基于K-means聚類的河北省乳制品消費偏好集群分析

石曉雨，唐曉雨，王肖麗，孫雅茗，齊子萱，張艷新

（河北農業大學渤海學院，河北 黃驊 061100）

我國乳制品市場成熟，機遇與挑戰并存，2018年乳制品銷售量3 099萬t，同比增長1.0%，發展勢頭良好，同時面臨升級慢、多樣性差等問題。部分學者通過定量分析對乳制品消費偏好和特點進行了研究，湯穎梅等[1]運用實證數據從人均乳制品消費量、乳制品增長速度、地區差異、不同收入群體分析了乳制品的消費特點，并提出乳制品消費的未來發展趨勢；朱增勇等[2]通過IDF和世界奶業消費、貿易數據分析了2000年以來世界奶制品消費中，酸奶、甜點和奶飲料呈上升趨勢；賈琪[3]運用聯合分析法，對黑龍江地區消費者的液態奶口味和品牌消費偏好進行研究發現，消費者消費偏好具有一定的差異；張巍等[4]從均衡價格理論和消費者剩余理論出發，構建以消費者綠色偏好為中心的乳制品定價模型。還有學者對乳制品消費進行了集聚和區域分析，楊輝等[5]運用K-means聚類模型將我國31個省份劃分為四大區域；呂裔良[6]運用區位基尼系數和專業化指數測量我國31個省份乳制品產業集聚表現，指出內蒙古自治區形成了乳制品產業集群，并且發現集群發展有助于乳制品區域發展。程長林等[7]通過空間計量模型對我國省域乳制品供給和需求進行集群分析，黑龍江和內蒙古為高聚集區，浙江等地區為乳制品低聚集區；成小平等[8]指出我國乳制品產業區域集聚效果明顯，東北和內蒙古地區集聚效果尤為突顯，并發現資源稟賦、市場需求、區域產業非均衡發展政策和歷史遺留下來的產業基礎促進了乳制品產業空間集聚；姜冰等[9]研究我國2005～2010年乳制品加工業集聚程度變動情況，乳制品加工業在南方集聚程度低，西北、東北等地區集聚程度高，且乳制品加工業集聚程度出現下降趨勢。河北省是我國畜牧業大省，而乳業發展起點低、起步晚，具有很大的發展潛力。以河北省11個地區調研數據為基礎，選取需求偏好影響因子，運用運用K-means聚類模型，分析該地區乳制品消費偏好集群效應；同時分析不同群體消費需求偏好，為河北省乳制品行業發展提出對策建議。

1 數據來源

河北南北跨度較大，各地區的自然資源、基礎設施建設、經濟發展速度差異較大。2020年2月，對河北省11個地級市發放《河北省乳制品消費者行為偏好》調查問卷320份，回收有效問卷273份，有效率為85.31%（表1）。問卷內容包括被訪者基本概況（年齡、收入水平、所在地區等）、乳制品包裝喜愛、乳制品價格、乳制品品牌喜好、經常購買的乳制品種類等。

表1 河北省11個地級市調研數據Table 1 Survey data of 11 prefecture-level cities in Hebei Province

2 研究方法

2.1 確定聚類指標

基于實地調研情況，根據文獻，最終確定河北省人均月收入、乳制品包裝類型、乳制品價格、乳制品關注重點、乳制品品種、乳制品品牌6個指標進行聚類分析。

2.2 構建K-means聚類模型

采用SPSS23.0軟件中的K-means聚類模型對河北省乳制品消費需求進行系統分析。K-means聚類模型按照各樣本之間的距離，將樣本集劃分為K個簇。讓簇內點的距離盡量小，簇間距離盡量大。分別采用準則函數E公式（1）和Ward公式（2）～（3）確定樣本間距離。

其中，Ci：當前的第i類，x：第i個觀測值，d（Ci，x）：Ci與x之間的距離。

其中，NK：當前聚類水平第K類中的觀測個數，NL：當前聚類水平第L類中的觀測個數，當前聚類水平第K類、第L類中的均值向量，DKL：第某一聚類水平第K類和第L類之間的距離。

