Coleção modelos
Friedman
Friedman, Durbin ou Skillings–Mack: os tratamentos diferem dentro dos blocos? (DBC não paramétrico, blocos completos ou incompletos)
O que o bloco faz
models/friedman ordena os tratamentos dentro de cada bloco e compara as somas de postos. É a alternativa por postos ao models/anova_dbc, com blocos completos ou incompletos. A saída é models/test.
O método segue o desenho. Com blocos completos, o teste de Friedman (1937), com o W de Kendall como efeito. Com blocos incompletos balanceados (todo bloco com o mesmo número de tratamentos, todo tratamento o mesmo número de vezes, todo par junto o mesmo número de vezes), o de Durbin (1951). Com faltantes quaisquer, o de Skillings & Mack (1981). Os três respondem à mesma pergunta e por isso ficam no mesmo bloco.
Antes de continuar
Termos que esta página usa, em poucas palavras. As definições completas estão no glossário.
- p-valor
- A probabilidade de obter um resultado tão extremo quanto o observado, ou mais, se a hipótese nula fosse verdadeira. p-valor pequeno indica dados pouco compatíveis com a hipótese nula; ele não é a probabilidade de a hipótese nula ser verdadeira nem mede o tamanho do efeito.
- Graus de liberdade
- Quantas informações independentes sobram para estimar uma variabilidade depois de estimados os outros parâmetros. Definem qual distribuição t, F ou qui-quadrado se usa no teste; com poucos graus de liberdade a inferência fica mais incerta.
- Teste não paramétrico
- Um teste que não supõe uma distribuição específica (como a normal) para os dados; muitos trabalham com a ordem (os postos) das observações. É útil quando os pressupostos de um teste paramétrico falham, em geral com algum custo de poder quando eles valem.
- Tratamento
- A condição aplicada a uma unidade experimental: um nível de um fator ou uma combinação de níveis de vários fatores. As comparações do experimento são entre tratamentos.
- Bloco (experimental)
- Um grupo de unidades experimentais parecidas entre si (mesma faixa de terreno, mesmo dia) dentro do qual todos os tratamentos são sorteados. O efeito de bloco é retirado do erro, o que torna as comparações entre tratamentos mais precisas.
Quando usar
Num DBC de um fator em que os resíduos não são normais e nenhuma transformação resolve, ou num experimento em blocos incompletos (provadores que avaliam só parte das amostras, parcelas perdidas). Pede no máximo uma observação por bloco e tratamento: com repetições, resuma antes pela média de cada casela.
Pressupostos
Os blocos são independentes entre si; dentro do bloco, cada tratamento foi sorteado a uma parcela.
No máximo uma observação por bloco e tratamento.
Se falhar: Resuma as repetições (a média de cada casela) antes.
O desenho casa com o método: Friedman pede blocos completos; Durbin, blocos incompletos balanceados (k < t parcelas por bloco, r repetições por tratamento, todo par junto λ vezes); Skillings–Mack aceita faltantes quaisquer, desde que o desenho seja conexo.
Se falhar: Deixe o método em
auto, que escolhe pelo desenho. Comdurbinnum desenho que não é balanceado o bloco recusa e aponta oskillings_mack; comfriedmanforçado, bloco incompleto sai inteiro.Os faltantes do Skillings–Mack são ao acaso, não ligados ao tratamento ou à resposta.
Se falhar: Se a parcela se perdeu por causa do tratamento (planta morta pela dose), o teste de postos não corrige o viés; trate a perda como resposta.
A resposta é contínua ou ordinal. Empates dentro do bloco recebem posto médio; Friedman e Durbin corrigem a estatística, o Skillings–Mack não (fica conservador).
O p-valor é o da aproximação qui-quadrado, boa com blocos e tratamentos não muito poucos (com 3 tratamentos, uns 10 blocos).
