Подгонка модели линейной регрессии

Оцените, как числовой отклик меняется с несколькими предикторами, и изучите необъяснённую вариацию.

Руководства · Основы статистики · 4 мин чтения

Названия команд приложения, идентификаторы рабочих листов и значения данных примеров сохраняют исходное написание. Снимки экрана, графики и загружаемые файлы представлены на английском языке.

Пример: потребление электроэнергии при сушке партий

72 независимые партии с потреблением электроэнергии и тремя числовыми объясняющими переменными.

Загрузить данные примера (CSV)

Это тот же пример, что и в Help. Импортируйте CSV, чтобы выполнить шаги, или используйте Open example in a practice copy в Help для предварительного заполнения входных данных.

1. Создайте рабочее пространство

На боковой панели откройте Basic Statistics и выберите Linear Regression. Создайте анализ, задайте ему имя, выберите New blank worksheet, затем нажмите Create analysis.

2. Импортируйте данные примера

Загрузите CSV выше и импортируйте его в рабочий лист. Выберите Comma как разделитель, Dot как десятичный разделитель и First row contains column names.

3. Назначьте входные столбцы

На вкладке Inputs назначьте electricity_kwh в Response (Y). Откройте Predictors и выберите batch_mass_kg, inlet_moisture_pct и ambient_temperature_c в этом порядке. В результатах они обозначаются X1, X2 и X3 соответственно.

4. Настройте модель

Введите 0.95 в Confidence level (0–1). Отметьте Include intercept и Show variance inflation factors (VIF). Оставьте Standardize predictors неотмеченным, чтобы сохранить введённые единицы.

Linear Regression: Inputs с выбранными столбцами и настройками примера
Inputs со столбцами и настройками примера перед запуском анализа. Посмотреть изображение в полном размере (в новой вкладке)

5. Выполните анализ

Выберите Run analysis, затем откройте Results.

6. Интерпретируйте результаты

  1. Определите моделируемый отклик

    Модель использует 72 независимые партии для описания потребления электроэнергии по массе, входной влажности и температуре окружающей среды. R² составляет около 0.8938. Это описывает подгонку по этим партиям; зафиксированные связи не устанавливают причин.

  2. Прочитайте коэффициент в его единицах

    При фиксированных остальных предикторах дополнительные 10 kg связаны примерно с 3.42 kWh дополнительного потребления. Влажность добавляет около 2.65 kWh на процентный пункт, а температура — около −0.753 kWh на °C. Все три 95% интервала коэффициентов исключают ноль. Свободный член, соответствующий нулю всех предикторов, лежит вне условий исследования.

  3. Прочитайте график остатков

    Остаток — измеренное потребление электроэнергии минус предсказанное моделью, в kWh. Наблюдение 49 примерно на 11.09 kWh ниже своего предсказанного значения; это наибольший по модулю остаток. Проверьте его записи и изучите всё облако точек на предмет кривизны или изменения разброса. Не считайте эту точку ошибкой только на таком основании.

    Остатки относительно предсказанных значений
    Остатки относительно предсказанных значений Посмотреть график в полном размере (в новой вкладке)
  4. Проверьте хвосты остатков

    График QQ сопоставляет упорядоченные остатки с опорными позициями нормального распределения. Ищите систематическую кривизну и необычные хвосты. Критерий Шапиро — Уилка для остатков даёт p = 0.4018 и не отвергает нормальность при 0.05; ни один из результатов не доказывает модель ошибок. Это относится к остаткам, а не к исходным значениям потребления электроэнергии.

    График QQ остатков
    График QQ остатков Посмотреть график в полном размере (в новой вкладке)
  5. Проверьте применение к новым партиям

    Значения VIF около 1.003–1.045 показывают небольшое увеличение дисперсии из-за линейной зависимости между предикторами; они не подтверждают правильность формы модели. Ограничивайте прогнозы сопоставимыми условиями: наблюдаемая масса 80.1–217.1 kg, влажность 6.05–13.57% и температура 15.2–27.9°C. Одного соблюдения этих отдельных диапазонов недостаточно, если новая комбинация отличается от изученных. Проверьте прогнозы на новых партиях, прежде чем использовать их для планирования.

Подробнее: прочитайте каждый раздел результатов

Полные таблицы результатов используют шесть значащих цифр, как в Help.

Подгонка линейной регрессии

R² описывает объяснённую моделью вариацию; скорректированный R² учитывает число предикторов, а исходный скорректированный R² сохраняет значение до указанного соглашения отображения. F модели и p-значение проверяют предикторы совместно. Степени свободы модели и остатков фиксируют доступную информацию. Остальные настройки подгонки документируют доверительный уровень, свободный член и масштабирование. Это результаты подгонки по данным исследования, а не качество прогнозов на отложенных данных.

