Материал: 1929

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Си бАР с. 7. Корреляционное поле

Из р с. 7 в дна о щая тенденция, отмечаемая эмпирически: с увеличен ем уровня квалификации рабочих их выработка возрастает; однако тенденция эта стохастическая, наряду с возрастанием наблю-

даются и снижения выра отки при росте уровня квалификации.

Необходимо, с одной стороны, подтвердить или опровергнуть

гипотезу об увеличении выра отки с ростом квалификации рабочих, а с другой – если гипотеза будет подтверждена, установить характеристики связи между рассматриваемымиДпеременными [4].

Для решения стоящей перед исследователем задачи привлекается

статистический метод, лежащий в основе регрессионного анализа и получивший название метода наименьших квадратов.

Суть метода в том, что приведенное на рис. 7 поле аппроксимируется линией (при линейной регрессии – прямойИ), сумма квадратов

отклонений от которой точек корреляционного поля равна нулю (на рис. 7 – пунктирная линия, именуемая теоретической линией регрессии), или, другими словами, – линией, заштрихованные и незаштрихованные площади между которой и эмпирической линией регрессии, равны.

Для получения аналитического выражения этой линии (y=a0+ai·x) необходимо составить систему нормальных уравнений и решить ее. В результате решения будут найдены параметры a0 и a1, первый из которых получил название свободного члена уравнения регрессии, а второй – коэффициента регрессии при независимой переменной, фак- торе-аргументе х.

46

Для многих типичных нелинейных форм зависимости между двумя переменными математиками предложены свои системы нормальных уравнений.

истема нормальных уравнений для парной линейной регрессии имеет общий вид [4]:

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

a0 n a1 xi yi;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

i 1

 

 

(14)

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n

 

n

 

,

 

 

 

 

a

 

 

a

 

2

 

y

 

 

 

 

 

0

x

i

 

x

x

i

 

 

 

 

 

 

i 1

1

i 1

i

i 1

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где i – обозначен (номер) наблюдения; n – количество наблюдений.

СОпределен е

 

 

сумм для составления системы нормаль-

 

ных уравнен й удо но вести в та личной форме (табл. 9) [4].

 

 

 

 

бА

Таблица 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет значен й сумм аргументов, необходимых для составления

 

 

 

с стемы нормальных уравнений парной регрессии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Номер на-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения

 

 

 

блюден я (i)

 

xi

 

 

 

yi

 

 

 

 

xi2

 

xiyi

yi2

 

 

1

 

3,6

 

49,0

 

 

 

 

21,96

176,4

2401,0

 

 

2

 

4,7

 

54,0

 

 

 

 

16,81

221,4

2916,0

 

 

3

 

3,7

 

50,0

 

 

 

 

13,69

185,0

2500,0

 

 

4

 

5,0

 

57,0

 

 

 

 

25,00

285,0

3249,0

 

 

5

 

3,8

 

52,0

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14,44

197,6

2704,0

 

 

6

 

4,0

 

48,0

 

 

 

 

16,00

192,0

2304,0

 

 

7

 

4,5

 

57,0

 

 

 

 

20,25

256,5

3249,0

 

 

8

 

4,9

 

58,0

 

 

 

 

24,01

284,2

3364,0

 

 

9

 

3,9

 

51,0

 

 

 

 

15,21

198,9

2601,0

 

 

10

 

4,7

 

56,0

 

 

 

 

22,09

263,2

3136,0

 

 

54

 

42,2

 

532,0

 

 

 

 

180,46

И

 

 

 

 

 

 

 

 

2260,2

28424,0

 

 

По данным табл. 10 составляется конкретная система нормаль-

 

ных уравнений, отражающая вычисленные значения [4]:

 

 

 

 

 

a0 10 a1 42,2 532,0;

 

(15)

 

 

 

 

a

 

42,2 a

180,46 2260,2.

 

 

 

0

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приведенная система подлежит решению любым известным ме-

 

тодом с целью получения значений a0

и a1.

 

 

 

 

Наряду с параметрами аппроксимирующей линии вычисляются такие ее важнейшие характеристики, как коэффициенты корреляции r и детерминации Д. Первый характеризует тесноту связи между фак-

47

торами, а второй – долю фактора-функции у, изменения которой объясняются (зависят) от изменения фактора-аргумента.

Для всех форм парной зависимости функции у от аргумента х (линейной и нелинейной) разработаны аналитические выражения систем нормальных уравнений, выражения для вычисления коэффициентов регрессии (a0, a1), корреляции и детерминации.

