Факторный анализ. Методы факторного анализа Факторный анализ методом цепных подстановок

Statistica 6 q. Подготовка корреляционной матрицы для факторного анализа q. Создание матрицы для факторного анализа q. Факторный анализ q. Выделение факторных нагрузок q. Построение факторной диаграммы

Подготовка корреляционной матрицы для факторного анализа в программе Statistica Поскольку наши ранги представляют собой порядковые шкалы, то адекватными этому виду шкал будут являться два коэффициента: Спирмена и Кендалла. Будем считать Кендаллом, т. к. он более точный. Вводим наши сырые данные в программу Statistica

Мы получили факторную матрицу, рассчитанную коэффициентом Кендалла, т. к. именно он является адекватным для наших данных, которые представляют собой шкалы порядка.

Создание матрицы для расчета ФА Теперь нужно создать матрицу такой структуры, по которой Statistica сможет осуществить факторный анализ. Необходимо, чтобы матрица, помимо значений корреляций между переменными, включала еще 4 строки под ними: 1) средние значения рангов, 2) стандартные отклонения рангов, 3) кол-во оцениваемых объектов и 4) тип матрицы. Нажимаем Анализ и выбираем Основные статистики и таблицы

В итоге мы получили корреляционную матрицу для ФА, которую сможет прочитать Statistica. Однако, корреляционный анализ здесь был осуществлен коэффициентом Пирсона. Поэтому данную корреляционную матрицу (5 х5) нужно заменить на посчитанную нами коэффциентом Кендалла (скопировать и вставить).

Как видно, значения корреляций по Кендаллу отличаются от значений по Пирсону. Это объясняется тем, что наши ранги представляют собой шкалы порядка, для которых применение коэффициента Пирсона неадекватно. Теперь можем приступать к факторному анализу.

Переменные → выделяем все 5 переменных Var 1 Var 5 → в поле Файл данных ставим Корреляционная матрица → ОК

Макс. Число факторов задаем 5 (т. к. у нас всего 5 переменных) → выбираем Центроидный метод (был разработан Терстоуном и реализует геометрический подход к ФА) → ОК

Программа выделила 2 фактора. Чтобы посмотреть факторные нагрузки, нажимаем кнопку Факторные нагрузки. Чтобы построить факторную диаграмму, нажмем 2 М график нагрузок.

Statgraphics Centurion q. Факторный анализ q. Выделение факторных нагрузок q. Построение факторной диаграммы q. Построение объектной диаграммы

В программе не предусмотрена возможность заложить свою корреляционную матрицу, поэтому начинаем сразу с анализа наших рангов. Вбиваем наши ранги и выбираем Analyze → Variable Data → Multivariate Methods → Factor Analysis

В итоге, программа выделила нам 2 фактора с уровнем объясненной дисперсии 82, 468 %. Это значит, что этими факторами объясняется 82, 468 % (почти 4/5) всей нашей информации по пяти переменным.

График каменистой осыпи (2 фактора) На графике показано, что вся объясненная информация приходится на 1 и 2 факторы (2 точки над красной линией)

Факторные нагрузки Нажимаем Tables (вторая кнопка слева на панели) Ставим галочку возле Extraction Statistics → ОК

Как видно факторные нагрузки на уровне десятых отличаются от тех, что мы получили при ручном расчете и в Statistica. Объясняется это тем, что в Statgraphics нельзя заложить свою корреляционную матрицу и программа всегда считает коэффициентом Пирсона, что не адекватно для данных в шкалах порядка.

Факторная диаграмма Нажимаем Graphs (третья кнопка слева на панели) Ставим галочку возле 2 D Factor Plot (если бы у нас было больше 2 -х факторов, мы бы поставили галочку напротив 3 D Factor Plot, чтобы получить трехмерный график) → ОК

Мы получили факторную матрицу после вращения. Отрезки (проекции точек, образованные факторными нагрузками) 2 и 5 расположены близко к оси y (стремятся к 0) и удалены от оси x. Это значит, что координаты этих точек по оси x (которая соответствует первому фактору) представлены низкими значениями (0, 6). Следовательно шкалы 2 и 5 представляют собой 1 фактор. По такому же принципу отрезок 1, говорит о том, что шкалы 1, 3 и 4 представляют собой 2 фактор.

