JMP Pro 中的结构方程模型 (SEM) 平台使我们能够对多个变量之间的复杂关系模式进行建模。这些复杂模式通常涉及交互作用(也称为调节作用),即一个变量会影响另外两个变量之间关系的强度。图 1 展示了交互作用的概念模型。
Figure 1. Conceptual diagram of an interaction.图 1. 交互的概念图。
图 2 展示了该交互作用的相应统计模型。需要注意的是,预测变量 (X)、调节变量 (Z) 及其乘积项 (X*Z) 都是结果变量 (Y) 的预测变量。
Figure 2. Statistical diagram of an interaction.图 2. 交互的统计图。
在SEM中,变量可以是显性变量(直接观察到的),也可以是隐性变量(非直接观察到的)。图1和图2展示了显性变量。如果我们假设两个显性变量之间存在相互作用,我们可以使用调节和中介插件在SEM中轻松构建模型。
如果我们假设两个潜在变量之间存在相互作用,该怎么办?我们需要在 SEM 平台中手动指定此模型。这篇博文回顾了指定和拟合具有潜在变量相互作用的 SEM 的步骤。
示例
我们将使用一个名为“工作满意度”的 JMP 样本数据表。要查找此数据表,请前往“帮助”>“样本数据文件夹”>“工作满意度.jmp”。本例中有三个潜在变量:工作场所领导力、工作场所冲突和工作满意度。
Figure 3. Latent variables used in the example.图 3. 示例中使用的潜在变量。
我们假设,职场领导力与冲突对工作满意度存在交互作用。具体而言,职场冲突越高,领导力对工作满意度的影响就越弱。概念模型如图4所示。然而,这并不是一个可以在SEM平台中指定的有效统计模型(我们不能让箭头指向其他箭头!)。我们如何将其指定为统计模型呢?
Figure 4. Conceptual diagram of the latent interaction model.图4.潜在交互模型概念图。
数据预处理
在启动 SEM 平台以适应该模型之前,需要进行一些数据预处理。
首先,对所有潜在预测变量和潜在调节变量的指标进行均值中心化。在 JMP 数据表中,选中所有需要中心化的变量——所有“领导力”和“冲突”指标——右键单击,然后依次选择“新建公式列”>“分布”>“中心化”。这样,新的均值中心化变量就创建完成了。
接下来,我们将使用这些中心化变量创建乘积项。由于预测变量和调节变量是包含多个指标的潜变量,因此我们需要一组乘积项来表示它们之间的相互作用。创建这组乘积项的方法有很多种;我将在这里演示的方法称为无约束乘积指标 (UPI) 方法,您可以在 Marsh 等人 (2012) 的论文中了解更多详细信息。
UPI 方法的目标是使用所有指标(即确保每个指标都包含在乘积项中),而不重复使用任何指标。最简单的方法是使用匹配对方法,即将每个潜在变量中的一个指标配对,然后相乘。但是,如果我们尝试将这种方法应用于工作满意度数据,则会遇到两个问题:(1) 领导力有四个指标,而冲突有三个;(2) 我们必须决定如何配对这些指标。
为了解决问题 1,我们将对两个领导力指标取平均值,创建一个地块,并使用该地块作为指标。这样,领导力和冲突将具有相同数量的指标。为了解决问题 2,我们可以采取多种方法。在某些情况下,可能会根据项目的内容出现自然配对,但由于此处并非如此,Marsh 等人 (2012) 建议创建乘积项,以最大化潜在交互的可靠性。为此,我们将最可靠的领导力指标与最可靠的冲突指标进行匹配,依此类推。
为了确定如何创建我们的地块以及匹配对,让我们对这些数据进行三因子验证性因素分析(目前使用非中心变量),然后从红色三角形菜单中选择“评估测量模型”。我们将重点关注报告中的“指标信度”部分。
Figure 5. Three-factor CFA used to determine indicator reliability.图 5. 用于确定指标可靠性的三因素 CFA。
Figure 6. Assess Measurement Model output from the three-factor CFA.图 6.评估三因素 CFA 的测量模型输出。
Work_L 和 Interact_L 是领导力可靠性最低的指标,因此我们将创建这两个项目的包裹以增强可靠性。在数据表中,选择这两个变量,然后右键单击 > 新建公式列 > 合并 > 平均值。然后,将平均后的变量居中;稍后在拟合潜在交互模型时,我们将使用居中的变量。
