Ajuste um modelo de regressão linear

Estime como uma resposta numérica varia com vários preditores e examine a variação não explicada.

Guias · Estatística básica · 4 min de leitura

Os comandos da aplicação, os identificadores das folhas de cálculo e os valores dos dados dos exemplos mantêm a sua forma original. As capturas de ecrã, os gráficos e os ficheiros para transferência estão em inglês. Os exemplos científicos conservam o ponto decimal e a vírgula como separador de milhares da fonte original; os preços e as contagens do sítio seguem as convenções portuguesas.

Exemplo: consumo de eletricidade em lotes de secagem

72 lotes independentes, com consumo de eletricidade e três variáveis explicativas numéricas.

Transferir os dados de exemplo (CSV)

Este é o mesmo exemplo utilizado em Help. Importe o CSV para seguir os passos ou utilize Open example in a practice copy na Ajuda para preencher previamente as entradas.

1. Crie o espaço de trabalho

Na barra lateral, abra Basic Statistics e escolha Linear Regression. Crie uma análise, atribua-lhe um nome, selecione New blank worksheet e escolha Create analysis.

2. Importe os dados do exemplo

Transfira o CSV acima e importe-o para a folha de cálculo. Escolha Comma como delimitador, Dot como separador decimal e First row contains column names.

3. Atribua as colunas de entrada

Em Inputs, atribua electricity_kwh a Response (Y). Abra Predictors e selecione batch_mass_kg, inlet_moisture_pct e ambient_temperature_c por esta ordem. Os resultados identificam-nos como X1, X2 e X3, respetivamente.

4. Defina o modelo

Introduza 0.95 em Confidence level (0–1). Selecione Include intercept e Show variance inflation factors (VIF). Deixe Standardize predictors desmarcado para conservar as unidades introduzidas.

Linear Regression: Dados de entrada com as atribuições e definições do exemplo
Entradas com as colunas e definições do exemplo antes de executar a análise. Ver imagem no tamanho original (abre num novo separador)

5. Execute a análise

Escolha Run analysis e abra Results.

6. Interpretar resultados

  1. Identifique a resposta ajustada

    O modelo utiliza 72 lotes independentes para descrever o consumo de eletricidade a partir da massa, da humidade de entrada e da temperatura ambiente. R² é cerca de 0.8938. Isto descreve o ajustamento a estes lotes; as relações registadas não estabelecem causas.

  2. Leia um coeficiente nas respetivas unidades

    Mantendo os outros preditores fixos, mais 10 kg estão associados a um consumo superior em cerca de 3.42 kWh. A humidade acrescenta cerca de 2.65 kWh por ponto percentual e a temperatura cerca de −0.753 kWh por °C. Os três intervalos de 95% dos coeficientes excluem zero. A ordenada na origem, com todos os preditores a zero, está fora das condições do estudo.

  3. Leia o gráfico de resíduos

    Um resíduo é a eletricidade medida menos a eletricidade ajustada, em kWh. A observação 49 está cerca de 11.09 kWh abaixo do seu valor ajustado, sendo o maior resíduo em valor absoluto. Verifique os respetivos registos e examine toda a nuvem de pontos à procura de curvaturas ou alterações da dispersão. Não presuma um erro com base apenas nesse ponto.

    Resíduos em função dos valores ajustados
    Resíduos em função dos valores ajustados Ver gráfico no tamanho original (abre num novo separador)
  4. Verifique as caudas dos resíduos

    O gráfico QQ compara os resíduos ordenados com posições de referência normais. Procure curvaturas sistemáticas e caudas invulgares. O teste de Shapiro–Wilk dos resíduos tem p = 0.4018 e não rejeita a normalidade a 0.05; nenhum destes resultados prova o modelo dos erros. Isto diz respeito aos resíduos, não aos valores brutos de eletricidade.

