基于文本挖掘（Text mining）的中國空氣凈化器設計趨勢分析

宋揚 王少琛

摘要：產品設計是企業(yè)經營戰(zhàn)略的核心。消費者作為產品的直接使用者，對設計的反饋最為直接。文章通過對消費者在線網絡評價進行文本挖掘（Text mining），聚類（Cluster analysis）和數據分析，從而確定消費者對空氣凈化器的偏好，從設計層面探討空氣凈化器設計發(fā)展方向及美學特征趨勢。具體而言，通過網絡爬蟲對淘寶銷量前五的空氣凈化器的在線評論進行文本挖掘，使用LTP分詞工具進行多層篩選純化預處理，關鍵詞TF-IDF分析后，通過K-means聚類分析得出結論。文本挖掘處理后11個詞的出現頻率在500次以上，對TF-IDF值前100的關鍵詞進行聚類分析，得到5個集群：“效果”“操作”“聲音”“功能”“外觀”。對空氣凈化器來說，功能性、實用性目前仍是消費者選擇的主要因素。同時，空氣凈化器的設計趨勢為：功能層面，實用性強，凈化效率高，靜音，滿足智能化需求的同時操作簡單；造型方面，小巧柔和、色彩溫和；情感方面，能帶給消費者輕松便捷的使用感受，具有親和力。利用文本分析方法，深入挖掘消費者在線評論，不僅可以掌握空氣凈化器的設計發(fā)展趨勢，還可以為空氣凈化器設計提供基礎資料。

關鍵詞：空氣凈化器；設計趨勢；文本挖掘；聚類分析

中圖分類號：TM925.16 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2023）17-0-03

1 中國空氣凈化器發(fā)展現狀

在后疫情時代，越來越多的人關注自身健康，對空氣質量提出了更高要求，空氣中的污染物，如花粉、粉塵、甲醛等致敏有害物質會刺激呼吸道，長期吸入則易引發(fā)肺部疾病，危害人體健康?？諝鈨艋魇峭ㄟ^吸附技術、催化技術、負（正）離子技術、HEPA高效過濾技術等復合型技術，吸附、分解或轉化各種空氣污染物，有效提高空氣清潔度。作為一種環(huán)保型家電，不僅符合國家對綠色產品消費以及產品智能化發(fā)展的需求，而且能夠保護消費者健康。據華經產業(yè)研究院統(tǒng)計，我國對家用空氣凈化器的需求從2016年的1357.8萬個增長至2022年的超4000萬個。伴隨急劇增長的產品需求而來的是極高的設計要求，在滿足消費者功能需求的同時要注意迎合消費者的情感需求。目前，國內市場的空氣凈化器主流品牌為小米、格力、美的等國產品牌，在線銷售模式占50%以上，其中消費者評論可以直觀反映產品的優(yōu)缺點及使用感受，對設計起到反饋作用，因此本研究針對空氣凈化器在線評論進行數據分析，以期真實有效地反映設計趨勢。

2 理論考察

近年來，隨著消費者對空氣凈化器的關注度提高，相關研究也隨之增多。樸燦正（2016）［1］預測，空氣凈化器的需求會持續(xù)增多，技術趨勢也將隨著產品功能及用戶界面的簡化而變化，消費者的購買選擇會更加廣泛。史耀軍在（2020）［2］研究中，通過對空氣凈化器進行感性分析，提出外觀設計的改進方法。汪天雄（2017）［3］通過問卷引入Kano模型，探討消費者對空氣凈化器功能、造型、交互方面的需求。金章錫（2016）［4］通過感性評價方法對家用空氣凈化器進行設計評價，從造型性、審美性、功能性的層面進行設計分析。為更客觀深入地了解消費者對空氣凈化器的設計需求，本研究從消費者的角度出發(fā)，以使用感受為導向，通過對空氣凈化器的設計分析，以定量研究的方式，更加客觀地分析空氣凈化器的設計趨勢。

3 文本挖掘

3.1 文本挖掘特征

文本挖掘（Text Mining）是綜合機器學習、統(tǒng)計、數據庫等數據處理的過程，把非結構化文本轉化為結構化格式，從大量文本數據中提取隱藏的、潛在的有用信息，在后續(xù)分析中加以利用。文本挖掘涉及信息檢索（IR）、自然語言處理（MLP）、信息抽取（IE）、數據挖掘（DM）、可視化以及預測分析［5］，本研究利用在線采集網絡評論的方法，分析及預測空氣凈化器設計發(fā)展方向。依次進行數據采集、數據預處理、關鍵詞提取、高頻詞處理，關鍵詞TF-IDF分析、聚類分析，在得到詳細數據后加以分析并得出結論。

