決策分析法在烤煙質量綜合評價中的應用

摘要 在煙葉質量綜合評價中，決策分析法是較為常見的方法，主要包括主成分分析法、灰色關聯度分析法、雷達圖評價法，以及各類主觀賦權法和客觀賦權法等。對這些方法在煙葉質量綜合評價中的應用進行了綜述，分析了其不足之處，并探討了層次分析法與綜合賦權法在烤煙質量綜合評價中的應用可能性。

關鍵詞 烤煙；質量；決策分析；綜合評價

中圖分類號 S571 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）17-05617-03

Abstract Decisionmaking analysis is a kind of method mainly used in the comprehensive evaluation of tobacco quality. Generally， this method includes principal component analysis， the gray correlation analysis method， the radar chart evaluation method， and all kinds of subjective and objective weighting method and so on. This paper reviews the application of these methods in comprehensive evaluation of tobacco quality， analyzes its deficiency， and discusses the possibility of the application of analytic hierarchy process model and comprehensive empowerment method in the fluecured tobacco quality comprehensive evaluation.

Key words Fluecured tobacco； Quality； Decisionmaking analysis； Comprehensive evaluation

烤煙煙葉的質量主要包括外觀質量、化學成分、感官質量、物理特性、安全性等方面?？緹煙熑~外觀質量主要是依賴于烤后煙葉的顏色、成熟度、葉片結構、身份、油分、色度等指標加以評判的[1]；化學品質主要是各類化學物質的含量，如還原糖、總糖、總氮、氯、鉀等物質的含量[2]；感官質量主要依賴于人們對卷煙的評吸而得出的結論，具有主觀偏好性，主要包括光澤、香氣、協調性、雜氣、刺激性、余味等指標[3]。煙葉質量的綜合評價，就是綜合考慮煙葉的各個質量因素，對煙葉的質量進行評判。因此，烤煙質量評價體系牽涉很多指標，具有復雜性、可變性、模糊性。其中，如何確定各個質量因素的權重比例，是一個核心的問題。目前，烤煙質量綜合評價常利用多元統計學與主觀、客觀賦權法相結合的方法進行，利用較多的方法為決策分析法，主要包括主成分分析法、灰色關聯度分析法、雷達圖評價法，以及各類主觀賦權法和客觀賦權法[4]。筆者將對決策分析法在烤煙質量綜合中的應用進行綜述，以期為烤煙質量綜合評價方法研究提供借鑒。

1 各類決策分析法在烤煙質量綜合評價中的應用

1.1 主成分分析法

主成分分析[5]主要是從多個指標中選出有代表性的指標，計算出各指標的綜合值，以達到方案決策的目的，其特點在于能消除各指標之間的相關性。

葉協鋒等基于主成分分析評價模型，對河南省平頂山市42個煙葉樣品的8個外觀質量指標和8個化學成分指標進行綜合評價，并對比Fisher判別函數和聚類分析的結果，兩者有較好的一致性[6]。呂中顯等對39個烤煙樣本的10項化學指標進行主成分分析，得到各樣品的綜合分值，在此基礎之上對綜合分值進行系統聚類，該結果與指數和法相比，評價結果較吻合[7]。因此，主成分分析法在烤煙質量綜合評價中可行。張延軍等利用主成分分析和逐步回歸分析的方法建立了感官質量指標與外觀質量指標的關系模型，結果表明，顏色、成熟度和油分是決定烤煙感官質量的主要因素，其次是葉片結構和身份等因素[8]。