    Gráfico QQ dos resíduos
    Gráfico QQ dos resíduos Ver gráfico no tamanho original (abre num novo separador)
  5. Verifique a utilização em novos lotes

    Os VIF de cerca de 1.003–1.045 mostram pouca inflação devido à dependência linear entre preditores; não estabelecem que a forma do modelo seja adequada. Mantenha as previsões em condições comparáveis: massa observada de 80.1–217.1 kg, humidade de 6.05–13.57% e temperatura de 15.2–27.9°C. Permanecer nesses intervalos separados não basta se uma nova combinação diferir das estudadas. Valide as previsões em novos lotes antes de planear com base nelas.

Mais detalhes: leia cada secção de resultados

As tabelas completas de resultados usam seis algarismos significativos, como na Ajuda.

Ajustamento da regressão linear

R² descreve a variação ajustada; R² ajustado tem em conta o número de preditores, e R² ajustado bruto conserva o valor anterior à convenção de apresentação indicada. F do modelo e o valor-p testam os preditores em conjunto. Os graus de liberdade do modelo e dos resíduos registam a informação disponível. As restantes definições do ajustamento documentam a confiança, a ordenada na origem e a mudança de escala. Estes são resultados de ajustamento ao estudo, não desempenho preditivo em dados reservados.

Ajustamento da regressão linear · 18 linhas
EstatísticaValor
R²0.893774
R² ajustado0.889088
R² ajustado bruto0.889088
Convenção do R² ajustadoValores negativos apresentados como zero (conjunto de dados de validação)
F do modelo190.715
Valor p do modelo4.9105e-33
Graus de liberdade do modelo3
Graus de liberdade residuais68
AIC438.592
BIC447.699
Observações72
Preditores mantidos3
Parâmetros4
Linhas de entrada72
Linhas usadas72
Linhas excluídas0
Linhas usadas no ajustamento72
PreditoresX1, X2, X3
  • O modelo é estatisticamente significativo. Preditores significativos: X1, X2, X3

Coeficientes da regressão

X1 é a massa do lote, X2 a humidade de entrada e X3 a temperatura ambiente. β é o coeficiente estimado em unidades da resposta por unidade do preditor. SE é a incerteza do coeficiente; t e o valor-p testam um coeficiente nulo; os limites inferior e superior do IC delimitam o respetivo intervalo de 95%. Cada declive mantém os outros preditores fixos. A ordenada na origem pressupõe todos os preditores a zero.

Coeficientes da regressão · 4 linhas
TermoβSEtValor pLimite inferior do ICLimite superior do IC
Ordenada na origem28.83485.200515.54465.20972e-718.457339.2122
X10.3424740.014785823.16235.58816e-340.3129690.371979
X22.647860.2787079.500514.24797e-142.091713.20401
X3-0.7529580.161902-4.650690.0000157443-1.07603-0.429887

Fatores de inflação da variância

Os rótulos dos preditores seguem a ordem selecionada. VIF mede a inflação da variância do coeficiente devido à dependência linear com outros preditores. Valores próximos de 1 sugerem pouca inflação; não validam a linearidade, a independência nem previsões futuras.

Fatores de inflação da variância · 3 linhas
PreditorVIF
X11.04507
X21.04345
X31.00284

ANOVA da regressão

Modelo é a variação ajustada pelos preditores; Resíduo é a variação não explicada. SS é a soma dos quadrados, DF os graus de liberdade e MS é SS dividido por DF. F compara os quadrados médios do modelo e dos resíduos; o valor-p testa os preditores em conjunto. Os travessões assinalam entradas não aplicáveis.

ANOVA da regressão · 2 linhas
FonteSSDFMSFValor p
Modelo14032.334677.45190.7154.9105e-33
Resíduo1667.766824.5259——

Resumo dos resíduos

O resíduo é a eletricidade observada menos a ajustada, em kWh. A média, o desvio-padrão, o mínimo, os quartis, a mediana e o máximo resumem os 72 resíduos do estudo. Estes resumos não são intervalos de previsão para um novo lote.