Значение линейного коэффициента корреляции по итоговым значениям л нейных переменных определяется спомощьювыражения[4]:

 

 

 

n

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n xi yi xi yi

 

 

 

 

нации

 

 

 

 

 

 

 

,

(16)

r

 

i 1

 

i 1

i 1

 

 

 

 

n 2

 

n

 

2

n

2

n

 

2

 

Сn xi

 

xi

 

n yi

yi

 

 

 

 

 

i 1

i 1

 

 

i 1

 

i 1

 

 

 

 

 

 

Д=r2.

 

 

 

 

 

 

 

а коэфф ц ента детерм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

Значен я коэфф ц ента корреляции изменяются в пределах от

–1 до +1; –1<=r<=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Знаки коэфф ц ента регрессии и корреляции совпадают. При

этом нтерпретац ю

значений

коэффициента корреляции

можно

представить в та л. 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В результате решения системы уравнений (15) и определения значения коэффициента корреляции получено: a0 = 26,32, a1 = 6,37, r = 0,89, Д = 0,79.

Из этого следует, что у = 26,32 + 6,37х, при этом зависимость выработки рабочего от уровня квалификации – высокая. Изменения выработкина79%обусловленыизменениемуровняквалификациирабочих.

 

 

 

Таблица 10

Оценка линейного коэффициента корреляции

Значение линейного ко-

 

 

нтерпретация

 

 

Характер связи

 

И

 

эффициента корреляции

 

 

(в том числе сила связи)

 

 

Д

 

r = 0

Отсутствует

0< r <1

Прямая

 

С увеличением х увели-

 

 

 

 

чивается у

 

0,1–0,3

-//-

 

Слабая (очень слабая)

 

0,3–0,5

-//-

 

Умеренная (слабая)

 

0,5–0,7

-//-

 

Заметная (умеренная)

 

0,7–0,9

-//-

 

Высокая (сильная)

 

0,9–0,99

-//-

 

Весьма высокая

 

–1 < r <0

Обратная

 

С увеличением х

 

 

уменьшается у

 

 

 

 

 

r = 1

 

 

Каждому значению х

 

Функциональная

 

строго соответствует

 

 

 

 

одно значение у

 

48

Основная ошибка коэффициента корреляции (mr) вычисляется по формуле [4]:

 

m

 

 

1 r2

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тепень же его достоверности может быть определена по выра-

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жению [4]:

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

tr

 

mr

3.

(18)

имущественно11.3. Граф ческ е методы, используемые в исследованиях

Граф ческ методы в процессе исследований используются прецелью структуризации и визуализации структуры проблемы, а такжебАпредставления всей совокупности возможных ее реше-

ний (развертки цели подцели / задачи и решения). Иногда такие методы пр меняются для представления результатов исследований и свертки частных кр тер альных показателей в обобщающий[4].

Можно сказать, что графические методы, используемые в исследованиях, играют служе ную роль. Кроме того, они чаще всего применяются в сочетании с другими методами. Совокупность графических методов, используемых в исследованиях, можно представить в

виде классификации, приведенной на рис. 8 [4]. Д И

Рис. 8. Классификация графических методов, используемых в исследованиях

49

11.3.1. Древовидные графы

Общий вид древовидного графа – порфириана, приведен на рис. 9. Ориентация графа может быть различной: горизонтальная или вертикальная, прямая или обратная, в зависимости от удобства представления тех понятий, которые отражаются с его помощью. Так, известная в технологии машиностроения сборочная вилка Кнеппеля имеет в д зеркальный, приведенный на рис. 9 [4].

Древов дные графы чаще всего используются для декомпозиции

проблемы / цели / задачи на подпроблемы / подцели / подзадачи с це-

они

в

лью упрощен я сложного, доведения его до элементарного. Иногда

Сиспользуются для агрегирования простых явлений, для свертки

частных показателей в о о щающий. Для решения, в частности, этой

задачи было предложено применять к ветвям дерева коэффициенты

бА

относительной важности, получаемые путем экспертного оценивания.

 

 

 

Д

 

а

 

 

 

 

 

 

Рис. 9. Общий вид простого древовидного графа:

 

 

а – ствол; б – сук; в

И

 

 

– ветви;

0,15 – значение коэффициента относительной важности ветви

Такой синтез двух разных методов (графического представления и экспертного оценивания) был впервые использован сотрудниками компании «Хониуэлл» (США) Эшем и Джестисем и был назван «Помощь планированию с использованием техники присвоения коэффициентов относительной важности». Пример графа с присвоенными коэффициентами важности приведен на рис. 9 [4].

При присвоении значений коэффициентов важности следует помнить, что сумма коэффициентов ветвей одного уровня всегда равна единице. При качественной структуризации проблемы и как следует оцененной весомости каждой ветви не составляет труда опреде-

50