人们是否曾经使用 PLS 对历史数据进行变量选择,以找到作为 DOE 输入的重要变量?我看过几次 JMP 网络研讨会,他们使用 Bootstrap 森林来查找 VIP 变量,通常随后使用弹性网络或逐步回归来进一步缩小可能对未来 DOE 很重要的术语?
我很好奇是否有人在这个过程中使用 PLS 回归 - 也许在 Bootstrap 森林之后,在进行 Elastic Net 等之前进一步识别重要或相关的变量,或者 Elastic net 保留/删除相关变量集的事实是否否定了这样做的必要性?
只是想知道是否有人在他们的过程中使用这个?我看过一些网络研讨会,其中PLS用于挖掘生物过程数据?
预测模型和机器学习回复:人们是否曾经使用 PLS 对历史数据进行变量选择,以找到作为 DOE 输入的重要变量?你好@mjz5448 ,
与所有统计方法一样,最简单的答案是“视情况而定”。您说得对,弹性网络 (EN) 已经能够高效地进行变量选择,因此您可能不需要/不想在此基础上再应用 PLS——另一个优势是弹性网络 (EN) 中的模型系数可以直接解释,因此您可以将预测变量与响应变量直接关联起来。您还需要考虑 PLS 的用途,它主要用于生成预测模型,而非解释模型(尽管您可以这样做,但由于所有因子的负载和线性组合,复杂性有所增加)。因此,在选择实验设计 (DOE) 因子时,您应该尝试使用一种更适合解释模型而非预测模型的方法。
希望这会有所帮助,我相信其他人也会有一些有价值的讨论可以补充。
谢谢,
本
回复:人们是否曾经使用 PLS 对历史数据进行变量选择,以找到作为 DOE 输入的重要变量?几年前,我在一家大型化学公司工作,该公司非常擅长在基材上涂覆材料(例如摄影胶片和纸张),我们一直使用 PLS 来帮助指导设计实验,原因如下:
1. 制造业中,运行次数极少,输入因素众多。考虑宽泛且简短的数据集。专为 PLS 量身定制。
2. 因素之间存在大量多重共线性。
3. 真正的工艺流程理解已经失传了……有些产品我们已经生产了几十年,而制造过程中通常的口头禅是“像上次一样生产”……因为我们真的不知道这一切是如何运作的。
4.基于惩罚回归/树的变量选择方法尚未在软件中普及。
5. 推动整个努力的动力是“昨晚当我们试图制造(填空)时,物理、化学或生物的魔力并没有融合在一起。我们不知道根本原因。”
因此,我们使用偏最小二乘法 (PLS) 来尝试识别关键因素,然后进入中试/小规模设施进行设计实验,以此来加深对流程的理解,最终找到系统性故障模式的根本原因。我曾与两位工程师共事,他们说过一些话,引起了我的共鸣(我曾担任过许多此类问题解决团队的统计员)……“有时候,知道‘不是’和知道‘是’一样重要。”另一位工程师说:“除非你能开启和关闭故障模式……否则你永远无法知道根本原因。”
简而言之,正是 PLS 和 DOE 的结合才让我们实现了目标。希望以上信息对您有所帮助?
