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株価分析の一手法としての回帰分析

株価分析の一手法としての回帰分析
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回帰分析:エクセルの散布図で簡単に回帰直線を引く方法

単回帰分析 散布図2

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著者プロフィール:マイク根上

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【データサイエンス】単回帰分析で住宅価格を予測してみる【scikit-learn最初の一歩】

データサイエンス

ゆうき

単回帰分析とは?

一言で簡単に表そうとするならばデータに最も当てはまりそうな直線をひくということです。

ねこすけ

ねこすけ

最も当てはまる線を引くためには線とデータの誤差を最小にするという操作が必要です。

最小二乗法について(難しい方は後回しでもOKです)

最小二乗法とは一つ一つのデータのy座標と直線の距離の差(残差)の二乗が最も小さくなるような直線を引くという手法です。

【Pythonコード付き】線形回帰トレンド(単回帰)で暗号通貨を自動売買する方法

まずはじめに 線形回帰分析 について簡単におさらいしておきましょう。
線形回帰モデルは大学で統計の授業を取ると、とりあえずやらされるやつですね。 上の図は、 ある店のアイスクリームの販売数量とその日の気温の関係 を表したものです(数字は適当に考えました)。
(軸に単位がなくてすみません。縦軸が(個)、横軸が(℃)だと思ってください)

なんとなく 気温が高いほどアイスクリームが売れている 傾向にありますね。
この図をずっと眺めていると、 このデータの全体的な傾向を単純な直線の式で表したい という願望が生じてきますよね。
(つまり下の図のような直線を引きたいということです) そこで、 アイスクリームの販売数量をy 気温をx としてyとxの関係を

という予測の式が立てられた場合、
時間が経つほど(つまりxが大きくなるほど)ビットコインの価格が上がるんじゃね?(つまりyが大きくなる)
と判断するということです。

単回帰の場合の線型回帰分析のやり方

ここで、実際に線形回帰分析を行う(要はaとbを求める)方法を解説しておきます。
最もメジャーな方法は、直線から予測されるyと実際のyの誤差の2乗和を最小化するようなaとbを計算することです(最小二乗法)。
具体的な計算手法は下のサイトが分かりやすかったので興味がある方はぜひ見てみると良いでしょう。
(普通の二変数関数の最小化問題を偏微分を駆使して解く流れです)

大学の統計の授業だと、手計算で線形回帰の式を計算させられることもあるかと思いますが、 実践ではそんなことをする必要は全くありません。
特に Python を使う場合は非常に簡単に非常に簡単にかけます。

回帰係数(さっきでいうa)と切片(さっきでいうb)を取得したい場合はそれぞれ以下のように書けば OK です。

線型回帰の投資への応用(線形回帰トレンド)

まず、線形回帰分析を自動売買に応用するというのは何となく僕の頭に浮かんだことですが、調べてみるとテクニカル指標として昔から存在していたようです。
線型回帰トレンド というテクニカル指標がちゃんとあるんですね。

まさに、ここまで説明した線形回帰を投資に応用した例だと言えます。
今回は最初に何回かビットコイン価格を観察し、
yを仮想通貨価格、 xを時間経過として

作成するコードの動き

①初めは相場のデータがないので、まず何もせずBTC価格をしばらく観測
②観測したデータに対して線型回帰分析を行い(=線型回帰トレンドのラインを作成し)相場が強いのか弱いのか判断する
③相場が上昇局面にあると判断したら、買い注文を入れる

プログラムの下準備

まずはプログラムを動かすための下準備です。
今回はコインチェックで動かします。
やることはいつもの通り、口座開設APIキーの発行必要ライブラリのインストールの3つです。
これらがまだの人は下の記事の手順に従って2種類の API キーを発行しておいてください。

5F(ファイブフォース)分析とは?

