以歐氏距離為衡量各加工點(diǎn)綜合質(zhì)量差異的大小的指標(biāo)，采用類(lèi)平均法對(duì)綜合得分進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)分析，結(jié)果見(jiàn)圖1.同時(shí)，根據(jù)表5評(píng)價(jià)結(jié)果，可將各加工點(diǎn)的質(zhì)量水平分為四類(lèi)，如表7所示：①第一類(lèi)的綜合得分≥2.50，包括3個(gè)加工點(diǎn)即SXHZ、HBZJ、GXLZ，該類(lèi)可視為綜合質(zhì)量好，這三個(gè)點(diǎn)各方面質(zhì)量指標(biāo)優(yōu)勢(shì)明顯，綜合質(zhì)量水平都很好；②第二類(lèi)的綜合得分≥1.00，包括3個(gè)加工點(diǎn)即JXJG、GSLZ、JXNC，該類(lèi)可視為綜合質(zhì)量較好，JXJG和JXNC這兩點(diǎn)雖然在制絲質(zhì)量水平上表現(xiàn)一般，但在卷包質(zhì)量控制上做得較好，否樣率低，而GSLZ這點(diǎn)相反，卷包質(zhì)量水平有一定幅度的滑坡，在還是表現(xiàn)尚可，在制絲質(zhì)量控制上體現(xiàn)得較好.總體來(lái)說(shuō)，這三點(diǎn)排在第二梯隊(duì)，綜合質(zhì)量水平較好；③第三類(lèi)的綜合得分≥-2.00，該類(lèi)可視為綜合質(zhì)量較差，包括2個(gè)加工點(diǎn)即GXNN、SCMY，這兩點(diǎn)短板明顯，都是在卷包樣本追溯率及市場(chǎng)投訴理賠率上表現(xiàn)不佳，其他質(zhì)量指標(biāo)也表現(xiàn)平平，綜合質(zhì)量較差；④第四類(lèi)的綜合得分≥-5.00，該類(lèi)可視為綜合質(zhì)量差，包括3個(gè)加工點(diǎn)即GZZY、HNLH、GZBJ，其中GZZY和GZBJ這兩點(diǎn)作為合作生產(chǎn)的老加工點(diǎn)，盡管多年來(lái)各質(zhì)量指標(biāo)有一定提升，但較其他點(diǎn)相比，還是劣勢(shì)明顯；而HNLH由于15年否樣率較高，下滑幅度非常明顯.這3點(diǎn)的綜合質(zhì)量較其他8個(gè)點(diǎn)明顯要差.

上述綜合評(píng)價(jià)和聚類(lèi)分析的結(jié)果，比較符合客觀實(shí)際，也與專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)評(píng)估較為接近，說(shuō)明該方法是可行的，結(jié)果也是可靠的.對(duì)浙江中煙今后在對(duì)合作生產(chǎn)各加工點(diǎn)的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)上提供了依據(jù)，同時(shí)，也為優(yōu)化產(chǎn)量安排，盡可能將產(chǎn)量集中在綜合質(zhì)量水平較高的加工點(diǎn)提供了參考.

圖1　聚類(lèi)分析圖

類(lèi)別綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)加工點(diǎn)數(shù)分布情況第一類(lèi)好3SXHZ、HBZJ、GXLZ第二類(lèi)較好3JXJG、GSLZ、JXNC第三類(lèi)較差2GXNN、SCMY第四類(lèi)差3GZZY、HNLH、GZBJ

5　結(jié)論與討論

(1) 在利用主成分分析法對(duì)浙江中煙合作生產(chǎn)各加工點(diǎn)進(jìn)行綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)的時(shí)候，不能直接以各指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，應(yīng)先將各指標(biāo)進(jìn)行正向化及標(biāo)準(zhǔn)化處理后再進(jìn)行主成分分析.再利用主成分分析的結(jié)果作為聚類(lèi)分析的樣本矩陣，減少了數(shù)據(jù)的冗余，所得結(jié)論比較客觀，比較能夠反映各加工點(diǎn)的質(zhì)量情況.

(2)本文提出的分析方法對(duì)其他中煙公司在合作生產(chǎn)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)上也有很好地借鑒，只需要適當(dāng)調(diào)整相應(yīng)的指標(biāo)即可.

(3)在選擇質(zhì)量指標(biāo)上，還可以通過(guò)化學(xué)指標(biāo)或者主流煙氣指標(biāo)等更微觀的角度進(jìn)行論證，本文的指標(biāo)選擇還不能全面代表單一合作生產(chǎn)點(diǎn)的質(zhì)量水平，可能會(huì)出現(xiàn)一定的偏差.但是通過(guò)以上的數(shù)據(jù)分析，還是能發(fā)現(xiàn)一些規(guī)律，為合作生產(chǎn)綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)提供科學(xué)的方法和理論依據(jù).

[1]茍文濤.加強(qiáng)品牌合作生產(chǎn)確保煙草行業(yè)品牌健康發(fā)展[J].江蘇商論，2013,(10)：89-89.

[2]徐國(guó)祥.上市公司經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)綜合評(píng)價(jià)及其實(shí)證研究[J].統(tǒng)計(jì)研究,2000,(9):44-51.

[3]葉宗裕.關(guān)于多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中指標(biāo)正向化和無(wú)量綱化方法的選擇[J].浙江統(tǒng)計(jì),2003,(4):24-25.

[4]唐啟義，馮光明.實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析及其DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

(責(zé)任編校：晴川)

Comprehensive Evaluation of Quality of Cooperative Production Factories Based on Principal Component Analysis and Cluster Analysis

WANG Yuchao1, SHI Pingshu1, REN Yujiang2

(1.Zhejiang Tobacco Industrial Co. Ltd., Hangzhou Zhejiang 310000, China;2.Hanzhong Cigarette factory ,Hanzhong Shaanxi 723102, China)

A synthetic method of principal component analysis and cluster analysis is presented to evaluate and classify quality of cooperative production factories. The evaluation indexes system was established, and principal component analysis was used to draw the correlation and information overlap lying in multi-index. Cluster analysis was used to classify quality of these factories of cooperative production into several categories. The 11 factories of cooperative production were divided into 4 ranks: rank 1 was of the best quality with comprehensive scores≥2.015, the comprehensive score ranges of the second to forth ranks were 1.596～2.035, -1.658～-1.061, and ≤-3.717, respectively.

cooperative production; principal component analysis; cluster analysis; comprehensive evaluation

2016-09-13

王宇超(1986— )，男，湖南湘潭人，浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司助理工程師，碩士.研究方向：卷煙制絲工藝.

TS48

A

1008-4681(2016)05-0110-04