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邏輯迴歸:當你的 Y 是「有」或「沒有」

產品是否不良、客戶是否流失、零件是否通過——這類「是/否」的輸出不能用線性迴歸。邏輯迴歸是處理二元結果的標準方法,這篇從製造業場景出發說清楚怎麼用。

情境

你想找出哪些製程參數會影響焊接是否不良。Y 是「良品 / 不良品」,X 是溫度、時間、壓力。同事說用迴歸,你建了線性迴歸,但預測值跑出了 1.3(超過 100%)和 -0.2(負的良率)——明顯不合理。

問題:線性迴歸假設 Y 是連續值,但你的 Y 只有 0 和 1。

邏輯迴歸是什麼

邏輯迴歸預測的不是 Y 本身,而是 Y = 1 的機率,且機率永遠在 0 到 1 之間。

核心數學:

P(Y=1) = 1 / (1 + e^-(β₀ + β₁X₁ + β₂X₂ + ...))

這個 S 型曲線(Sigmoid)確保輸出永遠在 [0,1]。

關鍵輸出解讀

Odds Ratio(勝算比)

邏輯迴歸的係數直接解讀不直觀,通常轉換成 Odds Ratio(OR):

OR = e^β

例子:
  • 溫度係數 β = 0.08
  • OR = e^0.08 = 1.083
  • 解讀:溫度每升高 1°C,不良的機率是原來的 1.083 倍(增加 8.3%)
  • OR 值解讀 > 1X 增加,Y=1 的機率增加 = 1X 對 Y 無影響 < 1X 增加,Y=1 的機率降低

    P 值

    和線性迴歸一樣,P < 0.05 代表這個 X 對 Y 有顯著影響。

    Hosmer-Lemeshow 檢定

    檢定模型整體擬合效果(類似迴歸的 F 檢定)。

    P > 0.05:模型擬合良好

    P < 0.05:模型擬合不佳,考慮加入其他變數或交互項

    製造業常見應用

    場景Y(1/0)X(輸入) 焊接良率不良/良品溫度、時間、助焊劑 射出成型有縮水/無縮水射速、保壓、料溫 設備壽命故障/正常使用時間、溫度、振動 供應商評估不合格/合格交期、單價、歷史不良率

    邏輯迴歸 vs 線性迴歸

    線性迴歸邏輯迴歸 Y 的類型連續值二元(0/1) 預測的是Y 的值Y=1 的機率 輸出範圍-∞ 到 +∞0 到 1 模型評估R²、RMSEAUC、混淆矩陣

    決策閾值

    邏輯迴歸輸出機率,你需要設定一個閾值來做決策(通常 0.5):

  • P ≥ 0.5 → 預測為不良
  • P < 0.5 → 預測為良品
  • 閾值可以調整:如果不良品代價很高,可以降低到 0.3,寧可多一些誤報(假陽性),也不要漏掉真正的不良品。

    金句

    「當你的問題是『會不會』,不是『多少』,邏輯迴歸才是正確的工具。用線性迴歸預測是否不良,就像用溫度計量重量。」

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