其中，NK、NL、NM分別為第某一聚類水平第K類、第L類、第M類中的觀測數，DJK表示第某一聚類水平的第J類和第K類之間的距離，DJL表示第某一聚類水平的第J類和第L類之間的距離，DJM表示第某一聚類水平的第J類和第M類之間的距離。

3 結果與分析

3.1 河北省奶制品銷售偏好

通過對273位被訪者的數據進行匯總發現，55.78%的被訪者年齡為20～30歲，44.32%的被訪者年齡＞51歲；34.07%的被訪者月收入3 000～5 000元。72.89%被訪者認為乳制品價格偏高；37.36%的被訪者注重乳制品新鮮程度，34.07%的被訪者注重乳制品干凈衛生；41.76%的被訪者選擇消費紙盒包裝乳制品（表2）。

表2 被訪者基本概況及乳制品消費喜好Table 2 Basic information and dairy consumption preferences of interviewees

3.2 不同年齡群體奶制品消費偏好聚類分析

3.2.1 年輕群體 繪制聚合系數折線圖（圖1），當K=4時，是聚合曲線下降速率的轉折點，即此時再增加類別數，收斂不會發生明顯變化，K=4為合適類別數。其中人均月收入、乳制品價格、乳制品側重點、乳制品品牌其P值分別為0.007、0.000、0.011、0.039（表3），說明調研數據差異性顯著，可以進行聚類分析。將河北省11個地區年輕群體乳制品消費偏好劃分為四大類，根據各個變量的聚類中心（表4），圍繞其中心對數據進行聚類分析。運用Ward對11個地區年輕群體乳制品消費偏好進行聚類（圖2）。

圖1 河北省年輕群體乳制品消費偏好聚合系數圖Fig.1 Convergence coefficient of dairy consumption preference of young groups in Hebei Province

3.2.1.1 第一類別。第一類別有保定和石家莊地區，經濟發展速度快，年輕群體人均月收入5 000～8 000元，屬于高收入群體。調研數據顯示，該地區年輕群體認為目前乳制品價格處于合理區間，在日常消費過程中需求更加多樣化，會有高蛋白、新鮮程度較高、營養價值高、包裝精美的乳制品（如奶酪、巴氏奶以及鮮牛奶等）消費需求，該地區經濟的快速發展會促使乳制品尤其是高端乳制品市場需求的快速增長。

3.2.1.2 第二類別。第二類別有邢臺和張家口地區，經濟發展較好，年輕人對乳制品的消費需求不充分。由于該地區社會和經濟發展較第一類別地區有一定差距，導致乳制品不是年輕人日常生活的必需品，且處于簡易包裝（塑料袋）乳制品消費階段，消費產品單一，側重乳制品的食用性功能。

表3年輕群體乳制品消費偏好ANOVA表Table 3 ANOVA table of dairy consumption preference of young group

表4 最終聚類中心Table 4 Final cluster center

圖2 年輕群體乳制品消費偏好Ward聚類結果Fig.2 Ward clustering result of dairy consumption preference of young group

3.2.1.3 第三類別。第三類別有滄州和衡水地區，經濟相對發達，年輕群體以盒裝乳制品、保鮮奶類消費為主，注重乳制品的乳脂含量。該類別年輕群體對乳制品需求較多，當地的乳制品市場發展較好。

3.2.1.4 第四類別。第四類別有承德、邯鄲、廊坊、秦皇島、唐山地區，年輕群體對乳制品的消費需求不高，大多購買塑料包裝乳制品，側重乳制品的食用性功能。該地區的乳制品市場發展緩慢。

3.2.2 老年群體乳制品消費偏好聚類分析 繪制聚類系數折線圖（圖3），當K=4時，是聚合曲線下降速率的轉折點，即此時再增加類別數，收斂不會發生明顯變化，K=4為合適類別數。其中河北省人均月收入、乳制品包裝類型、乳制品價格、乳制品側重點、乳制品品種、乳制品品牌6個指標的P值分別為0.398、0.004、0.000、0.001、0.006、0.314（表5），說明數據差異顯著，可以進行聚類分析。將河北省11個地區老年群體乳制品消費偏好劃分為四大類，根據各個變量的聚類中心（表6），圍繞其中心對數據進行聚類分析。運用Ward對11個地區老年群體乳制品消費偏好進行聚類（圖4）。

