統計學方法在卷煙感官評價及感官質量預測中的應用

楊 露 繆祥凱 唐習書 程 亮 馬志榮

（紅云紅河煙草（集團）有限責任公司會澤卷煙廠，曲靖 654200）

長期以來，評價卷煙感官質量的研究焦點都集中于如何能夠科學、合理地將一個多目標問題轉化為多個單目標問題。但從實際運用情況來看，只有在一維空間中對這些多目標問題進行處理，才有可能使排序評價具有實際的意義。生成綜合性指數常用的方式是對各個評價指標進行加權操作，然后進行綜合評價，稱為加權評估法。常用的加權評估法種類很多，如專家評分法、模糊綜合評定法、層次分析法以及優序法等。評估指數構建時，應盡量采取不同的技術路徑，結合專業知識制定對應的評估體系，然后利用實地調查的方法讓專家針對每個評價指標在評價系統中的作用進行評價，并在此基礎之上建立對應的映射函數，構建一個綜合評價指數，最后結合該評價指數中的各個元素對評價對象進行排序。

1 卷煙感官評價及卷煙感官質量預測中常用的統計學方法

在對煙草以及卷煙制品的質量進行感官評價和預測時，需要借助統計學方法構建一個行之有效的感官質量評價體系來對其進行定量或者定性描述。常用于卷煙感官質量評價的統計學方法有模糊綜合評定法、層次分析法以及優序法等。這些方法有的只是對卷煙感官質量進行定量分析，有的則是對卷煙感官質量進行定性分析[1]，最大的共同點是需要專家針對卷煙感官進行具體評分，不同之處表現在應用的具體方式、評價過程的難易程度以及對數據信息的處理上。模糊綜合評定分析法可以精準、科學地評價卷煙制品的感官質量。層次分析法主要是評定卷煙的煙絲質量。有序法則一般用來分析和評價卷煙感官質量評價信息。因此，在使用這些方法時應結合具體的評價指標采取合適的策略。

2 模糊綜合評定法

在使用模糊綜合評定法分析評定卷煙感官質量的過程中，應選擇一些能夠反映卷煙感官質量的典型指標作為評價的論域。通常情況下，依據我國現行的《卷煙感官技術要求》，選擇卷煙的光澤度、香氣、諧調、雜氣、刺激性以及余味等作為模糊綜合評定的質量指標。在評價函數中，使用U表示上述指標，有

式中：u1為光澤度；u2為香氣；u3為諧調；u4為雜氣；u5為刺激性；u6為余味。

結合我國煙草標準化卷煙標準樣品分析技術委員會制定的卷煙評價標準，設定對指標的評語論域為V，有

式中：v1為A上；v2為A中；v3為A下；v4為B上；v5為B中；v6為B下；v7為C上；v8為C中；v9為C下。

在對卷煙感官質量進行評吸過程中，各項感官質量指標對卷煙整體質量的影響大小和程度不一，因此在進行質量評定時還需要對各項指標進行加權。

在模糊綜合評價中，通常使用如下公式表示

式中：x1、x2、x3、x4、x5、x6分別為各項感官質量指標權重，且x1+x2+x3+x4+x5+x6=1，0＜X＜1。結合我國現行的《卷煙感官技術要求》的相關規定，可將所列各項指標權重x1、x2、x3、x4、x5、x6代入得到

在進行卷煙評吸測定時，需要結合實際評測情況邀請具有豐富評吸經驗的評委若干名，評委人數用K表示[2]。結合《卷煙感官技術要求》對評委人數的具體要求，參加評吸的專家應不低于7人。卷煙感官質量綜合評判的結果用Y表示，則Y是模糊向量X和模糊關系矩陣K的合成，即Y=XK。

3 層次分析法

借鑒層次分析的相關思想，在評價卷煙煙絲感官質量時，先將各項指標細分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3個不同質量檔次，并明確各個檔次的質量和得分值。

隨機抽取若干批次的待檢測卷煙進行正態性檢驗，檢驗結果在95%的置信度條件下，將卷煙的含水率、填充值、整絲率、破絲率以及純凈度5項指標的檢測數據使用正態分步進行處理[3]。由于各項指標均符合正態分布規律，因此可以將各項指標的檢測數據在90%以上分布區域內的定位為Ⅰ檔質量，然后結合一定時間內的各個指標的平均值、合并標準偏差以及《卷煙感官技術要求》的規定，通過計算得出90%分布的具體區域。表1為卷煙煙絲質量指標和單項得分公式表格。