回复:人们是否曾经使用 PLS 对历史数据进行变量选择,以找到作为 DOE 输入的重要变量?你好@mjz5448 ,
我完全同意@P_Bartell关于PLS用法的观点,主要是在涉及输入和输出之间共线性/相关性的情况下,输入变量的数量大于实验次数。 偏最小二乘法用于利用Y和X之间的相关性来构建模型。
PLS 是化学计量学中常用的光谱数据分析模型,因为您拥有大量相关的 X(例如,每个波长的强度),而用于预测某些响应的观测/实验却很少。在这种情况下,您可以利用 X 之间的相关性,通过使用 PLS(并结合适当的验证和测试方法)来获得良好的预测模型。此类模型具有可解释性/可解读性,在化学计量学中,您可以使用变量重要性图和其他图表来识别与特定化学功能/基团/分子相关的重要波长带/区域。该平台提供的 Profiler 工具也有助于以交互方式可视化变量的重要性,您还可以通过“ 评估变量重要性”选项在 Profiler 中计算Sobol 灵敏度指数。
任何建模方法的使用都应与先前知识的水平、目标和实验环境相联系。
在非常早期的筛选阶段,由于先验知识匮乏且实验运行次数较少,目标通常是识别重要效应,而无论效应估计的精度如何(之后可以通过实验设计 (DoE) 收集信息丰富的数据来确认和精确化效应)。在这种情况下, 惩罚回归(Lasso、Ridge、弹性网络、Dantzig 选择器)通常有助于识别重要效应,但代价是会增加效应估计的偏差。请注意,不同惩罚方法的使用取决于您对效应稀疏性的假设:Lasso 会通过强制相关变量的估计值为 0 来进行变量选择,如果您预期在大量候选变量中只有少数重要的预测变量,这种方法会很有效。一种不那么“激进”的方法是 Ridge,它会减小相关效应的规模,但不在 0 处进行任何估计(在存在多个重要性相似的相关预测变量的情况下),或者使用 Elastic Net 估计,它结合了 Lasso 和 Ridge 惩罚。
如果您有更多观察/实验,可以尝试其他不依赖偏差/惩罚的特征选择方法,例如随机森林,或将其用作预测器筛选选项,通过使用特征重要性(列贡献)来识别最重要/最活跃的特征。您还可以尝试使用预测器选择助手插件,该插件基于升级版的预测器筛选,使用 Boruta 特征选择方法和随机森林来帮助选择变量。
您还可以查看以下主题中的相关对话:
具有相关变量的多元回归
最适合特征选择的 JMP 平台是什么?
JMP 中是否存在与分类变量的多重共线性相当的现象?
我的建议是测试、比较并(最终)结合上述(以及更多)不同的建模方法,并比较所得模型,看看它们包含哪些术语,以及这些模型的相似/不同之处。这将极大地帮助你理解最重要的因素。
希望这个答案能对你有所帮助,
回复:人们是否曾经使用 PLS 对历史数据进行变量选择,以找到作为 DOE 输入的重要变量?没有一种正确的工具,也没有一种正确的工具使用顺序,能够为所有人提供洞察。毫无疑问,我们每个人都会根据具体情况,选择最有效或最高效的工具。无论如何,答案并不在于工具本身。关键在于批判性思维,而批判性思维需要反复练习。
可以从基于科学或工程的假设入手(例如热力学、熵)。如果没有假设,那么“数据挖掘”或许会有所帮助。我经常使用数据挖掘。基本上,我通过查看数据来发现模式(或者寻找模式的缺失)。当然,最好用图形的方式。
有许多回归方法试图量化相关关系(例如,OLS、逐步回归、PCR、岭回归、PCA、PLS 等)。如果这些方法要求研究者解释结果,这将非常有用(例如,为什么这个因素看起来显著,或者为什么这个因素不显著)。这可以作为假设的提出(或许可以在设计实验中进行验证)。
只是使用历史或观察数据时的一些警告。
1. 如果某个因素在过去某个时间点(无论以何种方式)被认为是关键因素,那么可能存在一些控制措施,使其无法发生太大变化。对该因素的分析可能会表明,在任何回归分析中,它都不显著(它变化不大)。
2. 可能存在隐藏的混杂因素(数据集中未识别或标记的 x)。
3.能够模拟发生的事情并不意味着我们能够预测将会发生什么。
4. 在没有理解的情况下,将模型外推到收集到的 x 的范围之外,可能会危险.
5.使用历史数据进行回归分析时没有考虑获取数据的背景(例如,您知道测量不确定度吗?)
6.很容易受到“坏”数据点的影响。