Resumo dos resíduos · 7 linhas
EstatísticaValor
mean-3.75009e-14
sd4.8466
min-11.088
q1-3.95264
mediana0.706102
q33.15057
max10.0148

Normalidade dos resíduos

O valor sw no campo Teste significa Shapiro–Wilk aplicado aos resíduos do modelo. A estatística e o valor-p avaliam um modelo de trabalho com erros normais. Leia-os em conjunto com o gráfico QQ; p superior a 0.05 não prova a normalidade dos erros.

Normalidade dos resíduos · 3 linhas
EstatísticaValor
Testesw
Estatística0.982202
Valor p0.401846

Valores ajustados e resíduos

O campo Índice localiza um lote analisado pela ordem de origem. Ajustado é o consumo de eletricidade estimado pelo modelo, em kWh; Resíduo é a eletricidade medida menos a ajustada, em kWh. Todas as 72 linhas estão incluídas. Um valor positivo significa que o consumo excedeu o valor ajustado e um valor negativo que foi inferior. Estes ajustamentos utilizam as próprias medições do estudo.

Valores ajustados e resíduos · 72 linhas
ÍndiceAjustadoResíduo
176.8375-3.81753
2111.443-2.13264
375.72041.14955
473.46563.88444
5100.348-2.22753
695.3359-7.58587
761.83098.55906
8106.667.07966
974.36820.981848
1099.82787.0722
1197.52722.16277
12104.1940.365946
1394.70321.26677
1485.201-6.62098
1579.8409-8.93085
1680.52063.12941
1784.9566-6.02665
1893.71881.90123
1990.0313-3.88125
2094.0478-1.20783
21114.851-6.16149
2292.2695-4.23952
2396.67626.52381
2466.6088-2.5788
2576.9681-3.57805
2690.04411.4559
2795.21152.02854
28108.5187.58219
2988.29189.85815
3077.9431.38699
31112.115-0.604855
3280.9672-0.84725
3393.56371.61629
3475.94646.92363
3581.21733.64274
3667.877-6.48696
3783.18361.18643
3883.2826-4.13263
3962.57751.63248
4077.0167-1.19671
4174.745210.0148
4262.3518-6.91183
4372.1913-6.30129
44103.0864.32423
4577.0182.35204
46106.022-5.8115
47101.4782.57173
4878.49891.67105
4997.358-11.088
5090.0492-0.529165
51104.944-0.953625
5291.57895.68115
5371.25821.67181
5484.72960.430356
55103.353-3.93251
5670.06783.20216
5799.82214.06795
5878.78684.27315
59102.6887.0117
6096.268-7.12799
6189.28494.64514
6271.7717-1.67166
6377.9742.30597
6485.5329-6.52289
6572.9776-0.0575804
66102.704-4.1637
6774.6012-6.77125
68106.379-4.28947
69103.1973.13337
70116.943-4.01301
7168.0824-1.86244
72102.3215.51867

7. Criar um relatório

Conserve Linear regression fit, Regression coefficients, Variance inflation factors, Regression ANOVA, ambos os gráficos de resíduos, os resumos dos resíduos e o teste de normalidade, e todas as linhas de Fitted values and residuals. Registe a ordem e as unidades dos preditores; descreva associações e verifique separadamente o desempenho preditivo futuro.

Selecione Add to report da execução concluída. Abra Choose individual items and advanced options para selecionar tabelas e gráficos e, em seguida, selecione Add to draft. Os elementos ocultos permanecem na análise guardada.

Dê um nome ao relatório e acrescente o objetivo do estudo e a sua interpretação. Selecione Save, reveja Preview e, em seguida, use Export → Download HTML. O exemplo abaixo contém todo o conteúdo selecionado, incluindo resultados que não cabem num único ecrã.

Este relatório foi gerado na aplicação e está em inglês. Resultados nativos completos deste exemplo da Ajuda, incluindo as tabelas, os gráficos e as notas de execução aplicáveis. Os números dos relatórios usam a precisão apresentada na aplicação. Os gráficos exportados são estáticos. Em ecrãs estreitos, desloque horizontalmente os gráficos e as tabelas largos.
Ver relatório de exemplo: Explique o consumo de eletricidade em lotes de secagem

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