Структурное моделирование уравнение


Моделирование структурными уравнениями ( SEM ) — это ярлык для разнообразного набора методов, используемых учеными как в экспериментальных, так и в наблюдательных исследованиях в области науки, [1] , бизнеса, [2] и других областях. Чаще всего он используется в социальных науках и науках о поведении. Определение SEM сложно без обращения к высокотехнологичному языку, но хорошей отправной точкой является само название.

SEM включает в себя построение модели , информативного представления некоторого наблюдаемого или теоретического явления. В этой модели предполагается, что различные аспекты явления связаны друг с другом структурой . Эта структура представляет собой систему уравнений, но обычно она разрабатывается на бумаге или с помощью компьютера со стрелками и символами (также известная как обозначение пути, как показано на рисунке 1). Структура подразумевает статистические и часто причинно-следственные связи между переменными, погрешностями и может включать несколько уравнений. Уравнение (или уравнения ) в SEM являются математическими и статистическимисвойства, которые подразумеваются моделью и ее структурными особенностями, а затем оцениваются с помощью статистических алгоритмов (обычно основанных на матричной алгебре и обобщенных линейных моделях ) с использованием экспериментальных данных или данных наблюдений.

Критика методов SEM намекает на проблемы математической формулировки, тенденцию принимать модели без установления внешней достоверности и философскую предвзятость, присущую стандартным процедурам. [3]

Хотя не всегда есть четкие границы того, что является и что не является SEM, [4] он обычно включает модели путей (см. также анализ путей ) и модели измерения (см. также факторный анализ ) и всегда использует статистические модели и компьютерные программы для исследования структурные связи между скрытыми переменными , лежащими в основе фактических переменных, взятых из наблюдаемых данных. [5]

Инструментарий SEM включает подтверждающий факторный анализ , подтверждающий составной анализ , анализ путей , многогрупповое моделирование, продольное моделирование, частичное моделирование пути наименьших квадратов , моделирование скрытого роста и иерархическое или многоуровневое моделирование. [5] Использование SEM обычно оправдано в социальных науках, потому что это способ выявления скрытых переменных, которые, как считается, существуют, но не могут быть непосредственно наблюдаемы в реальности. [5] [6] [7]

Исследователи, использующие SEM, применяют программы (такие как Mplus , lavaanR ), LISREL , SPSS , Stata ) для оценки силы и знака коэффициента для каждой смоделированной стрелки (например, числа, показанные на рисунке 1), а также для предоставления диагностические подсказки, указывающие на то, какие индикаторы или компоненты модели могут привести к несоответствию между моделью и данными. 


Пример модели структурного уравнения
Рисунок 1. Пример модели структурного уравнения. Скрытые переменные обычно обозначаются овалами, а наблюдаемые переменные — прямоугольниками. Остатки и отклонения изображаются в виде двунаправленных стрелок (показаны здесь) или одинарных стрелок и круга (здесь не используются). Обратите внимание, что скрытая дисперсия IQ зафиксирована на уровне 1, чтобы масштабировать модель. На рис. 1 показаны ошибки измерения, влияющие на каждый показатель латентного интеллекта и каждый показатель латентных достижений. Ни индикаторы, ни ошибки измерения индикаторов не моделируются как влияющие на скрытые переменные, но они могли бы, если бы исследователь решил их смоделировать.