Подгонка линейной регрессии · 18 строк
СтатистикаЗначение
R²0.893774
Скорректированный R²0.889088
Исходный скорректированный R²0.889088
Соглашение о скорректированном R²Отрицательные значения представлены как ноль (проверочный набор данных)
F модели190.715
p-значение модели4.9105e-33
Степени свободы модели3
Степени свободы остатков68
AIC438.592
BIC447.699
Наблюдения72
Сохранённые предикторы3
Параметры4
Входные строки72
Использованные строки72
Исключённые строки0
Строки для подбора модели72
ПредикторыX1, X2, X3
  • Модель статистически значима. Значимые предикторы: X1, X2, X3

Коэффициенты регрессии

X1 — масса партии, X2 — входная влажность, X3 — температура окружающей среды. β — оценённый коэффициент в единицах отклика на единицу предиктора. Стандартная ошибка описывает неопределённость коэффициента; t и p-значение проверяют нулевой коэффициент; нижняя и верхняя границы ограничивают его 95% интервал. Каждый наклон относится к фиксированным остальным предикторам. Свободный член предполагает нулевые значения всех предикторов.

Коэффициенты регрессии · 4 строки
ЧленβСтандартная ошибкаtp-значениеНижняя граница доверительного интервалаВерхняя граница доверительного интервала
Свободный член28.83485.200515.54465.20972e-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

Коэффициенты инфляции дисперсии

Метки предикторов следуют выбранному порядку. VIF измеряет увеличение дисперсии коэффициента из-за линейной зависимости с другими предикторами. Значения вблизи 1 указывают на небольшое увеличение; они не подтверждают линейность, независимость или будущие прогнозы.

Коэффициенты инфляции дисперсии · 3 строки
ПредикторКоэффициент VIF
X11.04507
X21.04345
X31.00284

ANOVA регрессии

Модель — вариация, объяснённая предикторами; остаток — необъяснённая вариация. SS — сумма квадратов, DF — степени свободы, MS — SS, делённая на DF. F сопоставляет средние квадраты модели и остатков; p-значение проверяет предикторы совместно. Тире обозначают неприменимые элементы.

ANOVA регрессии · 2 строки
ИсточникСумма квадратовСтепени свободыСредний квадратFp-значение
Модель14032.334677.45190.7154.9105e-33
Остаток1667.766824.5259——

Сводка остатков

Остаток — наблюдаемое потребление электроэнергии минус предсказанное, в kWh. Среднее, стандартное отклонение, минимум, квартили, медиана и максимум обобщают 72 остатка исследования. Эти сводки не являются интервалами прогноза для новой партии.

Сводка остатков · 7 строк
СтатистикаЗначение
mean-3.75009e-14
sd4.8466
min-11.088
q1-3.95264
медиана0.706102
q33.15057
max10.0148

Нормальность остатков

Критерий sw означает критерий Шапиро — Уилка для остатков модели. Статистика и p-значение оценивают рабочую модель нормально распределённых ошибок. Читайте их вместе с графиком QQ; p выше 0.05 не доказывает нормальности ошибок.

Нормальность остатков · 3 строки
СтатистикаЗначение
Критерийsw
Статистика0.982202
p-значение0.401846

Предсказанные значения и остатки

Индекс указывает проанализированную партию в исходном порядке. Предсказанное значение — потребление электроэнергии по модели в kWh; остаток — измеренное минус предсказанное в kWh. Включены все 72 строки. Положительный знак означает потребление выше предсказанного, отрицательный — ниже. Эти значения подогнаны по собственным измерениям исследования.

Предсказанные значения и остатки · 72 строки
ИндексПредсказанное значениеОстаток
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. Создайте отчёт

Сохраните Linear regression fit, Regression coefficients, Variance inflation factors, Regression ANOVA, оба графика остатков, сводки остатков и критерий нормальности, а также каждую строку Fitted values and residuals. Зафиксируйте порядок предикторов и единицы; описывайте связи и отдельно проверяйте качество прогнозов на будущих данных.

Выберите Add to report в завершённом анализе. Откройте Choose individual items and advanced options для выбора таблиц и графиков, затем выберите Add to draft. Скрытые элементы остаются в сохранённом анализе.

Назовите отчёт и добавьте цель исследования и свою интерпретацию. Выберите Save, просмотрите Preview, затем используйте Export → Download HTML. Пример ниже содержит весь выбранный материал, включая результаты за пределами одного экрана.

Этот отчёт создан в приложении и представлен на английском языке. Полный вывод приложения для этого примера Help, включая применимые таблицы, графики и примечания к расчёту. Числа в отчёте используют точность отображения приложения. Экспортируемые графики статичны. На узких экранах прокручивайте широкие графики и таблицы по горизонтали.
Посмотреть пример отчёта: Объясните потребление электроэнергии при сушке партий

Мы используем Microsoft Clarity, чтобы понимать, как посетители пользуются сайтом, включая записи сеансов и тепловые карты. Вы можете пользоваться сайтом без согласия на аналитику.

Ваш выбор сохраняется в этом браузере шесть месяцев. Уведомление о конфиденциальности

Текущий выбор: Не выбрано.