数据挖掘实例 – 聚类分析应用之市场细分

聚类是将数据分类到不同的类或者簇这样的一个过程，所以同一个簇中的对象有很大的相似性，而不同簇间的对象有很大的相异性。

从统计学的观点看，聚类分析是通过数据建模简化数据的一种方法。传统的统计聚类分析方法包括系统聚类法、分解法、加入法、动态聚类法、有序样品聚类、有重叠聚类和模糊聚类等。

从机器学习的角度讲，簇相当于隐藏模式。聚类是搜索簇的无监督学习过程。与分类不同，无监督学习不依赖预先定义的类或带类标记的训练实例，需要由聚类学习算法自动确定标记，而分类学习的实例或数据对象有类别标记。聚类是观察式学习，而不是示例式的学习。

从实际应用的角度看，聚类分析是数据挖掘的主要任务之一。而且聚类能够作为一个独立的工具获得数据的分布状况，观察每一簇数据的特征，集中对特定的聚簇集合作进一步地分析。聚类分析还可以作为其他算法(如分类和定性归纳算法)的预处理步骤。

聚类分析的核心思想就是物以类聚，人以群分。在市场细分领域，消费同一种类的商品或服务时，不同的客户有不同的消费特点，通过研究这些特点，企业可以制定出不同的营销组合，从而获取最大的消费者剩余，这就是客户细分的主要目的。在销售片区划分中，只有合理地将企业所拥有的子市场归成几个大的片区，才能有效地制定符合片区特点的市场营销战略和策略。金融领域，对基金或者股票进行分类，以选择分类投资风险。

下面以一个汽车销售的案例来介绍聚类分析在市场细分中的应用。

商业目标

业务理解：数据名称《汽车销售.csv》。该案例所用的数据是一份关于汽车的数据，该数据文件包含销售值、订价以及各种品牌和型号的车辆的物理规格。订价和物理规格可以从 edmunds.com 和制造商处获得。定价为美国本土售价。如下：

表1：数据视图

业务目标：对市场进行准确定位，为汽车的设计和市场份额预测提供参考。

数据挖掘目标：通过聚类的方式对现有的车型进行分类。

数据准备

通过数据探索对数据的质量和字段的分布进行了解，并排除有问题的行或者列优化数据质量。

第一步，我们使用统计节点审核数据的质量，从审核结果中我们发现存在缺失的数据，如下图所示：

第二步，对缺失的数据进行处理，我们选择使用缺失填充节点删除这些记录。配置如下：

建模

我们选择层次聚类进行分析，尝试根据各种汽车的销售量、价格、引擎、马力、轴距、车宽、车长、制动、排量、油耗等指标对其分类。

因为层次聚类不能自动确定分类数量，因此需要我们以自定义的方式规定最后聚类的类别数。层次聚类节点配置如下(默认配置)：

可以使用交互表或者右击层次聚类节点查看聚类的结果，如下图所示：

再使用饼图查看每个类的大小，结果如下：

从图中可见，分成的三个类样本数差异太大，cluster_0和cluster_1包含的样本数都只有1，这样的分类是没有意义的，因此需要重新分类。我们尝试在层次聚类节点的配置中指定新的聚类方法：完全。新的聚类样本数分布如下：

cluster_0、 cluster_1、cluster_2的样本数分别为：50、9、93。

执行后输出树状/冰柱图，可以从上往下看，一开始是一大类，往下走就分成了两类，越往下分的类越多，最后细分到每一个记录是一类，如下所示：

我们可以再使用条形图查看每类的销售量、平均价格，如下图所示：

每类总销量分布图

每类平均销量分布图

每类平均价格分布图

我们再看一下每类的销售额分布情况。首先，我们需要使用Java代码段节点或者派生节点生成销售额字段，配置如下：

再使用饼图查看销售额分布情况，cluster_0、 cluster_1、cluster_2的市场份额分别为：32.39%、0.53%和67.08%，如下图所示：

 

案例小结

通过这个案例，大家可以发现聚类分析确实很简单。进行聚类计算后，主要通过图形化探索的方式评估聚类合理性，以及在确定聚类后，分析每类的特征。