（管理科学与工程专业论文）基于响应曲面方法的乘用车市场研究.pdf

， 1 j 可1 i 、 i i o 一 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：日期：丝皇：厶：止 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：虹导师签名：二赵 日期：丝! 里：匆：，i 卜，气广t 一 j j j i l i 摘要 摘要 本文详细介绍了将响应曲面方法应用到乘用车市场分析的过程步骤，并以 2 0 0 8 年的中国乘用车市场的数据作为实证研究，证明了该方法的可行性。将响 应曲面方法应用到该领域不仅是对响应曲面方法应用领域的扩展，同时对乘用车 市场分析方法的拓展方面也有重要意义。本文提出应用响应曲面方法分析乘用车 市场的销售数据，确定不同因子的权重及因子的交互作用，并解析乘用车市场的 量化规律。影响乘用车市场销售量的因素有很多，本文主要分析的是乘用车价格， 以及不同车型间交互影响的作用对乘用车销售量的影响。 响应曲面方法是数学方法和统计技术相结合的产物，是用来对所感兴趣的问 题进行建模和分析的一种方法，目的是找到被众多因素所影响的响应的最优值。 响应曲面方法一直在工程领域中应用，但在市场分析等经济领域并没有得到过很 好地运用。正是基于此，本文提出将响应曲面方法扩展到经济分析应用领域，以 乘用车市场为研究对象，通过深入解析其市场销售数据，从而对乘用车市场的变 化规律产生深刻的量化认知。 本文介绍了响应曲面近几年的方面的发展，作为对响应曲面方法理论方面的 归纳总结。在第三章中，详细介绍了应用响应曲面方法分析乘用车市场的具体步 骤，包括：对乘用车市场的建模、回归模型的参数估计、回归模型参数估计的计 算过程和回归模型的诊断。通过建模、参数估计、计算、误差分析等过程，完整 的介绍了响应曲面应用于乘用车市场的具体方法，为后面的分析奠定了坚实的理 论基础。 乘用车市场中的汽车种类繁多，关系复杂。数据非常分散、无规律。为了能 够更好对数据进行分析，更清晰的量化出乘用车市场，需要对乘用车市场进行价 值分类。本文对2 0 0 8 年中国主要乘用车市场中1 2 7 款车型进行了分类研究。各 型主要乘用车的销售量和价格完全是由市场决定的，根据市场数据对主要乘用车 进行价值分类是实证研究，其结果具有客观公正性。通过市场细分得到不同市场 的价值，五类市场的价值分别为1 3 5 亿元、6 8 7 亿元、2 8 0 3 亿元、5 8 5 8 亿 元和8 7 0 4 亿元。因此，中国主要乘用车总体市场价值不低于1 8 0 亿元。 确定了价值分类之后，本文对五类细分市场分别用响应曲面方法进行建模、 计算、分析和归纳，得到了五类细分市场对应的响应曲面函数以及车型的影响权 重和车型间的相互影响权重。通过本文的分析，可以帮助厂商明确各自市场竞争 的对手，精确制定市场营销策略和整体经营战略。因此本文的研究具有一定的实 际意义。 关键词响应曲面方法；乘用车市场；价值分类；竞争态势 北京t 、大学管理学硕l j 学位论文 一 1 。 i ，l a b s t r a c t a b s tr a c t t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h er e s p o n s es u r f a c em e t h o d ，w h i c hi s a p p l i e dt ot h ec a rm a r k e t a n a l y s i s t h ep r o c e s ss t e p so fv e h i c l em a r k e ta n a l y s i su s i n gr e s p o n s es u r f a c ei sg i v e ni nt h i s p a p e r t h e nw es e ta ne x a m p l eo f2 0 0 8c h i n av e h i c l em a r k e td a t aa se m p i r i c a lr e s e a r c h ，w h i c h c a l lp r o v et h ef e a s i b i l i t yo ft h i sm e t h o d u s i n gr e s p o n s es u r f a c em e t h o dt ot h ef i e l d si sn o to n l y t oe x t e n da p p l i c a t i o no fr e s p o n s es u r f a c em e t h o d ，b u ta l s oh a v eg r e a ts i g n i f i c a n c et ot h ec a r m a r k e ta n a l y s i sd e v e l o