圖3 河北省老年群體乳制品消費偏好聚合系數圖Fig.3 Convergence coefficient of dairy consumption preference of elderly group in Hebei Province

3.2.2.1 第一類別。第一類別有保定、唐山、石家莊、廊坊地區。該地區老年群體更注重乳制品的衛生安全，以紙袋包裝的常溫奶品消費為主；普遍認為乳制品價格偏高。

表5老年群體乳制品消費偏好ANOVA表Table 5 Anova table of dairy cnsumption preferences of elderly group

表6 最終聚類中心Table 6 Final clustering center

圖4 老年群體乳制品消費偏好Ward聚類結果Fig.4 Ward clustering result of dairy consumption preference of elderly group

3.2.2.2 第二類別。第二類別有秦皇島地區。該地區老年群體更加注重乳制品的乳脂含量，以酸奶消費為主；普遍認為乳制品價格偏高。

3.2.2.3 第三類別。第三類別有邢臺、滄州、衡水、承德地區。該地區老年群體更加注重乳制品的衛生安全，以紙盒類保鮮奶消費為主；普遍認為乳制品價格偏高。

3.2.2.4 第四類別。第四類別有邯鄲、張家口為地區。該地區老年群體更加注重乳制品的乳脂含量，以紙盒類的復原乳產品消費為主；普遍認為乳制品價格偏高。

4 主要結論與對策建議

4.1 主要結論

運用K-means聚類模型對河北省11個地區不同年齡群體乳制品消費偏好進行聚類分析，得到以下主要結論：

（1）不同地區年輕群體乳制品消費偏好差異較大。經濟因素是影響年輕群體消費的主要因素，經濟發展迅速、收入水平較高的石家莊和保定地區，年輕群體對乳制品品質需求和個性化需求提出了更好的要求；經濟發展狀況較好的邢臺、張家口地區，年輕群體奶制品個性化需求較小，購買品種上較為單一；經濟相對發達的滄州、衡水地區，年輕群體更加側重乳制品的乳脂含量，且對乳制品需求較多，包裝購買多樣，乳制品市場發展前景廣闊；經濟發展水平落后的承德、邯鄲等地區，年輕群體對乳制品的消費需求不高，乳制品市場發展緩慢。

（2）不同年齡群體乳制品消費偏好差異較大。老年群體較年輕群體而言，接受新事物、新產品能力較弱，在乳制品的種類和品牌消費上較為穩定；普遍認為各類乳制品價格偏高，多側重消費紙盒類、簡易包裝類產品，注重營養元素、乳脂含量較高乳制品的消費，在一定程度上影響老年人的乳制品消費市場。

4.2 對策建議

4.2.1 創新乳品發展，實現精準定位 針對年輕群體對乳制品的個性化、多元化消費需求，提升乳制品的創新能力和新產品開發能力，開發功能性乳制品，實現個性化服務模式，滿足當下快節奏的消費需求。針對老年群體消費特點，研發性價比高的適用于老年群體消費的產品，以提高其購買力。

4.2.2 發展經濟，提高居民收入 收入水平決定消費水平，因此要帶動區域消費，必須加快地方經濟建設與發展，提高居民的人均收入水平。只有大力發展地方經濟，提高居民生活水平，增加個人收入，才會增加乳制品消費，從而拉動振興河北奶業發展。

4.2.3 加強監督管理，保證乳品供應鏈安全 食品安全與公眾的切身利益息息相關，已成為社會發展中備受關注的問題。政府要加強乳制品質量檢測與監管，厘清現有的交叉職能，明確各個環節的責任。進一步明確乳制品供應鏈各主體的獎懲制度，建立乳制品全程溯源體系，對乳制品的供應鏈進行必要的全程跟蹤、追溯，全方位增強奶牛養殖場和乳品企業的社會責任意識。企業要嚴格監管冷鏈物流系統，從而保證乳制品的質量安全。