接下来,让我们使用包裹代替 Work_L 和 Interact_L(现在仍然使用非中心变量)重新运行三因素 CFA。
Figure 7. Three-factor CFA with parcel.图 7. 带包裹的三因素 CFA。
Figure 8. Assess Measurement Model output from three-factor CFA with parcel.图 8. 使用包裹评估三因素 CFA 的测量模型输出。
从这里开始,我们可以根据指标可靠性创建匹配对。包裹是领导力最可靠的指标,而Inter_C是冲突最可靠的指标。我们将这两列相乘,创建一个乘积项。领导力和冲突的次可靠指标分别是Goal_L和Person_C,因此我们将这两列相乘。最后,我们将Support_L和Intra_C相乘。
确保使用居中变量创建乘积项。在 JMP 数据表中,选择要相乘的两列,然后右键单击并转到“新建公式列”>“合并”>“乘积”。
指定并拟合模型
现在我们已准备好启动 SEM 平台。启动时,请包括:
(1)预测领导力的均值中心指标。
(2)调节冲突的均值中心指标。
(3)它们的乘积项。
(4)结果指标(这些可以是非中心的)。
下图显示了 SEM 启动窗口,其中每个变量集 (1)、(2)、(3) 和 (4) 周围都有框。
Figure 9. SEM launch window for the latent interaction model.图 9.潜在交互模型的 SEM 启动窗口。
要指定模型,请按照以下步骤操作:
- 指定潜在变量和潜在交互作用。对于潜在预测变量和调节变量,请使用预处理过程中创建的中心化指标。对于潜在交互作用,请使用预处理过程中创建的乘积变量。
- 添加从潜在预测变量、潜在调节变量及其潜在相互作用到潜在结果的回归路径。
- 允许潜在预测变量、潜在调节变量及其潜在相互作用共变。

Figure 10. Specification of the latent predictor, latent moderator, and latent interaction term.图 10.潜在预测变量、潜在调节变量和潜在交互项的规范。
Figure 11. Full specification of the latent interaction model.图 11.潜在交互模型的完整规范。
解释输出
在完成完整模型拟合后,我们可以首先评估模型与数据的拟合度。模型比较表显示模型拟合度良好(CFI = 1,RMSEA = 0,SRMR = .0327)。接下来,检查下方显示的回归估计值。乘积项(领导力*冲突)的系数为负,这意味着随着冲突的增加,领导力与工作满意度之间的关联性减弱。这与我们的假设一致;然而,两者之间的交互作用在统计上并不显著。
Figure 13. Regression estimates from the fitted model.图 13. 拟合模型的回归估计。
注意事项和扩展
要在 SEM 中使用最大似然 (ML) 估计(JMP Pro 中 SEM 平台的默认估计器),一个关键假设是变量服从多元正态分布。在潜在交互作用模型中,这一假设尤为重要:如果我们使用非正态分布的变量创建乘积项,这些乘积项可能服从更偏离正态的分布。这在使用 ML 时会导致估计问题和不可信的标准误差。当变量不服从正态分布时,建议改用模型隐含工具变量两阶段最小二乘 (MIIV-2SLS) 估计器 (Kelava & Brandt, 2022),因为它不假设多元正态分布。要使用 MIIV-2SLS 估计器代替 ML,只需在 SEM 启动窗口(JMP Pro 19 或更高版本)中选择“MIIV 两阶段最小二乘”。
最后,本文展示的技术可以扩展到更复杂的模型,例如涉及潜变量的调节中介效应。例如,请参阅这篇 JMP 社区文章。
进一步阅读
Marsh, HW, Wen, Z., Nagengast, B. 和 Hau, K.-T. (2012)。潜在相互作用的结构方程模型。收录于 RH Hoyle 主编的《结构方程模型手册》(第 436-458 页)。吉尔福德出版社。
Kelava, A. 和 Brandt, H. (2022)。潜在交互效应。收录于 RH Hoyle 主编的《结构方程模型手册》第二版(第 427-446 页)。吉尔福德出版社。