p m e n t i nv o l a t i l ee x t e r n a le n v i r o n m e n t ，h o wt om a i n t a i ni t sn o r m a lp r o d u c t i o na n ds a l e sn o w b e c o m e sam a j o rc o n c e r no ft h em a i np r o b l e m s h o p i n ge n t e r p r i s e sh a v eb e t t e rd e v e l o p m e n t m u s th a v eap r o f o u n du n d e r s t a n d i n go ft h em a r k e tl a w i nt h i sp a p e rr e s p o n s es u r f a c em e t h o d w a su s e di na n a l y s i so ft h ec a rm a r k e ts a l e sd a t a t h e nw ed e f i n e dd i f f e r e n tf a c t o rw e i g h t sa n d f a c t o ri n t e r a c t i o n sa n da n a l y z e dt h ep a s s e n g e rc a rm a r k e tq u a n t i z a t i o nr u l e r e s p o n s es u r f a c em e t h o d ( r s m ) i sm a t h e m a t i c sm e t h o da n dt h eo u t c o m eo ft h e c o m b i n a t i o no fs t a t i s t i c a lt e c h n i q u e s r s mi su s e df o ri n t e r e s t e dp r o b l e mo fm o d e l i n ga n d a n a l y s i s ，w h i c hi san e wm e t h o df o rp u r p o s et of i n do u tt h eo p t i m a lv a l u eo ft h er e s p o n s ea m o n g i n f l u e n c ef a c t o r s r e s p o n s es u r f a c em e t h o dh a sb e e na p p l i e di ne n g i n e e r i n gf i e l d ，b u ti nt h e m a r k e ta n a l y s i sa n de c o n o m i cf i e l d sh a v er e c e i v e dv e r yg o o du s e b a s e do nt h i s ，t h ep a p e rp u t s f o r w a r dt h er e s p o n s es u r f a c em e t h o dw i l lb ee x p a n d e dt oe c o n o m i ca n a l y s i so np a s s e n g e rc a r s ， t h em a r k e ta st h er e s e a r c ho b j e c t ，b ya n a l y z i n gi t sm a r k e ts a l e sd a t ad e e p l y , s oa st oc h a n g er u l e s o f p a s s e n g e rc a rm a r k e tp r o f o u n dq u a n t i f i c a t i o n t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h er c s p o n s u r f a c ei nr e c e n ty e a r s ，a st h ed e v e l o p m e n ta n ds u m m a r y o fr e s p o n s es u r f a c em e t h o d a f t e rt h a tw ei sp u tf o r w a r du s i n gt h er e s p o n s es u r f a c em e t h o di n p a s s e n g e rc a rm a r k e ta n a l y s i s i nt h et h i r dc h a p t e r , w