表1 樣品卷煙煙絲質量指標及單項得分（滿分為100分）

雙側標準為

單側標準的望大值和望小值分別為

式中：USL為Ⅰ檔質量的上限；LSL為Ⅰ檔質量的下限；u為總體均值（用樣本均值估計）；σ為總體標準差（用合并樣本標準差估計）。

在完成Ⅰ檔質量鑒定后，樣品卷煙檢測數據值處于技術標準要求范圍之外的可將其定義為Ⅲ檔質量，各個檔次的界限和得分如表2所示。

表2 卷煙各項指標檔次界限及得分

4 優序法

在使用優序法分析評定卷煙感官質量的過程中，應結合《卷煙感官技術要求》選擇卷煙的光澤度、香氣、諧調、雜氣、刺激性以及余味作為卷煙感官質量評定的具體指標，并對其分別賦予權值0.06、0.36、0.06、0.16、0.16、0.20。結合《卷煙感官技術要求》對評定專家人數的要求，邀請不低于7位專家對待測卷煙感官質量進行具體的評吸鑒定，并按照固定的格式填寫評定結果[4]。為了方便對卷煙各個單項指標的感官質量進行精準評價，以顯示樣品之間的細微差異，在開展評價過程中通常將各個單項的感官指標分值統一記為0.1分。

4.1 卷煙感官質量單排序

分別按照單一的卷煙感官指標對所有專家的評吸結果采用優序法進行綜合、精準排序，各個感官指標的單排序樣式按固定格式格進行確定。依照每位評吸專家單項指標的打分情況對卷煙樣品依照質量進行排序。在N個卷煙牌號中，將評價得分最高的排在最前面，次之排在第二位。如果在排序過程中出現得分相同的情況，則將兩款卷煙排在同一位置上。如果出現有多個牌號的卷煙名次相同，那么隨后將會空出S-1個位置，接著進行排序，直至所有卷煙排序完成[5]。經過排序后，每個卷煙牌號所在位置對應的優序號就是該卷煙牌號對應的優序數值。如果出現有多個排名相同的卷煙牌號，那么每個卷煙牌號的優序數則為這些卷煙對應的優序號減去0.5，即S-1。等到所有專家都對卷煙打完分數后，將卷煙牌號對應的優序數累加，就可以得到卷煙牌號最終的單項感官指標優序數，此時根據該優序數就可以對所有卷煙牌號進行單排序。

4.2 卷煙感官質量總排序

待得出卷煙各個單項感官質量的排序后，利用優序法對各個單項指標進行綜合，計算其對應的優序數，并依照大小順序對卷煙牌號進行排序，得到卷煙感官質量的總排序結果。卷煙感官質量總排序過程與4.1章節論述的卷煙感官質量單排序前面步驟相同，只是如果出現有多個排名相同的卷煙牌號，那么每個卷煙牌號的優序數則為這些卷煙所對應的優序號減去0.5后和對應感官指標權重之積[6]。依照上述方式對卷煙牌號按照大小進行排序，就是卷煙感官質量評定的優劣順序。

4.3 優序法在卷煙感官質量評價中的應用舉例

某項質量評定活動中共有4個不同牌號的卷煙參與了感官質量評價，在此分別將這4個牌號卷煙計作為①、②、③、④，邀請具有豐富經驗和較高專業知識水平的10位評吸專家組成活動的評定小組，分別將評吸專家對應編號為M1、M2、…、M10，采用優序法對4種不同牌號的卷煙進行評價。

首先，10位評吸專家結合《卷煙感官技術要求》分別對4個牌號的卷煙感官質量進行評吸打分，并填寫單項感官指標評價表。其次，依據單項感官質量指標評價對專家評吸結果采用優序法進行綜合性單排序。比如，專家M1對4個不同牌號卷煙的感官質量指標f2的單排序為③②①④，綜合10位專家對感官質量指標f2的單排序，可以得出最終的4種牌號卷煙感官質量f2的單排序，如表3所示。

表3 單項感官指標f2的單排序計算表

結合表3對4種不同牌號卷煙的f2優序數進行計算，有

同理，可計算得到K2=13.5、K3=20.5、K4=22.5，由此可知4種不同牌號的卷煙單項感官質量f2的優劣次序為④-③-②-①。

采用上述方法對f1、f3、f4、f5、f6進行計算，得出其對應的優劣順序，具體如表4所示，最終計算得出4種不同牌號卷煙的總優序數K1=0、K2=1.52、K3=1.81、K4=2.43。

對4種不同牌號卷煙優序數大小進行排列，順序為④-③-②-①。

表4 卷煙感官質量總排序計算表

5 結語

統計學方法在卷煙的煙葉、煙卷質量評定和預測中應用廣泛，且不同方法具體的使用方式和測定內容不同，因而在實際使用過程中應結合所要評價的目標選擇合適方法，以獲得理想的評價效果。