Configuração
Informe a resposta numérica, a coluna do tratamento e a do bloco. O Método vem em auto: o bloco escolhe pelo desenho e a nota diz qual usou. Pode forçar friedman (bloco incompleto sai inteiro, e a nota conta quantos), durbin (recusa desenho que não é balanceado e aponta o Skillings–Mack) ou skillings_mack.
Exemplo
library(trama)
reg <- tr_registry()
tr_use("trama.models", registry = reg)
tr_flow(reg) |>
tr_add("milho", "models/example", dataset = "milho_dbc") |>
tr_add("fr", "models/friedman", resposta = "producao", tratamento = "hibrido",
bloco = "bloco", from = "milho")Os 5 híbridos do milho_dbc em 4 blocos dão qui-quadrado de Friedman 13,6 com 4 gl, p = 0,0087, e W de Kendall 0,85: a ordem dos híbridos se repete quase igual em todos os blocos.
Em blocos incompletos, o mesmo bloco muda de método sozinho. Sete provadores que ordenam três de sete variedades de sorvete cada (o exemplo do agricolae::durbin.test, t = 7, b = 7, k = 3, r = 3, λ = 1) dão T1 de Durbin 12,0 com 6 gl, p = 0,062. Quatro métodos de montagem em nove blocos com quatro parcelas faltando (o exemplo do pacote Skillings.Mack) dão estatística de Skillings–Mack 15,49 com 3 gl, p = 0,0014.
Como interpretar
A hipótese nula é que, dentro de cada bloco, todos os tratamentos têm a mesma distribuição. Rejeitar diz que algum tratamento difere, não qual. Empates dentro do bloco recebem posto médio; Friedman e Durbin corrigem a estatística, o Skillings–Mack não (fica conservador). O Skillings–Mack supõe que as parcelas se perderam ao acaso, não por causa do tratamento. O p-valor vem da aproximação qui-quadrado, que fica grosseira com poucos blocos (como os 4 do exemplo).
Implementação
stats::friedman.test()versão 4.6.0Friedman: postos dentro do bloco, estatística corrigida para empates, p-valor pela aproximação qui-quadrado; o W de Kendall é a estatística dividida por b(k - 1).trama::tr_models_friedman()versão 0.5.11Durbin e Skillings–Mack calculados no trama: T1 de Durbin na forma de Conover (1999), (t - 1) Σ(R_j - r(k + 1)/2)² / (A - C); Skillings–Mack como A' Σ⁻ A com a inversa generalizada, gl = posto de Σ. Conferidos com agricolae::durbin.test e Skillings.Mack::Ski.Mack.
No código O bloco chama trama.models::tr_models_friedman(), em trama.models/R/testes.R:278.
A conta é feita nesta chamada:
stats::friedman.test(d[[resp]], tr, bl)
Outras funções de pacotes que o bloco usa (5)
stats::complete.cases(d)stats::ave(y, bl, FUN = rank)stats::pchisq(T1, t_ - 1, lower.tail = FALSE)stats::ave(y, bl, FUN = rank)stats::pchisq(sm$estatistica, sm$gl, lower.tail = FALSE)
Referências
Teoria
- Friedman, M. (1937). The use of ranks to avoid the assumption of normality implicit in the analysis of variance. Journal of the American Statistical Association, 32(200), 675-701. doi:10.1080/01621459.1937.10503522
- Durbin, J. (1951). Incomplete blocks in ranking experiments. British Journal of Statistical Psychology, 4(2), 85-90. doi:10.1111/j.2044-8317.1951.tb00310.x
- Skillings, J. H.; Mack, G. A. (1981). On the use of a Friedman-type statistic in balanced and unbalanced block designs. Technometrics, 23(2), 171-177. doi:10.1080/00401706.1981.10486261
Livro-texto
- Conover, W. J. (1999). Practical Nonparametric Statistics. 3. ed. New York: Wiley.
- Siegel, S.; Castellan, N. J. (2006). Estatística não-paramétrica para ciências do comportamento. 2. ed. Porto Alegre: Artmed.