ed e t a i l e di n t r o d u c e dt h es p e c i f i cs t e p so f t h er e s p o n s es u r f a c em e t h o da n a l y s i s a p p l i c a t i o n o ft h ep a s s e n g e rc a rm a r k e t ，i n c l u d i n g m o d e l i n ga n dp a r a m e t e re s t i m a t i o n ，t h ec a l c u l a t i o na n de r r o ra n a l y s i s ，e t c t h i sp a p e rc o m p l e t e i n t r o d u c e dt h es p e c i f i cm e t h o d sa b o u tt h a tr e s p o n s es u r f a c ea p p l i e di np a s s e n g e rc a rm a r k e t t h r o u g hs t e p sa b o v e t h ei n t r o d u c t i o na b o u ts p e c i f i cs t e p sl a i das o l i dt h e o r e t i c a lf o u n d a t i o nf o r t h ea n a l y s i sb e l o w t h ec a rp a s s e n g e rm a r k e ti sv a r i e t yb e c a u s eo ft h ec o m p l e xr e l a t i o n s h i p i no r d e rt ob e t t e r d a t aa n a l y s i s ，ac l e a rm 冒l s u r eo fac a rm a r k e t ，w en e e dt ot a k et h ec a rm a r k e tv a l u ef o r c l a s s i f i c a t i o n t h i sp a p e rs t u d i e do nt h ec l a s s i f i c a t i o no fm a r k e tv a l u ea b o u tc h i n a sm a j o r p a s s e n g e rc a rf o r1 2 7c l a s s i f i c a t i o nm o d e li n2 0 0 8 i ti se m p i r i c a lr e s e a r c ht h a tt h ev a l u e c l a s s i f i c a t i o nf o rm a i nv e h i c l ei so b t a i n e da c c o r d i n gt ot h em a r k e td a t a e a c hm a j o rc 缸s a l e sa n d p r i c e si sc o m p l e t e l yd e t e r m i n e db yt h em a r k e t a sar e s u l tt h a tt h ec l a s s i f i c a t i o no fm a r k e tv a l u e t i i 北京t 业大学管理学硕 ：学位论文 w eg o ti so b j e c t i v e c h i n am a i np a s s e n g e rc a rm a r k e tc a nb ed i v i d e di n t of i v et y p e so fm a r k e t s e g m e n t a t i o na c c o r d i n gt ot h em a r k e tv a l u e d i f f e r e n tm a r k e ts e g m e n t sc a l lb eg o tt h r o u g ht h e m a r k e tv a l u e m a r k e tv a l u eo ff i v es e g m e n t a t i o n si sr e s p e c t i v e l y1 3 5b i l l i o ny u a n ，6 8 7b i l l i o n y u a n ，2 8 0 3b i l l i o ny u a n ，5 8 5 8b i l l i o na n d8 7 0 4b i l l i o ny u a nt h e r e f o r e ，m a i np a s s e