Объектная диаграмма Нажимаем Graphs (третья кнопка слева на панели) Ставим галочку возле 2 D Scatterplot (если бы у нас было больше 2 -х факторов, мы бы поставили галочку напротив 3 D Scatterplot, чтобы получить трехмерный график) → ОК

Факторный анализ - статистический метод, который используется при обработке больших массивов экспериментальных данных. Задачами факторного анализа являются: сокращение числа переменных (редукция данных) и определение структуры взаимосвязей между переменными, т.е. классификация переменных, поэтому факторный анализ используется как метод сокращения данных или как метод структурной классификации.

Важное отличие факторного анализа от всех описанных выше методов заключается в том, что его нельзя применять для обработки первичных, или, как говорят, «сырых», экспериментальных данных, т.е. полученных непосредственно при обследовании испытуемых. Материалом для факторного анализа служат корреляционные связи, а точнее - коэффициенты корреляции Пирсона, которые вычисляются между переменными (т.е. психологическими признаками), включенными в обследование. Иными словами, факторному анализу подвергают корреляционные матрицы, или, как их иначе называют, матрицы интеркорреляций. Наименования столбцов и строк в этих матрицах одинаковы, так как они представляют собой перечень переменных, включенных в анализ. По этой причине матрицы интеркорреляций всегда квадратные, т.е. число строк в них равно числу столбцов, и симметричные, т.е. на симметричных местах относительно главной диагонали стоят одни и те же коэффициенты корреляции.

Главное понятие факторного анализа - фактор. Это искусственный статистический показатель, возникающий в результате специальных преобразований таблицы коэффициентов корреляции между изучаемыми психологическими признаками, или матрицы интеркорреляций. Процедура извлечения факторов из матрицы интеркорреляций называется факторизацией матрицы. В результате факторизации из корреляционной матрицы может быть извлечено разное количество факторов вплоть до числа, равного количеству исходных переменных. Однако факторы, выделяемые в результате факторизации, как правило, неравноценны по своему значению. (5)

С помощью выявленных факторов объясняют взаимозависимость психологических явлений. (7)

Чаще всего в итоге факторного анализа определяется не один, а несколько факторов, по-разному объясняющих матрицу интеркорреляций переменных. В таком случае факторы делят на генеральные, общие и единичные. Генеральными называются факторы, все факторные нагрузки которых значительно отличаются от нуля (нуль нагрузки свидетельствует о том, что данная переменная никак не связана с остальными и не оказывает на них никакого влияния в жизни). Общие - это факторы, у которых часть факторных нагрузок отлична от нуля. Единичные - это факторы, в которых существенно отличается от нуля только одна из нагрузок. (7)

Факторный анализ может быть уместен, если выполняются следующие критерии.

• 1. Нельзя факторизовать качественные данные, полученные по шкале наименований, например, такие, как цвет волос (черный / каштановый / рыжий) и т.п.
• 2. Все переменные должны быть независимыми, а их распределение должно приближаться к нормальному.
• 3. Связи между переменными должны быть приблизительно линейны или, по крайней мере, не иметь явно криволинейного характера.
• 4. В исходной корреляционной матрице должно быть несколько корреляций по модулю выше 0,3. В противном случае достаточно трудно извлечь из матрицы какие-либо факторы.
• 5. Выборка испытуемых должна быть достаточно большой. Рекомендации экспертов варьируют. Наиболее жесткая точка зрения рекомендует не применять факторный анализ, если число испытуемых меньше 100, поскольку стандартные ошибки корреляции в этом случае окажутся слишком велики.

Однако если факторы хорошо определены (например, с нагрузками 0,7, а не 0,3), экспериментатору нужна меньшая выборка, чтобы выделить их. Кроме того, если известно, что полученные данные отличаются высокой надежностью (например, используются валидные тесты), то можно анализировать данные и по меньшему числу испытуемых. (5).