3.2 研究流程與方法

本研究以中國最大的網上購物平臺淘寶為基礎，輸入“空氣凈化器”關鍵詞搜索（2023.07.26），選取銷量前五的五款空氣凈化器（泊萊森AP-2008、小米4Pro、小米4lite、斷彌TC003/1、小米空氣凈化器2），為保證檢索的準確性和數據處理的便利性，運用網絡爬蟲技術提取與分析在線評價，以名詞、形容詞、動詞、其他專有名詞為中心對文本進行提取和設計要素分析。為保證用詞的準確性，同時對文本進行預處理，使用LTP分詞工具進行多層篩選純化，刪除與空氣凈化器無關的單詞，整合意思相近的詞并刪除錯別字等。

具體過程如下：第一，去除換格符和標點，保證數據的客觀性；第二，刪除“沒有”“收到”“希望”“買來”等與空氣凈化器使用無關的詞語和“果真”“其實”等助詞，共計186個；第三，將“家”“屋子”“房間”合并為“房間”，將“凈化器”“機器”等詞整合和修改為“空氣凈化器”。為保證詞語頻率的準確性，對上述過程反復進行數據純化，共獲得3394個詞。其中，效果（860）、聲音（710）、凈化（520）、小米（450）、空氣凈化器（340）、靜音（300）、模式（290）、濾芯（270）、房間（220）、不大（210）、方便（210）等11個詞的出現頻率都在500次以上，選定200個出現頻率在100次以上的關鍵詞為第一次目標文本，進行數據可視化。

在數據可視化的過程中，首先根據頻率形成文字云，通過云的狀態(tài)初步判斷所選擇的高頻詞的準確性。接著對第一次目標文本進行TF-IDF值計算，TF-IDF（Term Frequency-Inverse Document Frequency）算法［6］通過分配權重來反映每個詞的重要程度，根據權重對一篇文本中的所有詞從高到低進行排序，權重越高說明越重要［7］，所以選定TF-IDF值前100個詞為本研究關鍵詞進行分析。部分關鍵詞TF-IDF值為：效果（0.016）、聲音（0.014）、凈化（0.012）、小米（0.013）、空氣凈化器（0.010）、靜音（0.009）、模式（0.009）、濾芯（0.01）、房間（0.008）、不大（0.007）、方便（0.008）。根據TF-IDF結果可知，消費者最看重空氣凈化器凈化空氣的效果，目前功能性、實用性仍是消費者選擇空氣凈化器的主要影響因素。相關功能要素還包括凈化、功率、煙、自動感應、可移動等關鍵詞。其次是對聲音的關注度，由于空氣凈化器放置于客廳或者臥室中，消費者較為看重空氣凈化器的靜音功能，相關關鍵詞為靜音、模式、聲音、睡眠等。消費者對小米品牌的認可度高，相關關鍵詞為形態(tài)、小巧、白色、性價比、智能等。“米家”是目前較為常用的智能家居系統(tǒng)，針對家居互聯，小米品牌以造型簡單、性價比高、多樣性等特點占有絕對的優(yōu)勢，所以在銷量前五的空氣凈化器中，小米占據三席。

4 空氣凈化器設計趨勢分析

為研究空氣凈化器設計趨勢，需要對關鍵詞進行分類和分組，即關鍵詞聚類分析。關鍵詞聚類可以用于分析關鍵詞之間的聯系及發(fā)展趨勢，同一聚類（集群）中的對象相似度越高，距離越近。本研究采用K-means算法對關鍵詞進行聚類分析［8］。在分析過程中，當K值為5時，各類樣本數量變化較小，因此將K值設定為5，得到5個集群。S值為0.757 632，大于0.5，說明聚類質量較優(yōu)。分析結果如下。

集群一為“效果”，占32.8%，排名前五的關鍵詞為：效果、凈化、明顯、甲醛、裝修。根據關鍵詞分析可以看到消費者最看重空氣凈化器的功能性，空氣的凈化效果決定購買力度，其中對甲醛、空氣浮塵以及煙霧等污染物和污染氣體的凈化需求較大，也從側面反映出中國目前室內空氣污染主要由裝修及吸煙引起，相較于之前對PM2.5的凈化需求，空氣質量有所提升。

集群二為“操作”，占18.64%，排名前五的關鍵詞為：操作、簡單、性價比、智能、小米。消費者偏好操作簡單的產品，智能產品使用過程應符合消費者的認知及使用習慣。在人們的身邊充斥智能產品的時代，應簡化使用程序與標識，盡量做到易理解、易操作，滿足大部分人的心理需求。目前，在空氣凈化器市場上，小米品牌占有較大比例，品牌理念的高性價比也貼合消費者的心理。另外，能否與家中其他智能家居適配也成為影響消費者選擇的因素之一。