n g e rc a r m a r k e tv a l u ei nc h i n ai sm o r et h a ng e n e r a l18 0m i l l i o ny u a n a f t e rd e t e r m i n i n gt h ev a l u ea b o u tt h ec l a s s i f i c a t i o n ，t h i sp a p e rd i dm o d e l i n g ，c a l c u l a t i o n ， a n a l y s i sa n di n d u c t i o nr e s p e c t i v e l y 诵mf i v ek i n d so fm a r k e ts e g m e n t a t i o nu s i n gr e s p o n s e s u r f a c em e t h o d ，a n dg o tt h ew e i g h to ff i v ek i n d so fm a r k e ts e g m e n t a t i o na n dm o d e l so fm u t u a l i n f l u e n c ew e i g h ta m o n gt h ec o r r e s p o n d i n gr e s p o n s es u r f a c ef u n c t i o nm o d e l s t h r o u g ha n a l y s i s o ft h i s p a p e r ,w ec a n d e f i n em a n u f a c t u r e r s r e s p e c t i v em a r k e tc o m p e t i t i o n ，a n dh e l p m a n u f a c t u r e r sa c c u r a t ef o r m u l a t em a r k e t i n gs t r a t e g ya n do v e r a l lb u s i n e s ss t r a t e g y k e y w o r d sr e s p o n s es u r f a c em e t h o d ；p a s s e n g e rc a rm a r k e t ；v a l u ec a t e g o r y ；c o m p e t i t i v es t a n c e i v j j f 摘要i a b s 仃a c t i 第1 章绪论1 1 1 研究背景与研究意义1 1 1 1 研究背景1 1 1 2 研究意义1 1 2 国内外研究现状及评述2 1 2 1 响应曲面的应用领域研究概述2 1 2 2 其他拓展使用的工程研究方法3 1 2 3 关于乘用车市场的研究4 1 3 本文的研究内容5 1 4 本文的创新点5 1 5 研究方法与研究路线6 1 5 1 研究方法6 1 5 2 研究路线6 第2 章响应曲面方法发展概述9 2 1 稳健参数设计概述9 2 2 对响应曲面理论的基本介绍1 0 2 2 1 双模型方法l o 2 2 2 包括控制因子和噪声因子变化的单模型法1 2 2 3 响应曲面方法近五年的理论上的发展1 3 2 3 1 最优化设计的发展1 3 2 3 2 其他方面的发展1 3 2 4 响应曲面与裂区设计1 4 2 5 本章小结1 5 第3 章应用于乘用车领域的响应曲面方法研究1 7 3 1 理论准备1 7 3 1 1 响应曲面的概念1 7 3 1 2 一阶和二阶多项式线性回归1 7 3 1 3 响应曲面分析中会用到的方法2 l 3 2 乘用车市场的分析预处理2 3 3 2 1 乘用车的概念2 3 3 2 2 对乘用车市场的价值分类2 3 3 3 建模、运算与残差分析2 4 3 3 1 对乘用车市场的建模2 4 3 3 2 回归模型的参数估计2 5 3 3 3 回归模型参数估计的计算过程2 6 3 3 4 回归模型的诊断2 7 3 4 本章小结2 8 第4 章对乘用车市场的价值分类2 9 v 4 2 4 结论3 5 4 3 本章小结3 6 第5 章2 0 0 8 年中国乘用车的市场结构与竞争态势3 7 5 1 确定车型竞争态势3 7 5 1 1 确定车型的相互影响权重3 7 5 1 2 确定引起价格波动的随机数3 8 5 1 3 估计相互影响权重3 8 5 2 对结果的归纳整理4 9 5 2 1 数据情况整体的概述4 9 5 2 2 对第二类乘用车细分市场的结果分析5 0 5 2 3 对第五类乘用车细分市场的结果分析5 2 5 3 本章小结5 4 结论5 5 研究结论5 5 研究展望5 5 参考文献5 7 攻读硕士学位期间发表的学术论文6 l 致 射6 3 v i 第1 市绪论 第1 章绪论 1 1 研究背景与研究意义 1 1 1 研究背景 响应曲面法( r s m ) 是数学方法和统计技术相结合的产物，是用来对所感兴 趣的问题进行建模和分析的一种方法，目的是找到被众多因素所影响的响应的 最优值日1 。