Называют факторным анализом . Основными разновидностями факторного анализа являются детерминированный анализ и стохастический анализ.

Детерминированный факторный анализ основывается на методике изучения влияния таких факторов, взаимосвязь которых с обобщающим экономическим показателем является функциональной. Последнее означает, что обобщающий показатель представляет собой либо произведение, либо частное от деления, либо алгебраическую сумму отдельных факторов.

Стохастический факторный анализ основывается на методике исследования влияния таких факторов, взаимосвязь которых с обобщающим экономическим показателем является вероятностной, иначе — корреляционной.

В условиях наличия функциональной взаимосвязи с изменением аргумента всегда имеет место и соответствующе изменение функции. При наличии же вероятностной взаимосвязи изменение аргумента может сочетаться с несколькими значениями изменения функции.

Факторный анализ подразделяется также на прямой , иначе дедуктивный анализ и обратный (индуктивный) анализ.

Первый вид анализа осуществляет изучение влияния факторов дедуктивным методом, то есть в направлении от общего к частному. При обратном факторном анализе влияние факторов исследуется индуктивным методом — в направлении от частных факторов к обобщающим экономическим показателям.

Классификация факторов, влияющих на эффективности деятельности организации

Факторы, влияние которых изучается при проведении , классифицируются по различным признакам. Прежде всего их можно подразделить на два основных вида: внутренние факторы , зависящие от деятельности данной , и внешние факторы , не зависящие от данной организации.

Внутренние факторы в зависимости от величины их воздействия на , можно подразделить на главные и второстепенные. К числу главных относятся факторы, связанные с использованием , и материалов, а также факторы, обусловленные снабженческо-сбытовой деятельностью и некоторыми другими сторонами функционирования организации. Главные факторы оказывают основополагающее воздействие на обобщающие экономические показатели. Внешние факторы, не зависящие от данной организации, обусловлены природно-климатическими (географическими), социально-экономическими, а также внешнеэкономическими условиями.

В зависимости от длительности их воздействия на экономические показатели можно выделить постоянные и переменные факторы . Первый вид факторов оказывает влияние на экономические показатели, которое не ограничено во времени. Переменные факторы воздействуют на экономические показатели лишь в течение определенного периода времени.

Факторы могут подразделяться на экстенсивные (количественные) и интенсивные (качественные) по признаку сущности их влияния на экономические показатели. Так, например, если изучается влияние на объем выпуска продукции трудовых факторов, то изменение численности рабочих будет являться экстенсивным фактором, а изменение производительности труда одного рабочего — интенсивным факторов.

Факторы, влияющие на экономические показатели, по степени их зависимости от воли и сознания работников организации и других лиц, могут подразделяться на объективные и субъективные факторы . К объективными факторам могут быть отнесены погодные условия, стихийные бедствия, которые не зависят от деятельности человека. Субъективные же факторы целиком и полностью зависят от людей. Подавляющее большинство факторов следует отнести к числу субъективных.

Факторы можно подразделить также в зависимости от сферы их действия на факторы неограниченного и факторы ограниченного действия. Первый вид факторов действует повсеместно, в любых отраслях народного хозяйства. Второй вид факторов оказывает влияние лишь внутри какой-либо отрасли или даже отдельной организации.

По своей структуре факторы подразделяются на простые и сложные. Подавляющая часть факторов — сложные, включающие в себя несколько составных частей. Вместе с тем имеются и такие факторы, которые не поддаются расчленению. Например, фондоотдача может служить примером сложного фактора. Количество дней, отработанных оборудованием за данный период является простым фактором.

По характеру влияния на обобщающие экономические показатели различают прямые и косвенные факторы . Так, изменение проданной продукции, хотя оно и оказывает обратное влияние на величину прибыли, следует считать прямым факторам, то есть фактором первого порядка. Изменение же величины материальных затрат оказывает на прибыль косвенное влияние, т.е. воздействует на прибыль не непосредственно, а через себестоимость, представляющую собой фактор первого порядка. Исходя из этого уровень материальных затрат следует считать фактором второго порядка, то есть косвенным фактором.

