人無遠慮必有近憂──干擾變數的影響與排除

行銷資料科學
3 min readAug 1, 2019

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一個研究能不能成功,從頭到尾必須都很小心謹慎。先不談做完研究之後的寫作,單單是在研究之初,你就得心思縝密地規畫相關細節,因為其中會有太多的干擾變數,常常像是半路殺出的程咬金,不但干擾研究過程,嚴重時還會反噬你辛苦的研究成果。

舉例來說,一家化工公司的負責人看到油價不斷飆漲,憑他卅年在化學界打滾的資歷,設計出一款汽車油精,希望能將這種油精加進汽車油箱之後,讓汽油燃燒的更有效率。換句話說,添加油精之後,能夠大幅地減少汽車的耗油量。

現在問題來了,假設我們受到他的委託,希望瞭解汽車「是否添加油精」對「耗油量」的影響。經過討論之後,設定了以下條件與研究設計,如圖1所示:

圖1 汽車是否添加油精之研究(繪圖者:陳靖宜)

自變數:油精的有無

應變數:耗油量的變化

兩部外觀相同的車,A未加油精,B加入油精

各加入等量的汽油

同時以相同速度繞圈行走 A走20圈後油料耗盡,B走25圈後亦耗盡油料

結論:B有加油精,因此其耗油量較低,所以加了油精的汽車跑得比較遠。

以上的研究看似完成,但背後其實有很大的問題(大家可以試著思考有何問題)。

如果我們進一步深入觀察上述條件,會發現所做出來的研究其實是沒有價值的,因為這項研究忽略了許許多多可能的干擾變數。其實,這個研究在實驗之初,並沒有好好地規劃與設計,結果導致研究上產生缺失,在許多地方,遭到外界的質疑,如圖2所示:

圖2油精研究的缺失(繪圖者:彭煖蘋)

1.車子的型號相同嗎?

儘管外觀相同,A車若是1,000cc的小車、B車是3,000cc的大車,結果是無法向外推論的。而且就算A、B都是相同的1000cc小車,一台有改裝過或是加裝其他配備,一台則無,單憑外觀來看,所得的結果也不一定相同。

2.所加的汽油相同嗎?

研究者只說加入等量的汽油,但究竟加的是92無鉛還是95無鉛汽油,也會對結果造成不同影響。

3.是用相同的檔次駕駛嗎?

假設一輛車用低速檔駕駛,另一輛車用高速檔駕駛,所得的結果也會有所差異。

4.有開冷氣嗎?

一輛車一路上都開冷氣,而另一台卻沒有,所得的結果也會不一致。

5.駕駛員體重呢?

A車若是由一位45公斤的女性駕駛,B車是由一位90公斤的男性駕駛,所得的結果也會有差異。

6.車況微調狀況(Fine tune)?

可能是火星塞的耐用程度、引擎積碳與否,都可能會影響兩車的測試結果。

從上述的案例來看,可以發現這項研究裡,確實並未將干擾變數加以控制好,而這些的干擾變數到頭來都影響到我們研究的結果。然而我們應該如何控制干擾變數呢?建議可以透過「實驗設計」的方式來加以改善,這些都將在研究設計的部分再詳細說明。

作者:羅凱揚(台科大企管系博士)、蘇宇暉(台科大管研所博士候選人)

繪圖者:陳靖宜(臺灣行銷研究特約設計師)、彭煖蘋(臺灣行銷研究特約設計師)

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