由于这种方法在数学上提法严格，因子之间交互作用的考虑明确， 求解优化问题的方法( 序列线性规划) 精度高，可以考虑误差因素的各种分布， 因而可以用较少的试验次数获得较高的求解精度。这种方法的另一个优点就是 可望实现序贯试验，即根据问题的精度要求确定试验次数。经过多年的理论发 展，响应曲面在稳健参数设计的方面逐渐成为一种成熟的方法，被广泛应用于 科学和工程的许多领域。 近十年来，响应曲面方法的应用领域一直在扩大，其他领域中统计学的进 步也推动了它的发展。随着对其认识的逐渐深入，使用响应曲面方法的范围已 经不仅限于化学、食品和其他制造过程，生物学、生物医药和快速发展的生物 分子学领域的研究者们都对响应曲面产生了浓厚的兴趣。例如在工业生产领域， 在产品全生命周期的各个阶段，响应曲面方法都提供了有效的试验方法，通过 此方法可以寻找出最优试验条件以大幅度降低开发的时间和成本，使产品具有 更高的可靠性，从而提高产出率，减少不良品。响应曲面能够提供一个可遵循 的程序，以突破制造过程的瓶颈，达到设计目标瞳1 。 1 1 2 研究意义 响应曲面方法直在工程领域中应用，但在市场分析等经济领域并没有得 到过很好地运用。正是基于此，本文提出将响应曲面方法扩展到经济分析应用 领域，以乘用车市场为研究对象，通过深入解析其市场销售数据，从而对乘用 车市场的变化规律产生深刻的量化认知。 一般地，一个市场中的需求函数定义为： 奶= 厂( p x ，p o ，i ，t ，) ( 卜1 ) 其中，q 为需求数量，最为该种商品的价格，弓为相关产品( 替代品或互补 品) 的价格，j 为消费者收入，r 为消费者偏好，辱为该种商品未来的价格预 期。虽然需求函数很好地说明了影响市场需求的因素，但很少见到它被解析过。 在分析市场时一般只是考虑价格与需求数量之间的关系( 即需求曲线) ，而把其 他因素视为常量。而通过响应曲面方法，可以对需求函数进行比较全面的解析。 题之一。若想维持企业生存、提高竞争力，增加销量、降低成本减小开销成为 企业生存的必要条件：同时，必须对市场规律有深刻的认知。所以本文提出应 用响应曲面方法分析乘用车市场的销售数据，确定不同因子的权重及因子的交 互作用，并解析乘用车市场的量化规律。本文主要分析的是乘用车价格，以及 不同车型间交互影响的作用对乘用车销售量的影响，进而解析市场的量化规律。 1 2 国内外研究现状及评述 1 2 1 响应曲面的应用领域研究概述 响应曲面方法的领域在近十年中一直在增长，并且其他领域中的统计学的 进步也使它受益匪浅。对响应曲面方法感兴趣的实践者们的范围一直在扩大， 当然，我们知道，没有实际的应用响应曲面方法是无法生存的。使用响应曲面 方法的范围已经扩展了许多。已经不再是仅有化学、食品和其他制造过程需要 响应曲面方法工具。生物学、生物医药和快速发展的生物分子学领域的教授们 都对响应曲面领域产生了浓厚的兴趣。 当然对于我们在工业生产中所起的作用来说，响应曲面方法同样非常重要。 在实际应用方面，无论在产品设计或者制造发展过程，响应曲面方法提供了一 个有效的试验方法；在产品全生命周期的前期，寻找出最优试验条件以大幅度 降低开发的时间和成本，使产品具有更高可靠度；在制造过程中，也可以找出 制造过的最优条件以提高产出率和减少不良品。响应曲面能够提供一个可靠、 可遵循的程序，以达到突破制造过程的瓶颈或者达到设计目标，如缩短生产周 期、提高产能或减少不良品，以达到最佳生产管理或经济效益。通常认为响应 曲面方法中包括试验设计，模型拟合和过程优化。近来，稳健性方法、非参数 方法和贝叶斯设计已经成为它的一部分。然而无论如何，响应曲面方法的目标 对于实践者们来说，仍然保持在b o x 和w i l s o n 的文章所描述的范围之内。也就 是说，一个人打算基于一些定量的过程因素( 或者是定性和定量的混合因素) 来设计一个试验，然后根据能够提供过程改进以至于过程优化的设计变量的目 标来分析结果数据。很明显我们在2 1 世纪中对任何复杂的响应曲面方法问题提 出的解决方案都会受到他的影响。已经有多响应、更复杂的模型和一些根本就 不适用于用多项式逼近的情况都开始使用响应曲面方法，而计算机技术的提高 使得这些问题的解决成为可能心，。 综上所述，经过多年的发展，应用于稳健设计的响应曲面已经成为一种成 j - _ 第1 荦绪论 熟的方法，并且广泛应用于科学与工程的多个领域，例如化学工业、物理、电 气工程和交通领域等。在近两年的应用更是十分广泛，下面介绍几篇在不同领 域应用的文章，以点带面说明应用的广泛性。 例如，c o e t z e r ，r 和r f r o s s o u w 口1 讨论了将双响应曲面最优化方法 用于合理利用汽化炉性能中难于控制的因子中。煤的粒度分布和煤炭成分被视 为在正常运作难以控制的变量。