В зависимости от того, можно ли дать количественную оценку влияния данного фактора на обобщающий экономический показатель, различают измеряемые и неизмеряемые факторы.

Эта классификация тесно взаимосвязана с классификацией резервов повышения эффективности хозяйственной деятельности организаций, или, иначе говоря, резервов улучшения анализируемых экономических показателей.

Факторный экономический анализ

В те признаки, которые характеризуют причину, носят название факторных, независимых. Те же признаки, которые, характеризуют следствие, принято называть результатными, зависимыми.

Совокупность факторных и результативных признаков, которые находятся в одной причинно-следственной связи, носит название факторной системы . Существует также понятие модели факторной системы. Она характеризует взаимосвязь между результативным признаком, обозначаемым как y, и факторными признаками, обозначаемыми как . Иными словами, модель факторной системы выражает взаимосвязь между обобщающим экономическим показателям и отдельными факторами, влияющими на этот показатель. При этом в качестве факторов выступают другие экономические показатели, представляющие собой причины изменения обобщающего показателя.

Модель факторной системы математически может быть выражена при помощи следующей формулы:

Установление зависимостей между обобщающими (результативными) и влияющими на них факторами носит название экономико-математического моделирования.

В изучается два вида взаимосвязей между обобщающими показателями и влияющими на них факторами:

• функциональная (иначе — функционально-детерминированная, или жестко детерминированная связь.)
• стохастическая (вероятностная) связь.

Функциональная связь — это такая связь, при которой каждому значению фактора (факторного признака) соответствует вполне определенное неслучайное значение обобщающего показателя (результативного признака).

Стохастическая связь — это такая связь, при которой каждому значению фактора (факторного признака) соответствует множество значений обобщающего показателя (результативного признака). В этих условиях для каждого значения фактора x значения обобщающего показателя y образуют условное статистическое распределение. Вследствие этого изменение значения фактора x только в среднем вызывает изменение обобщающего показателя y.

В соответствии с двумя рассмотренными типами взаимосвязей различают методы детерминированного факторного анализа и методы стохастического факторного анализа. Рассмотрим следующую схему:

Наибольшую полноту и глубину аналитического исследования, наибольшую точность результатов анализа обеспечивает применение экономико-математических методов исследования.

Эти методы имеют ряд преимуществ перед традиционными и статистическими методами анализа.

Так, они обеспечивают более точное и детальное исчисление влияния отдельных факторов на изменение величин экономических показателей а также дают возможность решения ряда аналитических задач, которые не могут быть сделаны без применения экономико-математических методов.

Jae-On Kim, Charles W. Mueller. Factor Analysis: Statistical Methods and Practical Issues (Eleventh Printing, 1986).

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящая работа является продолжением книги Джэй-Он Кима и Чарльза У. Мьюллера «Введение в факторный анализ: что это такое и как им пользоваться», также опубликованной в серии «Quantitative Applications in the Social Sciences». Последняя является введением в метод факторного анализа; в ней даются ответы на вопросы читателя: «Для чего используется факторный анализ?» и «Какие предположения делаются при использовании этого метода?», но не затрагиваются вопросы применения факторного анализа к конкретным данным. В работе «Факторный анализ: статистические методы и практические вопросы» более подробно рассматриваются специфические примеры анализа данных, различные виды факторного анализа и ситуации, когда его применение наиболее полезно. Различие между конфирматорным и разведочным факторным анализом здесь обсуждается более детально, чем во «Введении в факторный анализ». Например, рассматриваются различные критерии для факторного вращения. Особенно полезным является обсуждение различных форм косоугольных вращений и интерпретации коэффициентов в факторном анализе. Дж.-О. Ким и Ч. У. Мьюллер также ставят вопрос о числе факторов, фигурирующих в разведочном факторном анализе, разбирают методы проверки гипотез в конфирматорном анализе и рассматривают проблему вычисления значений факторов. Предлагается словарь специальных терминов, а также ответы на вопросы, наиболее часто возникающие у пользователей факторного анализа, которые могут предостеречь их от многих ошибок. Математический аппарат достаточно скромный - приводятся только сведения из матричной алгебры.

