Excelでの決定木の構築チュートリアル

このチュートリアルは、XLSTATを用いてExcel内で決定木 を表示させて解釈する方法を説明します。

決定木を表示するデータセット

この事例で構築する決定木のあるExcelワークブックをダウンロードするには、このチュートリアルの始めにあるボタンをクリックしてください。

このチュートリアルの目的

目的は、具体的な事例を通して決定木を構築する方法を学ぶことです。 新製品を市場投入しようとしているある会社が、どの広告チャネルを使用するべきか悩んでいます。さまざまなノード（またはリーフ）とブランチを持つ決定木を使用すると、考えられるさまざまな解決策とその潜在的な結果をグラフィカルに可視化できます。 我々は、その意思決定で会社を支援するために、このツールを使用しようとしています。

XLSTATによる決定木の構築

1. XLSTATを起動して, 意思決定支援/決定木コマンドを選択します:

2. 現れるダイアログ・ボックスの一般タブで、名前フィールドに構築したい決定木の名前を入力します。我々は会社の利得を最大化したいので、利得を最大化オプションおよび最適パス：期待値を有効にします。

3. オプションタブでは、以下のオプションを有効にします：

4. 有用な情報タブでは、ツリーの各ノードに表示する情報を選ぶことができます。好みに応じて情報の各ピースにラベルと位置を関連づけることも可能です。こちらは、この事例で使用するものです：

5. OKボタンをクリックすると、ダイアログ・ボックスが検証されます。新しいシートにツリーが表示されます。

6. ここで最初のノードを追加します。 緑の三角をクリックするか、終端ノード（右のブロック）で右クリックして、XLDTREE/新規ノードを作成を選択してノード・セットアップ・ダイアログ・ボックスを開きます。

7. 決定を選択して、さまざまなブランチを持つ最初の決定ノードを作成します。名前フィールドでノードの名前を入力します。デフォルトでは、ダイアログ・ボックスに２つのブランチが表示されます。ブランチの一覧の右側の ボタンを用いて１個追加します。各ブランチを1個ずつ選択して、選択セクションで情報を更新します。 ボタンを用いて各ブランチを検証することを忘れないでください。

8. OKボタンをクリックするとダイアログ・ボックスが検証され、作成したノードが表示されます。

9. 各広告チャネルつまりブランチで、社内リソースを用いるか、外部企業を用いるかを選択しなければなりません。最初のブランチに関連づけられた終端ノードの緑の三角をクリックするか、終端ノードのブロックを右クリックするかして、XLDTREE/新規ノードを作成 を選択して、**ノード設定 ダイアログ・ボックスを開いて、必要な情報を記入します。

10. 新しいノード・ブロック内のセルの１つで右クリックします。XLDTREE/選択したノードからのサブツリーをコピーを選択します。

11. ２番目の終端ノード・ブロック内のセルの１つで右クリックします。XLDTREE/選択したノードとその子ノードの代わりにサブツリーを張り付けを選択します。 最後の終端ノードまで繰り返します。

12. これで、対応する節に正しい値を記入できるようになりました。色つきの背景のセルは、Excelシートで直接修正ができます。計算式が入っているセルは、自動で更新されます。

13. これで各終端ノードは、そのブランチが期待収益に関する２つの仮説（高いまたは低い）を記述する確率ノードに置き換えられます。前と同じ方法が適用されます:

• 最初の終端ノードで、緑の三角をクリックするか、ノード・ブロックを右クリックして、XLDTREE/新規ノードを作成を選択する。
• 確率タイプを選択して、必要な情報を記入する。
• 結果のノードをコピーする。
• 他の関係する終端ノードのそれぞれでノードを貼り付ける。
• Excelシートのセルに直接正しい値を入力する。

決定木の結果の分析

ニュースレターの開発への投資の場合を考えてみましょう。以下の数字をみることができます：

• 内部リソースを使用:

期待販売仮説	確率	仮説ごとの期待利益	仮説ごとの重み付き期待利益	オプションからの期待利益	オプションのコスト	期待利得
高い	40%	18 000	7 200 (40% x 18 000)	16 800 (7 200 + 9 600)	-3 500	13 300 (16 800 - 3 500)
低い	60%	16 000	9 600 (60% x 16 000)

• 外部リソースを使用:

期待販売仮説	確率	仮説ごとの期待利益	仮説ごとの重み付き期待利益	オプションからの期待利益	オプションのコスト	期待利得
高い	60%	20 000	12 000 (60% x 20 000)	18 400 (12 000 + 6 400)	-5 000	13 400 (18 400 - 5 000)
低い	40%	16 000	6 400 (40% x 16 000)

したがって、収益の観点から、ニュースレターを開発するために外部企業を利用するのが、より多くの利益となるようです。各広告チャネルからの期待利得を比較すると、インターネット広告が最良の選択でしょう。 このような決定は他の要因も考慮に入れて行うべきですが、 それらは分析を精緻化するために簡単にツリーに追加できます。

さらに

決定木のさまざまな表示オプション

XLSTATでは、決定木の表示モードや表示する情報のさまざまな種類を選ぶことができます。 これらのオプションの使用法については、こちらのチュートリアル を確認してください。

決定木での計算方法と最適パス

XLSTATでは, 決定木を活用するためにさまざまな計算モードが利用可能です。目的に合わせて（利得の最大化または最小化）、ツリー全体または特定のノードからの最適パスを表示することもできます。詳細は、こちらのチュートリアル を確認してください。