该文论述了统计稳健性应用研究的一种方法， 以确定在正常运作下最佳的可能难以控制的过程变量的设置。几个双响应面战 略用于评估，以确定最佳工艺变量条件。研究结果表明，窄的粒度分布是最适 用于最大限度地发挥气化性能作用，这是对煤组成变异的稳健设计。 m i c h i e l a n ，l 和m b a c i l i e r h l 在使用自分子静电势表面特性结合响 应面分析来预测水溶剂自由能有机化合物一文中引入自相关分子静电势向量 与非线性响应曲面相结合来评估水溶剂自由能有机化合物。n o g u e r a ，j h 和 e f 障3 将响应曲面应用于多产品分批生产的环境中，用详细的、离散的、随机 仿真模型得出确定性的分析响应曲面，并将其使用在工厂设计和生产量分析的 过程产业中，使管理者和工程师从稳健的角度理解操作和环境变量以及他们的 交互作用对生产过程的影响。b a i l e y ，t c 和p j h e w s o n 1 的文章是在英 国交通安全领域的应用。结果表明，使用多元g l m m 方法可信区间可以充分变小， 因此认为m u l t i p l ep i s 的多元模型在某些情况下可引入更稳健的和现实的评 估。l a i 和c h a n g n l 等人将响应曲面方法应用到顾客感觉的分析上。顾客感觉决 定其对产品的喜爱程度，但是估计、检查和提高这种感觉在现有的理论下有一 些困难。于是该文提出一种稳健设计方法，通过减少顾客真是感觉和目标感觉 之间的差异来提高质量水平，并用一个乘用车的案例验证这种稳健设计方法。 在国内，也很大的突破。何桢等人秘1 以天津市某橡胶公司轮胎产品设计为 对象，采用双响应曲面方法对轮胎生产过程中的一个重要质量特征( 胶料硬 度) 进行了优化，并根据双响应曲面方法设计了试验设计软件，试验设计结果找 到了达到胶料硬度目标并减少硬度变异的配比条件。 1 2 2 其他拓展使用的工程研究方法 随着社会的进步与各种方法的发展，很多以前一直用于化学、物理等研究 领域的方法，也逐渐慢慢使用在工程领域、生产领域，甚至是商用领域，例如 卡尔曼滤波。 卡尔曼滤波是由r e k a l m a n 于1 9 6 0 年首次提出的，它是一种线性的最 小方差估计，算法具有递推性，适用于多维随机过程的估计，具有连续和离散 两种算法，便于在计算机上实现。卡尔曼滤波是从随机过程的观测量中通过线 性最小方差估计准则来提取所需估计值( 系统的参数和状态) 的一种滤波算法， 北京t 业人学管理学硕f j 学何论文 量i ,i 曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼皇曼曼曼量曼曼曼曼量曼曼曼曼曼量皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼 其最大特点是能够剔除随机干扰噪声，从而获得逼近真实的估计值。由于卡尔 曼滤波的基本方程是时间域的递推形式，其计算过程是一个不断地“预测修 正 过程。当得到新的观测值时，即可算出新的估计值，在估计值更新的过程 中不需要存取大量观测数据，从而节省了计算机内存，提高了计算效率，是一 种优秀的在线估计算法，因而在实际工程应用中受到了普遍重视。随着计算机 技术的发展，以卡尔曼滤波技术为核心的现代估计理论已广泛应用于航天、系 统工程、通信、工业过程控制等领域阳1 。 在激烈的市场竞争和技术进步的双重牵引和推动下，社会经济生活发生了 日新月异的变化。市场竞争日趋激烈，顾客对产品的需求日益呈现出多样化和 个性化的发展趋势，促使企业打破传统的单一品种，大批量生产模式转向了多 品种、小批量生产。由于小批量生产的特点，使得传统的s p c 方法难于直接应 用，但对质量控制的要求则更为迫切、情况也更加复杂。因此章帆等人根据现 在社会发展的现状，提出了将卡尔曼滤波应用到质量控制上面，并用实证研究 证明了其可行性n 们。 杨康、蒋明青妇针对客户订单与市场真实需求之间的差异，建立了基于卡 尔曼滤波原理的社会需求预测模型。在已知订单的基础上，尝试运用卡尔曼滤波 原理，滤掉市场上干扰因素对订单的影响，对社会需求做出最佳估计。期望获得 比较贴近市场真实需求的预测结果。为下阶段的货源组织及销售计划制定提供 更为合理的依据。并利用某烟草公司的卷烟销售数据对模型进行验证分析，并 根据实证数据证明了该模型在一定程度上比较有效。 1 2 3 关于乘用车市场的研究 目前，针对乘用车市场的研究，很多都集中在对销售量的预测上面。 潘志刚，韩颖n 2 3 提出了运用组合预测模型对我国汽车市场的未来需求进行 了预测。依据中国民用汽车保有量1 9 8 5 2 0 0 3 年的历史数据及汽车市场需求 系统的复杂特性，分别采用灰色系统、多元回归、三次指数平滑方法建立单项 预测模型。根据组合预测理论建立中国汽车市场需求组合预测模型：组合预测理 论是对同一个预测对象采用不同的单项预测模型，并对各个单项模型施以适当 权重。 