Факторный анализ использовался в экономических задачах, в которых наличие сильно коррелированных параметров приводило к неверным результатам в регрессионном анализе. Ученые, занимающиеся общественно-политическими проблемами, сопоставляли всевозможные признаки наций с разными политическими и социально-экономическими характеристиками, пытаясь определить, какие из них наиболее важны при классификации наций (например, благосостояние и численность); социологи определяли «дружественные группы», изучая группы людей, симпатизирующих именно друг другу (а не другим индивидуумам). Психологи использовали метод факторного анализа для определения того, как люди воспринимают всевозможные «стимулы» и классификации людей в группы, соответствующие различным реакциям, а издатели применяли факторный анализ для изучения способов связывать отдельные элементы языка.

Как утверждают авторы, их работа не охватывает всех аспектов факторного анализа, так как он постоянно развивается. Тем не менее если читатель получит достаточно полное представление о том, как этот метод может быть использован, то можно считать, что авторы выполнили свою задачу.

Е. М. Асланер, редактор серии

Чтобы проанализировать изменчивость признака под воздействием контролируемых переменных, применяется дисперсионный метод.

Для изучения связи между значениями – факторный метод. Рассмотрим подробнее аналитические инструменты: факторный, дисперсионный и двухфакторный дисперсионный метод оценки изменчивости.

Дисперсионный анализ в Excel

Условно цель дисперсионного метода можно сформулировать так: вычленить из общей вариативности параметра 3 частные вариативности:

• 1 – определенную действием каждого из изучаемых значений;
• 2 – продиктованную взаимосвязью между исследуемыми значениями;
• 3 – случайную, продиктованную всеми неучтенными обстоятельствами.

В программе Microsoft Excel дисперсионный анализ можно выполнить с помощью инструмента «Анализ данных» (вкладка «Данные» - «Анализ»). Это надстройка табличного процессора. Если надстройка недоступна, нужно открыть «Параметры Excel» и включить настройку для анализа .

Работа начинается с оформления таблицы. Правила:

1. В каждом столбце должны быть значения одного исследуемого фактора.
2. Столбцы расположить по возрастанию/убыванию величины исследуемого параметра.

Рассмотрим дисперсионный анализ в Excel на примере.

Психолог фирмы проанализировал с помощью специальной методики стратегии поведения сотрудников в конфликтной ситуации. Предполагается, что на поведение влияет уровень образования (1 – среднее, 2 – среднее специальное, 3 – высшее).

Внесем данные в таблицу Excel:

Значимый параметр залит желтым цветом. Так как Р-Значение между группами больше 1, критерий Фишера нельзя считать значимым. Следовательно, поведение в конфликтной ситуации не зависит от уровня образования.

Факторный анализ в Excel: пример

Факторным называют многомерный анализ взаимосвязей между значениями переменных. С помощью данного метода можно решить важнейшие задачи:

• всесторонне описать измеряемый объект (причем емко, компактно);
• выявить скрытые переменные значения, определяющие наличие линейных статистических корреляций;
• классифицировать переменные (определить взаимосвязи между ними);
• сократить число необходимых переменных.

Рассмотрим на примере проведение факторного анализа. Допустим, нам известны продажи каких-либо товаров за последние 4 месяца. Необходимо проанализировать, какие наименования пользуются спросом, а какие нет.

Теперь наглядно видно, продажи какого товара дают основной рост.

Двухфакторный дисперсионный анализ в Excel

Показывает, как влияет два фактора на изменение значения случайной величины. Рассмотрим двухфакторный дисперсионный анализ в Excel на примере.

Задача. Группе мужчин и женщин предъявляли звук разной громкости: 1 – 10 дБ, 2 – 30 дБ, 3 – 50 дБ. Время ответа фиксировали в миллисекундах. Необходимо определить, влияет ли пол на реакцию; влияет ли громкость на реакцию.