5F分析(Five forces analysis)とは、アメリカの経済学者であるマイケル・ポーターが提唱する業界分析手法のひとつで、 業界の構造を把握するためのフレームワーク です。
5つの力(要素)とは、「既存競争者同士の敵対関係」、「新規参入の脅威」、「代替品の脅威」、「売り手の交渉力」、「買い手の交渉力」を指しています。この5つの要素を一つ一つ把握し、 株価分析の一手法としての回帰分析 力関係が弱ければその業界の収益性は高く、強ければ収益性は低い ということになります。

5F分析を行うべき一番の理由は、 自社が属する、もしくはこれから参入を検討している業界の現在の状況を明らかにするため です。 業界を明確に定義し、力関係で収益を上げられる箇所はどこなのかを知ることで、自社が生き残っていくために必要なこと、対処法、そして場合によっては参入自体を控えるべきかどうかといったことも見えてきます。

一般的にマーケティングを行う際のプロセスは、事実関係を抽出し、戦略の方向付けをする「環境分析」。
戦略市場の明確化、ターゲット選定などを行う「戦略立案」。
そしてそれらの情報を元に、具体的な打ち手の立案を行う「施策立案」の大きく3つに分けられます。

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5F分析の重要性

企業が成長し生き残っていくためには、既存の事業を拡張させるか、新たな事業に参入するかの大きく二択になります。
この際、どちらを選択するにしても、 自社に優位性があるかどうかは、競合要因となる外部環境を知らなくてはなりません。 5F分析はその外部環境を把握するのにもっとも適した手法のひとつです。

5F分析を行うことのメリットは、将来的に自社にどういった脅威が降りかかってくるのかを予測できるようになること です。将来的な脅威の予測ができれば、ただ漠然とした不安を抱えているのではなく、具体的な脅威に対する効果的な対策も立てやすくなります。

また逆に業界全体でどの程度の収益を上げられるのか、そしてそのなかで自社はどれだけの収益が得られるのかも見えてきます。これによって 自社の事業の見直し、もしくは参入するかどうかの判断ができるようになることも、5F分析のメリット といえるでしょう。

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5F分析を使うコツと注意点

5F分析は基本的にそれぞれ要素の評価は、ある特定の業界についてのみ調べて評価をするため、 客観的な評価が難しく主観的になりがち です。
例えば5つの要素のなかのひとつである「新規参入の脅威」。これは新規参入のハードルが低ければ低いほど、競争相手が増えることになり、収益性が下がるというものですが、そのハードルをどこに設定するかによって評価は大きく異なります。

仮に1年間で新規参入した企業の数で評価するとして、10社で多いと判断する人もいれば、20社でも少ないと判断する人もいる。つまり 分析をする人によって、結果が変わってきてしまう のです。そのため最終的には主観的な判断をするとしても、できる限り多くの客観的なデータを集めなくては、正確な判断ができなくなってしまう恐れがあります。

もうひとつの注意点は、 分析単位(=業界の定義)の設定によって分析結果が変わってしまう という点です。1年間のスパンで見るのか、半年のスパンで見るのか。IT業界の分析をする場合、情報機器やソフトウェアの販売をする企業だけを対象にするのか、サーバの構築、システム設計を行う企業も含めるのか。これらを明確にしないと、まったく見当違いな分析結果が出てしまうかもしれません。

客観的なデータの収集、分析単位設定の明確化。この2点は5F分析を行ううえで、十分に注意しなければならない点 だといえるでしょう。

大手ファミリーレストランの5F分析

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業界内の脅威

安さを第一に求める層に対して、サイゼリヤ、ガストが大きな脅威となり、取込みは簡単ではありません。しかしA社は 早い段階で深夜営業を制限したり禁煙・分煙店舗の導入、 メニュー改革による質向上 に取り組んでいました。そのため ファミリー層や女性客などから評価を得て、ほかのファミリーレストランよりも優位 に立っています。

売り手の脅威

A社は、ほかのファミリーレストランに比べ、食材へのこだわりが人一倍高く、厳選された素材を使ったメニューが中心となっています。そのため、 災害による食材の高騰・国際施策による影響を 受けやすい といった点に弱さがあります。