胡伟n 3 1 在全面分析了我国汽车市场现状的基础上，对汽车销售量的影响因 素进行了系统的论述，指出汽车销售量主要受到宏观经济、价格、消费者偏好 和消费环境等因素的影响。同时使用g m ( 1 ，1 ) 模型对我国汽车销售量进行预测， 并根据预测的结果对汽车市场的发展趋势做出判断。但是本文对各因素的影响 只是单独分析，并没有将所有因素的影响与销售量之间建立起响应模型。 同时，很多国内的学者研究了乘用车市场的规律和发展趋势。付保宗n 射研 第1 节绪论 究了0 9 年中国乘用车市场的特点，针对这些特点提出了未来中国乘用车市场发 展的趋势和主要影响其发展趋势的影响因素。卢幸n 5 3 从g d p 等宏观影响因素的 角度出发，对未来几年的乘用车市场进行预测，提出乘用车市场将呈稳定发展 的态势。朱翠珊n 6 3 通过调查问卷等形式，研究应用乘用车消费者价值体系模型 建立价值体系，并解探讨乘用车消费者价值需求。但以上结果都没有对市场已 有销售和价格数据的关系进行量化分析。 1 3 本文的研究内容 通过文献综述，发现r s m 稳健设计的理论发展已经很成熟，而应用领域的 扩展并不像理论发展那样充分。于是提出本课题主要研究内容就是将r s m 用于 乘用车汽车市场量化分析上。在分析的过程中，主要考虑乘用车的价格、以及 不同车型价格之间的交互作用的影响，建立起受价格影响的乘用车市场量化模 型。 首先，因为本文的目的之一是对响应曲面方法研究领域的拓展，所以将会 介绍响应曲面方法近几年在理论研究领域的发展概况，对应用于稳健设计的响 应曲面发展进行一个多方面的描述。 第二，将响应曲面的建模方法应用到乘用车市场的分析上来，乘用车价格、 不同车型价格的交互影响作为输入的自变量，乘用车销售量作为响应，通过建 模以及对相关系数的估计，来刻画价格与销售量之间的关机。 第三，中国乘用车市场车型繁多，本文对中国主要乘用车市场进行了客观 的分类研究。通过对1 3 5 款车型市场数据的回归分析，将乘用车市场按价值大 小细分为5 类，对每一细分市场的价值进行了估计，并估算中国主要乘用车市 场总体价值不低于1 8 0 亿元。由此得出结论，在同一个细分市场中的车型之间 存在着市场竞争关系，而不在同一个细分市场中的车型之间是弱竞争关系。这 对于厂商确定各自产品的市场定位具有重要的指导意义。 再次，通过对2 0 0 8 年中国乘用车市场数据的建模、估计与检验，实证研究 了该方法的可行性，解析了2 0 0 8 年乘用车市场进行了量化规律。 1 4 本文的创新点 ( 1 ) 响应曲面方法已经广泛应用与多个领域，但是在市场销售分析方面的 应用还很少见。并且本文应用响应曲面方法对乘用车市场建模，拓展了响应曲 面方法的应用领域。 ( 2 ) 虽然需求函数很好地说明了影响市场需求的因素，但很少见到它被解 析过。在分析市场时一般只是考虑价格与需求数量之间的关系( 即需求曲线) ， 而把其他因素视为常量。本文通过响应曲面方法，可以更好的了解乘用车的市 场规律，并确定出不同车型的市场地位，以及车型间的竞争关系大小，对厂商 5 北京i 业大字霄理掌帧f j 学位论文 的市场定位具有指导意义。 ( 3 ) 对2 0 0 8 年的中国乘用车市场进行了量化分析，得到了不同车型在细 分市场中的市场地位，以及车型之间的竞争态势。 1 5 研究方法与研究路线 1 5 1 研究方法 ( 1 ) 文献综述( l i t e r a t u r er e v i e w ) ：文献综述对于任何一项研究都是非 常重要的，因为只有通过文献探讨才能提出一个值得研究的课题，并在总结前人 研究成果上界定自己想要进行研究的问题。文献综述是分析问题、理论推导以及 创新的基础。本研究在概述响应曲面方法发展现状和问题，以及提出研究领域扩 展的想法时，都是基于文献综述的结论的。 ( 2 ) 数据分析方法( d a t aa n a l y s i sm e t h o d ) ：数据分析是宏观性的概念， 第l 章绪论 l 鳓论 l l三 一 研巍背疑与誊义嘲内外研究缆钬 l 鳓究右浓，路线 毒 雅成驹嘲援缓橇述 l 二 | 成划j ：乘嬲咚乏镢域的潦随幽敞方法研究 毒毒l 理论潍蔷 l | 黎羽肇市场瀚分析馁姓愿ll 建罐、运箨为髋整分折 毒 i 对2 0 0 8 颦乘嗣乍市场的分析i 0l 2 0 0 8 锯索明率艉场的傍缓势袭ll 2 。懒每中溺乘朋车盼带媾钴诲与霓争态将 毒， 缡论与腹整 图1 - 技术路线图 7 8 一 - 第2 章响戍f f n 面方法发展概述 置曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼兰曼曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼邑皇鼍量曼曼曼曼皇曼皇曼曼曼曼! 曼鼍曼皇曼曼! 皇! 曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇皇i i ii i i _,- 曼曼皇皇 第2 章响应曲面方法发展概述 b o x 和w i l s o n 建立了响应曲面分析的基础。