Capsule 4 - Comparer plusieurs modèles

MQT-2101 - Analyse et modélisation des données

Pourquoi ça compte

Le modèle le plus souple prédit-il mieux les mois suivants?

Une courbe peut réduire les résidus d’apprentissage sans mieux prédire. Les mêmes mois de validation doivent servir à comparer tous les candidats.

Objectifs de la capsule

  • Séparer apprentissage et validation.
  • Calculer et interpréter la RMSE.
  • Croiser erreurs, résidus et simplicité.

Apprendre, comparer, confirmer

Apprendre

ajuster les coefficients sur janvier à septembre

Comparer

prédire octobre à décembre sans réajuster

Confirmer

prévoir de nouvelles données pour évaluer le choix final

Les mois utilisés pour choisir le modèle deviennent un ensemble de validation; ils ne constituent plus un test final indépendant.

Lire la RMSE

\[\mathrm{RMSE}=\bigl[n^{-1}\sum_{i=1}^{n}(y_i-\widehat{y}_i)^2\bigr]^{1/2}\]

  • Racine de la moyenne des erreurs au carré.
  • Même unité que la réponse : dollars ici.
  • Les grandes erreurs pèsent davantage.

Un calcul à la main

Erreurs : −2, 1 et 2. Moyenne des carrés : (4 + 1 + 4) / 3 = 3. RMSE = √3 ≈ 1,73.

La moyenne signée vaut 0,33 : ce n’est pas la RMSE.

Calculer sur les mêmes mois

rmse <- function(observe, predit) {
  sqrt(mean((observe - predit)^2))
}
prediction_quad <- predict(modele_quad, newdata = validation)
rmse(validation$ventes, prediction_quad)
[1] 7237.256

Aucun coefficient n’est réajusté sur les mois de validation.

Comparer les résultats

Les RMSE sont exprimées en dollars.

Modèle R² apprentissage RMSE apprentissage RMSE validation
Linéaire 0,783 8 707 10 155
Quadratique 0,825 7 817 7 237
Logarithmique 0,819 7 940 8 409

Le plus grand R² ne suffit pas

  • R² résume l’ajustement sur l’apprentissage.
  • Ajouter x² ne peut pas réduire le R² sur les mêmes lignes.
  • Le R² ajusté pénalise les paramètres supplémentaires.
  • Aucun des deux ne remplace l’erreur de validation.

Examiner les résidus

Un choix provisoire

La quadratique a la plus faible RMSE de validation : 7 237 $, contre 10 155 $ pour la droite.

18 observations seulement, regroupées dans six succursales. Deux achalandages de validation dépassent le maximum d’apprentissage. Le classement peut varier sur une autre période.

À retenir

Même base

comparaison équitable

Validation

observations non utilisées pour ajuster

Prudence

un classement provisoire

Production autonome 4.4

Construisez un tableau avec le R² d’apprentissage et les RMSE d’apprentissage et de validation des trois modèles. Proposez un choix provisoire et deux limites.

Auto-vérification

  • Le R² porte sur l’apprentissage.
  • La RMSE de validation utilise octobre à décembre.
  • Je ne présente pas ce choix comme une performance finale indépendante.