新規参入の脅威

買い手の脅威

買い手(顧客)の多くはA社に対し、料理やホスピタリティといった品質の高さを求めていて、ほかのファミリーレストランとの住み分けが生まれています。そのため買い手の脅威はそれほど強くはありません。 ただし 買い手の要求に応え続けていくには、常に高い品質を維持していくためのコストがかかる 点については、注意が必要です。

代替品の脅威

外食のほか、コンビニ、スーパー、デリバリーといった中食。レシピサイトやミールキットといった内食などがありますが、 株価分析の一手法としての回帰分析 現在、飲食市場全体が中食化しつつあることから「代替品の脅威」は ほかの4つの脅威のなかでももっとも大きな脅威 となっています。

5F分析の結果、大きな課題として挙げられるのは 「代替品の脅威」 の項目です。外食習慣が希薄になりつつある点も踏まえると、コンビニなどの手軽さ・クオリティは脅威に感じます。しかし、A社の強みは「クオリティ」にあるため、中食に対抗するためにデリバリーなどを導入するとクオリティに影響を与えかねません。
「手軽さ」をカバーすべきか、「質」で差別化を図るべきかで議論が必要になるでしょう。

5F分析は、 自社が属する業界、もしくはこれから参入の検討をしている業界での外的環境を把握し、収益を上げることができるのか、また上げるためには自社の何を強化すべきか といったことを知るうえで非常に重要な分析手法です。
さらに「環境分析」、「戦略立案」、「施策立案」といったマーケティングの流れのなかでも、「環境分析」というマーケティングの土台となる部分を担っているため、5F分析をしっかりできるかどうかは、その先の戦略立案、施策立案をよりよいものにするうえでも、欠かすことのできないものであるといえるでしょう。

原因分析のイメージ

集客と購買行動をどのように結びつけるかというロジックを考えていないのです。
このロジックが考えられていなければ、「店独特のこだわりや製法などのノウハウの記事」を載せて来店者数は増えますが、SNS上だけの対策しかしていないため、来店したとき、ディスプレイや店員の接客からは、「店独特のこだわりや製法」はどこにも感じられず、がっかりさせて、信頼を失う可能性があります。
集客と購買行動のロジックを考えて、SNSと連携した店のディスプレス、接客まで含めた対策を考えなければなりません。

原因分析は、本質的抜本的対策を行うために真因に迫る取り組みです。
原因分析に基づいた対策で、一時時には良かったけど、また元に戻ってしまった、長くは続かなかったという場合は、本質的抜本的対策ができていないと考えられます。
問題解決が将来にわたって効果を上げるものにするためには、原因分析をしっかりと行い本質的抜本的対策までに行わなければなりません。

問題を引き起こす原因は多岐にわたります。原因の原因というように階層的に深くつながっています。
原因を深掘りし続ければ、最後は、すべて人間が悪いというところにたどり着いてしまいます。
そもそも問題解決でたどり着きたいと真因は、多種多様な人がいる前提の中で、将来にわたって継続的に経済合理性がある対策ができるレベルの原因ということになります。
その原因のさらに深掘りした原因がありますが、それ以上深掘りすると前提とするものが崩れてしまいます。

D社は、医療用器具を開発・生産しているメーカーです。
1年前に発売した新製品に対する注文が急増し、売り上げを伸ばしています。
想定以上の注文で、製造ラインはフル稼働で生産していますが、注文過多にところに設備トラブル発生して、生産が間に合わず納期遅延を繰り返す問題が発生しています。
この事例の問題について、垂直の深掘り、水平の深掘りによって原因を洗い出し、事実によって裏付けて真因を特定する原因分析をどのように道具を使い、どのように行うのか考えてみましょう。

原因系統洗い出しツールと事例

原因分析をするとき、様々な原因が浮かんできて分析者を混乱させます。
また、分析者の経験が原因の洗い出し、整理にバイアスをかけて真因究明を阻害することもあります。
混乱やバイアスのかからない原因分析をするためには、単純化して考えていくこと重要です。