在过去几十年响应曲面分析有 了快速的发展，试验者们实践了一系列试验的方法，有s c r e e n i n g ，r e g i o n s e e k i n g ( 例如最速攀登法) 、过程产品特征、过程产品最优。很明显，r s m 不 仅包括s e c o n d - o r d e rm o d e l ( 二阶模型) 的拟和、分析。的确，从广义上来讲r s m 正成为工业试验法( i n d u s t r i a le x p e r i m e n t a t i o n ) 的核心。 在国内，一直没有对响应曲面的发展进行很好的综述。而国外已经有上次 的文献回顾距今已有十年时间，这期间有很多的发展，学科取得了很大的进步。 m y e r s ( 1 9 9 9 ) 给出一篇关于r s m 目前的课题的最新的看法，以及未来研究方向的 个人的观点。本文没有完全尝试对最新的文献进行总结和归纳。它关注最近的 文献所关注的领域。 本文希望呈现一些关于工业统计中一个重要的领域的历史观点。但是，我们 最大的愿望是本文对通过综述近年以来的文献来提供对研究者和实践者都有用 的资源，同时提供给读者更多的关于许多原始文献的详细描述。本文的组织结构 如下：下一部分关于稳健参数设计方面的综述是在r s m 框架中进行的。接下来的 部分讨论在响应曲面设计方面的新发展。之后r s m 和裂区设计。最后举例说明了 一些响应曲面应用方面的发展。 2 1 稳健参数设计概述 统计试验设计现在被广泛的用在工业制造领域的发展和优化，其中最常用 的是二水平因子设计、部分因子设计和典型响应曲面分析。如上述讨论可知， 过程稳健的研究就是试验信息来决定控制因子的设置，因此而降低对由噪声因 子引起的响应的波动。 田口引入了一种过程稳健研究方面试验设计系统。乘积表设计是综合控制 因子和噪声因子的单独设计而产生的( 经常被分别视为内表和外表) ，表现为这 两种设计的笛卡尔积( c a r t e s i a np r o d u c t ) 形式。乘积表设计至少有两种缺陷 n 1 。首先，乘积表经常需要大量的运行次数。在许多工业设置中( 例如过程工 业、半导体工业) 的运行次数是很有限的。其次，内交表通常是分辨度i 的三 水平( 或混合水平) 的部分设计，外表是二水平设计。因此，试验可以估计控 制因子的线性和二阶影响，但是不能估计噪声因子和控制因子之间的交互作用。 因此，会丢失许多关于控制因子的信息。另一个围绕乘积表的话题就是试验到 底如何实现。 针对乘积表，许多人在多领域给出了自己的研究。下面将从响应曲面的角 度对稳健设计进行分析。 北京- t 业人学管理学硕十学位论文 2 2 对响应曲面理论的基本介绍 研究表明响应曲面方法作为各种工具的一种集合比较易于采用t a g u c h i 哲 理，而且r s m 为数据分析提供了更严谨的统计方法。由于在实验设计中稳健设 计的重心是确定最优条件和更好地理解试验过程，所以很自然地把r s m 确立为 一种重要方法。这不是说t a g u c h i 方法重视r s m ，而是指r s m 对t a g u c h i 方法 的过程优化有明显改进。在近十几年来，许多研究者利用r s m 来解决参数设计 问题，一个例子是质量实践者利用方差模型的技术，因而得到双响应曲面方法 来优化过程。几乎所有的研究者都将t a g u c h i 方法作为参考。稳健设计的目标 使得设计者不断地开发和利用r s m 来达到质量改进的目标：减少变异和改进产 品和过程的性能。近年来，对r s m 设计的比较研究主要集中在设计的预测精度、 设计的稳健性以及优化能力等几个方面。主要研究者及其研究成果包括： r a y m o n dh m y e r s ( 1 9 9 9 ) 总结了近二十年来r s m 研究领域的主要课题及成果， 介绍了将r s m 应用于稳健参数设计以及一般线性模型( g l m s ) 的情形，并提出 将其与多响应以及非参数问题结合起来 田口提出的试验设计方法的部分乘积表( c r o s s e da r r a y s ) 的外表被看做 是内表的重复。在这种方法中内表是由可控因子工组成。田口方法是一次完成 的试验，由选用最有可控因子x 来达到目标。在这样的系统中，波动既会影响 系统均值，又会影响系统方差。而响应曲面方法( r s m ) 是一组序贯试验 ( s e q u e n t i a le x p e r i m e n t a t i o n ) 来建立使人们认识系统的模型。r s m 的研究 最早可追溯到1 9 5 1 年，b o xa n dw i l s o n 是最早提出r s m 研究的专家。r s m 的基 本原则就是对一组独立变量响应的模型。2 0 世纪9 0 年代r s m 主要有两种研究 方向：一个是双模型方法，分别建立均值和方差的模型，另一个是单响应方 法，即控制因子和噪声因子的变化在同