集群三為“聲音”，占17.15%，排名前五的關鍵詞為：聲音、靜音、睡眠、模式、臥室。由于在臥室使用空氣凈化器的頻率較高，所以消費者對靜音的要求較高。目前，在售的空氣凈化器在靜音模式或睡眠模式下的風扇轉動噪聲較小，基本能滿足消費者的需求。另外，有滑輪的空氣凈化器在移動過程中會產生噪聲，但針對移動噪聲的防治設計較少。

集群四為“功能”，占16.27%，排名前五的關鍵詞為：功能、移動、快速、燈光、濾芯。消費者的功能需求集中在可移動、智能化以及清潔方面。目標產品大多不具備滑輪設計，由于凈化空間有限，如果需要凈化其他房間則要進行搬運，搬運過程中需要考慮重量等影響因素?！翱焖佟薄盁艄狻笔桥c智能化相關的詞，通過連接智能網關實現快速操作及燈光調節(jié)感應?！盀V芯”也是消費者較為關注的設計點，能否清潔或者更換濾芯是否便利都會影響空氣凈化器的

選購。

集群五為“外觀”，占15.14%，關鍵詞為：小巧、交互、白色、遠程操控。樣本空氣凈化器全部都是落地式的小型空氣凈化器，通常凈化面積為40 m2左右，一般為一間客（餐）廳或臥室大小，不涉及懸掛式及桌面式，說明消費者偏好體積小巧、實用性強的空氣凈化器。造型方面，偏向白色、柔和、小巧的設計風格。交互方面，傾向于操作簡單，不影響消費者認知習慣的操作特點。

綜合以上5個集群可以看出，消費者對空氣凈化器的偏好主要集中在3個層面。首先是功能層面，占比最高，主要是實用性，即空氣凈化器的實際凈化功能、靜音，在使用過程中會對使用效果產生一定的影響。智能化是消費者基于功能層面選擇空氣凈化器的一個標準，但與預期的多功能不符，消費者喜歡功能專一、操作簡單的設計，交互方面，偏好簡單操作，不改變原本的使用習慣。其次是造型方面，消費者傾向簡單小巧的設計，圓潤的造型給人以親切感，以柔和干凈的顏色為主，符合家庭溫馨的情感需求。最后是情感方面，與預期的追求個性化不同，消費者對空氣凈化器的情感需求主要包括造型層面的親切、溫馨、便捷輕松，在凈化空氣的同時可以帶來清新、舒爽的使用感受。

5 結語

本研究通過前期調研分析國內空氣凈化器市場現狀，為掌握消費者真實使用感受，在中國目前主流購物網站“淘寶”輸入關鍵詞“空氣凈化器”后，選取銷量前五的五款產品的在線評論進行文本挖掘，以及關鍵詞分析、聚類分析。結果顯示：空氣凈化器的設計趨勢為功能層面，實用性強，凈化效率高，靜音，滿足智能化需求的同時操作簡單；造型方面，小巧柔和、色彩溫和；情感方面，能夠帶給消費者輕松便捷的使用感受，具有親和力。

本研究的局限性在于，僅從消費者角度進行文本挖掘，對空氣凈化器內部實際功能的研究不足，后期可以進行專家訪談，結合問卷調研等多種嘗試。同時，沒有細分購買時間、地區(qū)以及使用人群，產品的使用人群及區(qū)域性也會影響產品設計，了解不同區(qū)域的使用人群在不同時間購買不同性能的產品，能更加全面地分析空氣凈化器的設計趨勢。

參考文獻：

［1］ 樸燦正.空氣凈化器市場和技術趨勢［J］.韓國建筑環(huán)保設備研究所，2016，10（1）：7-11.

［2］ 史耀軍，孫明明.基于感性工學的智能空氣凈化器設計研究［J］.設計，2020（23）：33.

［3］ 汪天雄.基于模糊Kano模型的智能空氣凈化器設計研究［J］.機械設計，2017，34（2）：122-125.

［4］ 金章錫.家用空氣凈化器設計情感評價分析［J］.韓國設計論壇，2016（52）：157-168.

［5］ 高希，羅伊，薩米爾，等.文本挖掘算法研究進展［J］.國際計算機與通信工程高級研究雜志，2012，4（1）：223-233.

［6］ 索爾頓，巴克利.基于詞權的自動文本檢索方法［J］.農業(yè)機械，1988，24（5）：513-523.

［7］ 凱澤，阿里.基于TF-IDF的文本挖掘方法研究［J］.計算機應用，2018（1）：25-29.

［8］ 袁方，周志勇，宋鑫.初始聚類中心優(yōu)化的k-means算法［J］.計算機工程，2007，33（3）：65-69.

作者簡介：宋揚（1991—），女，黑龍江密山人，博士，講師，研究方向：工業(yè)設計、產品系統(tǒng)設計、設計文化。

王少?。?990—），男，河北石家莊人，博士，講師，系本文通訊作者，研究方向：環(huán)境設計、室內設計、品牌商業(yè)空間。