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联合分析实验设计

CBC 联合分析实验设计生成器

为基于选择的联合分析(CBC)问卷生成可复现的实验设计:最小重叠、平衡重叠或随机方法,支持禁止组合、多版本、固定保留任务与重测任务,并用 D 效率和预期标准误评估设计质量。

在线生成联合分析设计

最多 8 个属性、每个属性最多 7 个水平,每个任务最多 6 个概念、最多 300 个版本。设计、诊断、受访者预览与 CSV 导出都在浏览器中完成,不会上传任何数据,也无需注册。

属性与水平

2 到 8 个属性,每个属性最多 7 个水平。每行输入一个水平。

设计参数

版本是相互替代的问卷,受访者会被均匀分配到各版本。随机种子让设计可复现:相同的参数和随机种子总会得到相同的设计。

最小重叠:同一任务内各水平尽量均匀出现,并在整个设计中优先使用出现次数最少的水平和水平对。

禁止组合(0)

不允许出现在同一概念中的水平组合。请谨慎使用:每个禁止组合都会降低设计效率。

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如何使用这个工具

逐个输入属性名称,并在文本框中每行填写一个水平;也可以点击“使用示例数据”载入无线耳机研究的属性(品牌、续航时间、主动降噪、价格)。然后设置每个任务的概念数、每位受访者的任务数、版本数,选择是否加入“都不选”选项,以及生成方法和随机种子,点击“生成设计”。

如有不可能存在的组合(例如最低价配最高端配置),可在“禁止组合”中添加。还可以加入 0–3 个固定保留任务,并在问卷最后重复第一个保留任务作为重测任务。生成后可查看水平平衡、两两平衡、D 效率与预期标准误,在“受访者视角预览”中逐题查看问卷,并导出设计文件、回答模板和模拟回答。

02

方法:最小重叠、平衡重叠、禁止组合与保留任务

最小重叠:同一任务内各水平尽量只出现一次(只有概念数多于水平数时才会重复),并在整个设计中优先使用出现次数最少的水平和水平对,从而最大化主效应的信息量。平衡重叠:平衡目标相同,但允许同一任务中某个水平多重复一次,受访者会看到部分相同的水平;主效应效率略有下降,但对交互作用的信息更多,权衡也更自然。随机:每个水平随机抽取,只避开禁止组合和重复的产品组合,适合作为比较基准。

每个禁止组合都会减少可用的产品组合,因而降低效率,请只禁止现实中确实不存在的组合。固定保留任务对所有受访者完全相同,且不参与估计,用来检验模型对未见过的选择的预测能力;重测任务在问卷最后以相反的概念顺序重复第一个保留任务,用来衡量受访者回答的一致性。

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D 效率与预期标准误的计算公式

D 误差 = det(M)^(−1/p),其中 M = (1/V) Σᵥ Σₜ (1/C) Σⱼ (xⱼ − x̄ₜ)(xⱼ − x̄ₜ)ᵀ 是零先验多项 Logit 下每位受访者的信息矩阵。xⱼ 是概念 j 的效应编码(每个属性 L − 1 列,最后一个水平记为 −1),C 为每个任务的概念数,V 为版本数,p = Σ (L − 1) 为效用值参数个数。

  • 相对 D 效率 = 10 个同规模随机设计的平均 D 误差 ÷ 本设计的 D 误差 × 100;高于 100% 表示比随机设计更精确。
  • 预期标准误 = √(M⁻¹ 对角线 ÷ n),n 为计划受访者人数,假设所有效用值均为零。
  • Johnson 经验法则(主效应):n × 任务数 × 概念数 ÷ 最多水平数 ≥ 500。
  • “都不选”选项没有属性水平,在零先验设计中不提供效用值信息,因此不计入 D 误差和标准误。
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计算示例

示例沿用联合分析工具中的耳机属性——品牌(4 个水平)、续航时间(3)、主动降噪(2)和价格(4)——每个任务 3 个概念加“都不选”,每位受访者 10 个任务,共 30 个版本。最小重叠设计中每个品牌都出现 225 次,同一任务内从不重复品牌,两两平衡(最少 ÷ 最多搭配次数)不低于 0.95。主动降噪只有 2 个水平,却要放进 3 个概念,因此每个任务都必然重叠。

该设计在 9 个参数下的 D 误差为 0.2293,同规模随机设计平均为 0.3143,相对 D 效率为 137%。同样参数下,平衡重叠为 121%,用同一随机种子生成的随机设计为 102%,其最差两两平衡仅 0.55。

按 300 名受访者计算,最小重叠设计的效用值预期标准误为 0.019–0.034,随机设计为 0.022–0.040;Johnson 经验法则要求主效应至少 67 名受访者。

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适用与不适用的情况

在编写问卷程序之前先规划 CBC 设计,可以提前确认任务数、概念数和样本量是否足以精确估计效用值。

  • 适用:在编写问卷前规划基于选择的联合分析研究。
  • 适用:检查计划的任务数、概念数和受访者人数能否得到足够精确的效用值。
  • 适用:比较最小重叠、平衡重叠与随机设计,或评估禁止组合造成的效率损失。
  • 不适用:需要先验信息、交互作用或选项特定属性的设计——本工具针对零先验下的主效应。
  • 不适用:自适应 CBC 或菜单式联合分析,它们在访问过程中动态生成任务。
  • 不适用:对完整产品打分的评分式联合分析——请使用正交设计。
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如何解读结果

D 误差越低越好;相对 D 效率高于 100% 表示比同规模随机设计更精确。水平平衡接近 1、且除水平数所迫之外几乎没有重叠,是良好主效应设计的标志。禁止组合、版本过少和任务过少都会降低效率;当每位受访者的任务较少时,增加版本数的帮助最大。标准误假设所有效用值为零,应视为汇总 Logit 精度的下限。

实地调研结束后,在“合并真实回答”中打开问卷导出文件(每位受访者一行、每个任务一列记录所选选项),即可得到长格式文件,直接在联合分析工具中打开;工具会识别版本列和任务类型列,并在估计时排除保留任务。

常见问题

先确认方法,再解释结果。

最小重叠和平衡重叠有什么区别?

最小重叠只在概念数多于水平数时才在同一任务中重复水平,主效应信息量最大。平衡重叠允许每个水平多重复一次,受访者会看到部分并排相同的水平;会损失少量主效应效率,但能提供更多交互作用信息,权衡也更自然。

需要多少个版本?

每个版本是一份不同的问卷,受访者会被均匀分配到各版本。版本越多,水平组合分散到的受访者越多,在每位受访者任务较少时尤其重要。工具会针对你选择的版本数报告 D 效率,可以看出增加版本从何时起不再有帮助。

为什么“都不选”选项不计入 D 效率?

“都不选”没有属性水平,在零先验设计中不提供任何效用值信息,因此 D 误差和标准误只按产品概念计算;但“都不选”仍会出现在受访者预览、模拟回答和合并文件中。

固定保留任务和重测任务有什么用?

固定保留任务对每位受访者完全相同且不参与估计,用来检验模型对未参与估计的选择的预测能力。重测任务在问卷最后以相反的概念顺序重复第一个保留任务,用来衡量受访者回答的一致性。

数据会上传到服务器吗?

不会。设计根据你的参数和随机种子在当前浏览器标签页中生成,所有导出文件(包括合并真实回答)都在本机生成。

在完整数据上运行同样的分析。

源文件在浏览器本地处理,无需注册。基础交叉分析支持中文;部分专业功能和文档导出说明仍为英文。

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