问卷研究

PROCESS模型分析

案例数据

PROCESS 不是某一个具体方法,而是 Andrew F. Hayes 提出的统一 SPSS / SAS / R 宏框架,覆盖 76 个常用模型(Model 1~76) —— 把简单调节、简单中介、链式中介、调节中介、有调节的中介等所有常见路径模型用一套 Bootstrap 流程串起来。本页是 PROCESS 的框架指南 + 模型选择手册,配套两份数据可演示绝大多数典型模型:mediator.xlsx(X/M/Y 三变量,用于 Model 4 简单中介)和 moderator.xlsx(X/W/Y 三变量,用于 Model 1 简单调节)。

框架名PROCESS macro v4.x(Hayes, 2022)
模型总数76 个(Model 1~76)
核心特性统一接口 + Bootstrap 置信区间 + 自动构造交互项 + 简单斜率 + 条件间接效应
SPSSzero 入口工作台 → 通用方法 → PROCESS 模型 → 输入 model number → 拖入对应变量
底层引擎pyprocessmacro(Python 端复刻 Hayes 原版宏的输出格式)

完整案例

1. 背景

Andrew F. Hayes 在《Introduction to Mediation, Moderation, and Conditional Process Analysis》一书中提出了 PROCESS 宏,把中介(mediation)、调节(moderation)和条件过程(conditional process)这三类长期分散在各种回归技术中的方法统一为一个参数化的框架:用户只需要选定 Model 编号(决定路径图),再把变量映射到 X / Y / M / W / Z 角色上,宏会自动构造交互项、做中心化、跑 Bootstrap、输出条件间接效应和简单斜率。

SPSSzero 工作台的 "PROCESS 模型" 分析项就是对该框架的封装。本页不像其他帮助页那样聚焦单一案例,而是先讲清楚 PROCESS 的统一逻辑,再用一张速查表把最常用的 12 个模型一次性列清楚,最后给出一棵模型选择决策树,帮你快速找到符合假设的 model number。

2. 理论与公式

不论编号是 1 还是 76,所有 PROCESS 模型都基于同一套构件:路径系数(a、b、c、c')、交互项(XW、MW 等)、Bootstrap 置信区间。它们的差异仅在于组合方式不同。

中介核心

间接效应 = a × b;直接效应 = c';总效应 = c。Bootstrap CI 不含 0 即显著。

调节核心

X 对 Y 的简单斜率取决于 W 的取值,W 的高/低水平给出条件效应。

条件间接效应

当 a 路径被 W 调节时(如 Model 7),间接效应随 W 水平变化,是"有调节的中介"的判别核心。

调节中介指数

Hayes 提出的统一判别指标。Bootstrap CI 不含 0 即支持 moderated mediation。

三个关键事实:①PROCESS 全部基于 OLS 回归 + Bootstrap,不需要拟合 SEM;②连续型 X 和 W 会被自动中心化以降低交互共线性;③Bootstrap 默认 5000 次,CI 默认 95%。

3. 数据结构

不同 Model 对变量数量和角色的要求不同,常见的"变量槽位"如下:

角色符号含义出现于
X自变量(因,独立变量)所有模型必填
Y因变量(果,被解释变量)所有模型必填
M / M1 / M2 …中介变量(传导通道)Model 4~6、Model 7~92 凡含中介的
W第一调节变量Model 1、Model 7、Model 8、Model 14、Model 21 …
Z / V第二调节变量Model 2、Model 3、Model 18、Model 21、Model 58 …
控制变量在所有方程中作为协变量所有模型可选

SPSSzero 的"PROCESS 模型"面板会根据 model number 动态高亮所需槽位 —— 选 Model 4 时只显示 X / M / Y;选 Model 7 时增加 W 槽位;选 Model 21 时同时显示 W 和 Z 槽位。

4. 操作步骤

  1. 登录 SPSSzero,进入 工作台 → 上传 mediator.xlsx(或你自己的数据)
  2. 左侧方法栏 → 通用方法 → 点击 PROCESS 模型
  3. Model 编号 框输入想跑的模型号(参见下方"§5 模型族速查表"和"§6 模型选择决策树")
  4. 把变量按角色拖入对应槽位(X / Y / M / W / Z / 控制变量)—— 不需要的槽位留空即可
  5. (可选)勾选 变量中心化标准化;设置 Bootstrap 次数(默认 5000,建议不少于 5000);选择 百分位 / 偏差校正 Bootstrap;选择调节水平 均值 ± 1SD分位数
  6. 点击 开始分析,等待结果输出(含路径系数表 + Bootstrap CI + 简单斜率 + 条件间接效应表)