1.2 灰色關聯度分析法

灰色關聯度分析方法由鄧聚龍教授提出[9]，隨著灰色系統研究的深入，現已應用于很多領域。由于這種評估方法的綜合評判結果與實際表現吻合，是一種較為有效的方法。因此，近年來應用灰色關聯分析法進行煙葉質量評價的報道逐漸增多。吳成林等運用灰色關聯度分析方法對烤煙高鉀品種中的主要農藝性狀和化學性狀與鉀含量之間的關系進行分析[10]。結果表明，與鉀含量關聯的田間表現性狀順序是葉寬> 葉片數>大田生育期>莖圍>葉長>節距>株高>發病率，與鉀含量關聯的化學性狀順序是鉀氯比>總糖>還原糖>氯>總氮>糖堿比>氯堿比>煙堿。胡建軍等對煙葉主要化學成分與其感官質量進行了灰色關聯分析[11]。結果表明，蛋白質、總氮、煙堿等化學指標與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味等感官質量指標呈顯著負相關，而與勁頭、濃度等呈顯著正相關；糖堿比、總糖等化學指標與香氣質、香氣量、雜氣、刺激性和余味等感官質量指標呈顯著正相關，而與勁頭、濃度等呈顯著負相關。謝小丹等采用灰色關聯度分析對新引進的8個美國烤煙品種進行了綜合評判[12]。

1.3 雷達圖的評價法

雷達圖綜合評價方法[13]是一種數形結合的方法。通過計算雷達圖的特征向量，采用特定的評價函數，從而實現烤煙質量綜合評價的目的。劉魁等應用“雷達圖”分析法，綜合考慮多個性狀指標值及協調性，分析顯示，參試品種中，CF212、CF202 表現最好，9803、LJ935、Y8303、Y017 次之，NC89 表現最差[14]，并且評價結果與品種實際表現吻合。魏春陽等根據雷達圖的特性，提出了基于雷達圖的烤煙外觀質量綜合評價方法，并應用此方法進行了實例分析計算[15]。結果表明，應用該方法對烤煙外觀質量綜合評價結果與外觀質量定性評價結果一致。因此，雷達圖評價法能夠對烤煙外觀綜合質量進行準確評價。

1.4 DTOPSIS法

DTOPSIS法[16]源于陳延川提出的近似理想解的最優排序技術法，姚興濤將其改進后用于區域經濟發展的多目標決策，稱為DTOPSIS 法。DTOPSIS法是借助一個多目標決策問題的“理想解”與“負理想解”去排序。由于該法把每個指標都轉化為可以比較的規范化指標且可以計算單個指標與“理想解”和“負理想解”的距離測度，能夠在綜合評價的基礎上進行各個指標的對比分析。

史躍偉等采用DTOPSIS法，對從高世代中篩選出來的15個烤煙優良品系進行小區比較試驗[17]，評價結果與實際表現一致。楊春元等對從貴州平塘、惠水2個縣5個收購站點中隨機抽取 K326品種的C3L和 C3F各3組樣品進行化學檢測和感官評吸，評價結果采用DTOPSIS法進行綜合評價，最終評價結果與站點煙葉質量的實際表現基本一致[18]。黃平俊等運用DTOPSIS法分析了湖南煙葉產區化學成分數據，初步探討DTOPSIS法在煙葉化學品質綜合評價中的應用[19]。結果表明，瀏陽煙區的綜合評價值最高，化學品質最協調，其次是衡陽煙區，桑植煙區綜合評價值最低。李富欣等采用DTOPSIS法對河南省2002年種植的8個烤煙品種的還原糖、總植物堿、氯、鉀、總氮和淀粉檢測數據進行了綜合評價[20]。結果表明，K326的化學品質最協調，其次是云煙87，NC89最差，其結果與烤煙化學品質實際的協調性一致。因此，DTOPSIS法較單一性狀的方差分析更為合理，可準確評價烤煙新品種的優劣。

1.5 模糊數學法

在人類社會和各個科學領域中，人們所遇到的各種量大體上可以分成兩大類：確定性的與不確定性的。而不確定性又可分為隨機性和模糊性，人們正是用3種數學來分別研究客觀世界中不同的量，模糊數學法[21]正是基于此思想并與數學方法結合而誕生的。

胡建軍報道，在按照卷煙感官技術要求進行卷煙感官評定中，合理、恰當地運用模糊綜合評定法處理評分結果，有助于對卷煙感官質量作科學、公正、準確的判斷[22]。李東亮等針對單料煙感官質量評定大多采用描述性語言對各單項指標進行評價不易形成定量的綜合評價結果這一問題，采用層次模糊法對單料煙感官質量進行了綜合評價[23]。結果表明，層次分析法確定各單項指標的權重符合實際的評吸要求，模糊綜合評價容易給出定量的綜合評價結果。張勇剛為克服傳統的模糊綜合評判中主觀賦權的局限性，借助信息論中熵的概念，建立熵權模糊法綜合評價模型，對四川省6個主產煙區的烤煙感官質量進行了評價[24]。結果表明，攀枝花市和涼山州對“優”級別的隸屬度最大，分別為0.487 2和0.736 4；涼山州的烤煙感官質量總體狀況最優。與其他評價方法相比，該方法評價過程簡易，結果定量，相對客觀可信。

