JMP Pro 中的結構方程模型 (SEM) 平台使我們能夠對多個變數之間的複雜關係模式進行建模。這些複雜模式通常涉及交互作用(也稱為調節作用),即一個變數會影響另外兩個變數之間關係的強度。圖 1 展示了交互作用的概念模型。
Figure 1. Conceptual diagram of an interaction.圖 1. 交互的概念圖。
圖 2 展示了此交互作用的對應統計模型。需要注意的是,預測變數 (X)、調節變數 (Z) 及其乘積項 (X*Z) 都是結果變數 (Y) 的預測變數。
Figure 2. Statistical diagram of an interaction.圖 2. 交互作用的統計圖。
在SEM中,變數可以是顯性變數(直接觀察到的),也可以是隱性變數(非直接觀察到的)。圖1和圖2展示了顯性變數。如果我們假設兩個顯性變數之間存在交互作用,我們可以使用調節和中介插件在SEM中輕鬆建立模型。
如果我們假設兩個潛在變數之間存在交互作用,該怎麼辦?我們需要在 SEM 平台中手動指定此模型。這篇部落格文章回顧了指定和擬合具有潛在變數交互作用的 SEM 的步驟。
範例
我們將使用一個名為「工作滿意度」的 JMP 樣本資料表。若要尋找此資料表,請前往「說明」>「樣本資料資料夾」>「工作滿意度.jmp」。本例中有三個潛在變數:工作場所領導力、工作場所衝突和工作滿意度。
Figure 3. Latent variables used in the example.圖 3. 範例中使用的潛在變數。
我們假設,職場領導與衝突對工作滿意度有交互作用。具體而言,職場衝突越高,領導力對工作滿意度的影響就越弱。概念模型如圖4所示。然而,這並不是一個可以在SEM平台中指定的有效統計模型(我們不能讓箭頭指向其他箭頭!)。我們如何將其指定為統計模型呢?
Figure 4. Conceptual diagram of the latent interaction model.圖4.潛在交互模型概念圖。
資料預處理
在啟動 SEM 平台以適應模型之前,需要進行一些資料預處理。
首先,對所有潛在預測變數和潛在調節變數的指標進行均值中心化。在 JMP 資料表中,選取所有需要中心化的變數—所有「領導力」和「衝突」指標—右鍵單擊,然後依序選擇「新公式列」>「分佈」>「中心化」。這樣,新的均值中心化變數就創建完成了。
接下來,我們將使用這些中心化變數來建立乘積項。由於預測變數和調節變數是包含多個指標的潛在變量,因此我們需要一組乘積項來表示它們之間的交互作用。創建這組乘積項的方法有很多種;我將在這裡演示的方法稱為無約束乘積指標 (UPI) 方法,您可以在 Marsh 等人 (2012) 的論文中了解更多詳細資訊。
UPI 方法的目標是使用所有指標(即確保每個指標都包含在乘積項中),而不重複使用任何指標。最簡單的方法是使用配對對方法,即將每個潛在變數中的一個指標配對,然後相乘。但是,如果我們嘗試將這種方法應用於工作滿意度數據,則會遇到兩個問題:(1) 領導力有四個指標,而衝突有三個;(2) 我們必須決定如何配對這些指標。
為了解決問題 1,我們將對兩個領導指標取平均值,建立一個地塊,並使用該地塊作為指標。這樣,領導力和衝突將具有相同數量的指標。為了解決問題 2,我們可以採取多種方法。在某些情況下,可能會根據項目的內容出現自然配對,但由於此處並非如此,Marsh 等人 (2012) 建議創建乘積項,以最大化潛在交互作用的可靠性。為此,我們將最可靠的領導力指標與最可靠的衝突指標進行匹配,依此類推。
為了確定如何建立我們的地塊以及配對,讓我們對這些資料進行三因子驗證性因素分析(目前使用非中心變數),然後從紅色三角形選單中選擇「評估測量模型」。我們將重點放在報告中的「指標信度」部分。
Figure 5. Three-factor CFA used to determine indicator reliability.圖 5. 用於確定指標可靠性的三因素 CFA。
Figure 6. Assess Measurement Model output from the three-factor CFA.圖 6.評估三因素 CFA 的測量模型輸出。
Work_L 和 Interact_L 是領導可靠性最低的指標,因此我們將建立這兩個項目的套件以增強可靠性。在資料表中,選擇這兩個變量,然後右鍵 > 新公式列 > 合併 > 平均值。然後,將平均後的變數置中;稍後在擬合潛在交互作用模型時,我們將使用居中的變數。