「生産遅れが頻発して納期遅延を繰り返す」問題を直接引き起こしている一次原因として「設備トラブルで遅延」「注文が多すぎる」「生産能力が足りない」が考えられます。
「設備トラブルで遅延」の一次原因を引き起こしている二次原因は、「突発故障が頻発する」、「歩留りが低い」です。
「突発故障が頻発する」の二次原因を引き起こしている三次原因は、「定期メンテナンスができていない」、「設備の構造に無理がある」です。
同様に、「注文が多すぎる」「生産能力が足りない」の一次原因の掘り下げを行います。
掘り下げは、なぜなぜを繰り返して、三次から五次レベルまで行いますが、体制や仕組み、構造などの原因まで掘り下げられたら、そこで止めます。 株価分析の一手法としての回帰分析
「定期メンテナンスができていない」、「設備の構造に無理がある」は、体制や仕組み、構造に関するものですから三次までで止めておきます。
洗い出した原因は、次の水平の掘り下げに使いますから原因は付箋紙に書き出していきます。

原因因果関係整理シートのツールと事例

例えば、「無計画な教育計画」は、「定期メンテナンスができていない」を直接引き起こす原因ではありませんが、無計画な教育計画によって定期メンテナンスの必要性の啓蒙教育や計画方法の教育が不十分であった場合、定期メンテナンスの実施を妨げる原因となります。
定期メンテナンスの不適切な管理状態に啓蒙不足や計画力の低さが加わることで、定期メンテナンスの実行性はさらに低下します。
このような場合、「無計画な教育計画」は、「定期メンテナンスができていない」に対して副次的影響関係があると言えます。

真ん中に問題の書かれた付箋紙を貼ります。
その周りに一次原因の書かれた付箋紙を配置し、問題に向かって矢印をひきます。
さらにその周りに二次原因を配置し矢印をひきます。
さらにその周りに三次原因を置き、矢印をひきます。
矢印の向きは、影響を与える側から影響を受ける側に向かってひきます。

すべての原因が貼られたら、原因一つひとつについて、その影響する相手と程度を考えていきます。
直接原因となっているもの意外に、自分が引き起こす原因となっている相手がないか考えていきます。
これが副次的影響関係を探る水平の掘り下げです。
副次的影響関係のある原因同士は矢印で結びます。

三次原因の「無計画な教育訓練」は、「定期メンテナンスができていない」「要求精度が高すぎる」を引き起こす原因と考えられます。
同様に、「設備の更新ができていない」は、「設備の構造に無理がある」「混流生産ができない」を引き起こす原因と考えられます。
さらに、「設備の構造に無理がある」は、「歩留まりが低い」を引き起こし、「混流生産ができない」は、「生産計画が平準化できない」を引き起こす原因となっています。

重要要因の選定の事例

すべての原因の因果関係が整理できたら、真因=重要要因を選定します。
重要要因は、多くの他の原因を引き起こしている根本的な原因で、自身から矢印が多く出ているものです。
「無計画な教育訓練」「設備が更新できていない」からは、それぞれ矢印が3つずつ出ていて、他の原因を引き起こしている影響の大きい重要要因です。

重要要因には、システムとして複数の原因から成るものもあります。
特定の業務システムや仕組み、制度に関連した原因が多く洗い出されている場合、そのシステムや仕組み自体に問題があり、ここの原因を解決しても問題を解決できない場合があります。
そこで、システムや仕組み全体をひとまとめにして重要要因とします。
生産システムでは、「生産計画が平準化できてない」「在庫見通しが外れる」「月末に注文が集中」「混流生産ができない」の4つの原因が洗い出されているので、この4つを一纏めに重要要因とします。

重要要因が選定されたら、本当にそれが重要要因であることを検証します。
検証は、重要要因である原因の有る状態と無い状態で、問題の出方に差があるか見ることによって、重要要因と問題の相関性を評価し、重要要因が問題を引き起こしているか確認します。
また、重要要因の発現の程度によって問題発生の程度が変わるかを見ることによって、重要要因の影響の強さを確認します。

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