2 烤煙質量綜合評價決策方法的不足

由于評價烤煙質量的指標眾多，而每一類指標又可細分為若干個隸屬指標。因此烤煙質量綜合評價具有復雜性和不確定性，單用決策分析法去評價烤煙質量或延用以前的評價系統，往往不能滿足對煙葉質量評價的需求。此外，每類指標對烤煙質量的貢獻不一樣，即各指標權重不一樣，確定這些指標的權重，目前主要有主觀賦權法、客觀賦權法等，但是由于主觀法與客觀法各有缺點，主觀法太依賴人們的主觀臆斷，而客觀法脫離主觀評判，評價結果往往不可靠。因此，這兩類方法都存在一定的誤差，只有將這兩類方法結合在一起去評價烤煙綜合質量，才能逐步縮小烤煙質量評價理論值與實際值之間的差異[25]。

3 改進的烤煙煙葉質量綜合評價方法

基于上述各類分析方法存在的問題，為了逐步調和主觀賦權和客觀賦權相互之間的矛盾，以使煙葉質量綜合評價的結果符合煙葉生產的實際，特提出層次分析法與綜合賦權法，以同業內眾位專家探討。

3.1 基于層次分析法的烤煙質量綜合評價

美國運籌學家A.L.Saaty于20世紀70年代提出的層次分析法（Analytical Hierarchy Process，簡稱AHP方法），是一種定性與定量相結合的決策分析方法[26]。它是一種將決策者對復雜系統的決策思維過程模型化、數量化的過程。應用這種方法，決策者通過將復雜問題分解為若干層次和若干因素，在各因素之間進行簡單的比較和計算，就可以得出不同方案的權重，為最佳方案的選擇提供依據[27-29]。

AHP法首先把問題層次化，按問題性質和總目標將此問題分解成不同層次，構成一個多層次的分析結構模型，分為最低層（供決策的方案、措施等），相對于最高層（總目標）的相對重要性權值的確定或相對優劣次序的排序問題。根據此分析方法，構建如圖1所示的“烤煙質量綜合評定數學模型”。

3.2 基于綜合賦權法的烤煙質量綜合評價

在多屬性決策問題中，權重問題的研究占有重要的地位，因為權重的合理性直接影響著多屬性決策排序的準確性[30]。不論是主觀法還是客觀法，都具有一定的片面性。為兼顧對屬性的偏好，同時又力爭減小主觀隨意性，使對屬性的賦權達到主觀與客觀的統一，提出最優組合賦權的方法，從而使求解多屬性決策問題更客觀、準確、有效[31]。最優組合評價法模型構建如圖2所示。

4 展望

多屬性決策求解過程中，確定權重的方法主要有主觀賦權法、客觀賦權法、綜合賦權法這3類[25，32]。主觀賦權法主要是根據決策者依靠經驗確定權重的一種方法，通常決策者不同，其權重賦值也因人而異。常見的主觀賦權法主要有：層次分析法、最小平方法、專家調查法等[33-34]。客觀賦權法主要是依靠原始數據之間的某種數理聯系確定的權重，與人們的主觀臆斷無關?？陀^賦權法主要包括主成分分析法、熵權法、最大離差化賦權法等[35-38]。綜合賦權法是結合主觀賦權法與客觀賦權法而提出的一種綜合賦權法，目前有關綜合賦權法的研究也已有相關報道[39]。

各類指標權重計算越符合實際，決策分析也就越準確。主觀賦權法與客觀賦權法各有優劣，采用綜合賦權法來確定烤煙各類指標的權重，其結果更可靠。因此，探討綜合賦權法在烤煙質量綜合評價中的具體應用，將會為烤煙質量綜合評價帶來理論參考方法。

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