接下來,讓我們使用包裹來代替 Work_L 和 Interact_L(現在仍然使用非中心變數)重新執行三因素 CFA。
Figure 7. Three-factor CFA with parcel.圖 7. 帶包裹的三因素 CFA。
Figure 8. Assess Measurement Model output from three-factor CFA with parcel.圖 8. 使用包裹評估三因素 CFA 的測量模型輸出。
從這裡開始,我們可以根據指標可靠性建立匹配對。包裹是領導力最可靠的指標,而Inter_C是衝突最可靠的指標。我們將這兩列相乘,建立一個乘積項。領導力和衝突的次可靠指標分別是Goal_L和Person_C,因此我們將這兩個欄位相乘。最後,我們將Support_L和Intra_C相乘。
確保使用居中變數建立乘積項。在 JMP 資料表中,選擇要相乘的兩列,然後右鍵單擊並轉到「新公式列」>「合併」>「乘積」。
指定並擬合模型
現在我們已準備好啟動 SEM 平台。啟動時,請包括:
(1)預測領導力的均值中心指標。
(2)調節衝突的均值中心指標。
(3)它們的乘積項。
(4)結果指標(這些可以是非中心的)。
下圖顯示了 SEM 啟動窗口,其中每個變數集 (1)、(2)、(3) 和 (4) 周圍都有框。
Figure 9. SEM launch window for the latent interaction model.圖 9.潛在交互作用模型的 SEM 啟動視窗。
若要指定模型,請依照下列步驟操作:
- 指定潛在變數和潛在交互作用。對於潛在預測變數和調節變量,請使用預處理過程中建立的中心化指標。對於潛在交互作用,請使用預處理過程中建立的乘積變數。
- 加入從潛在預測變數、潛在調節變數及其潛在交互作用到潛在結果的迴歸路徑。
- 允許潛在預測變數、潛在調節變數及其潛在交互作用共變。

Figure 10. Specification of the latent predictor, latent moderator, and latent interaction term.圖 10.潛在預測變數、潛在調節變數和潛在交互項的規格。
Figure 11. Full specification of the latent interaction model.圖 11.潛在交互模型的完整規格。
解釋輸出
在完成完整模型擬合後,我們可以先評估模型與資料的適合度。模型比較表顯示模型適配度良好(CFI = 1,RMSEA = 0,SRMR = .0327)。接下來,檢查下方顯示的迴歸估計值。乘積項(領導力*衝突)的係數為負,這意味著隨著衝突的增加,領導力與工作滿意度之間的關聯性減弱。這與我們的假設一致;然而,兩者之間的交互作用在統計上並不顯著。
Figure 13. Regression estimates from the fitted model.圖 13. 擬合模型的迴歸估計。
注意事項和擴展
要在 SEM 中使用最大似然 (ML) 估計(JMP Pro 中 SEM 平台的預設估計器),一個關鍵假設是變數服從多元常態分佈。在潛在交互作用模型中,這個假設特別重要:如果我們使用非常態分佈的變數來建立乘積項,這些乘積項可能服從較偏離常態的分佈。這在使用 ML 時會導致估計問題和不可信的標準誤差。當變數不服從常態分佈時,建議改用模型隱含工具變數兩階段最小平方法 (MIIV-2SLS) 估計器 (Kelava & Brandt, 2022),因為它不假設多元常態分佈。若要使用 MIIV-2SLS 估計器取代 ML,只需在 SEM 啟動視窗(JMP Pro 19 或更高版本)中選擇「MIIV 兩階段最小平方法」。
最後,本文所展示的技術可以擴展到更複雜的模型,例如涉及潛在變數的調節中介效應。例如,請參閱這篇 JMP 社群文章。
進一步閱讀
Marsh, HW, Wen, Z., Nagengast, B. 與 Hau, K.-T. (2012)。潛在交互作用的結構方程模型。收錄於 RH Hoyle 編的《結構方程模型手冊》(第 436-458 頁)。吉爾福德出版社。
Kelava, A. 與 Brandt, H. (2022)。潛在交互效應。收錄於 RH Hoyle 編的《結構方程模型手冊》第二版(第 427-446 頁)。吉爾福德出版社。