如果你的假设只涉及"简单调节"、"简单中介"或"调节中介"这三种最常见情况,工作台已经单独提供专门方法("调节作用"、"中介作用"、"调节中介"),界面更友好。只有当你需要 Model 5、6、8、14、18、21、58 等非默认模型时,才必须走 PROCESS 模型这条通用入口。

5. 模型族速查表(核心)

下表覆盖科研论文中出现频率最高的 12 个模型,占实际 PROCESS 引用的 90%以上。请先在表中找到与你的假设结构相符的行,再在 SPSSzero 中填写对应的 model number。

表1 PROCESS 高频模型速查(12 个常用模型)
Model类型变量需求典型用途 / 假设语言在 SPSSzero 中可走
1简单调节X, Y, WX→Y 的影响受 W 调节("W 缓冲/增强 X 对 Y 的作用")直接用 "调节作用" 方法
2双调节器(加性)X, Y, W, ZX→Y 同时受 W 和 Z 两个独立调节器影响(不交叉)PROCESS 模型 → 2
3三向调节X, Y, W, ZX×W×Z 三向交互(W 与 Z 之间也有交互)PROCESS 模型 → 3
4简单中介X, Y, MX→M→Y 单中介机制(最经典的 Baron-Kenny 三步)直接用 "中介作用" 方法
5多重平行中介X, Y, M1, M2, …X 同时通过若干并列中介到 Y(中介之间无因果顺序)PROCESS 模型 → 5
6链式(序列)中介X, Y, M1, M2X→M1→M2→Y 中介有先后顺序(链条式机制)PROCESS 模型 → 6
7一阶 a 调节(前段被调节的中介)X, Y, M, WW 调节 X→M 路径(中介机制的"启动"被调节)直接用 "调节中介" 方法
8a 与 c' 同时被同一 W 调节X, Y, M, WW 既调节 X→M(前段),也调节 X→Y 直接路径PROCESS 模型 → 8
14二阶 b 调节(后段被调节的中介)X, Y, M, WW 调节 M→Y 路径(中介机制的"落地"被调节)PROCESS 模型 → 14
15b 与 c' 同时被同一 W 调节X, Y, M, WW 既调节 M→Y 后段,也调节 X→Y 直接路径PROCESS 模型 → 15
21前后段双调节中介X, Y, M, W同一个 W 同时调节 a 路径与 b 路径("全程被调节"的中介)PROCESS 模型 → 21
58a 与 b 由不同调节器分别调节X, Y, M, W, ZW 调节 a 路径,Z 调节 b 路径(前后两段各有"开关")PROCESS 模型 → 58
本表只列高频 12 个。Hayes 原版共 92 个编号但实际定义 76 个(部分编号保留未启用);完整 1~76 的索引见下表 §5.b。
表2 PROCESS Model 1~76 分类索引
编号区间所属族共同特征代表模型
Model 1~3纯调节族(无 M)只有 X、Y 和 1~2 个调节器,不含中介1(单调节)、2(双调节加性)、3(三向交互)
Model 4~6纯中介族(无 W)只有中介路径,不含调节器4(单中介)、5(平行中介)、6(链式中介)
Model 7~15单调节中介族(1 个 W)1 个 W 调节中介模型中的某条或某几条路径7(a 调节)、8(a 与 c')、9(a 与 b 不同 W)、14(b 调节)、15(b 与 c')
Model 16~28复合单调节中介W 在更复杂位置调节中介路径17(c' 调节)、18(M→Y 三向)、19、21(a + b 同 W)、22 …
Model 29~57多重 / 链式中介 + 单调节在 Model 5 / 6 的基础上加 1 个调节器36(平行中介 + a 调节)、45(链式 + 后段调节)…
Model 58~76双调节器族(W + Z)两个不同的调节器同时存在58(W 调 a / Z 调 b)、59(W 调 a / Z 调 c')、60、74、75、76
实际编号 1~76 中部分编号(如 10~13)在 Hayes v4 版本被合并或废弃,启用编号约 60~76 个。SPSSzero 透传 model number 给 pyprocessmacro,无效编号会报错提示。

6. 模型选择决策树(推荐)

在动手填 model number 之前,建议按下面这棵决策树先做选型 —— 大部分论文需要的其实只是 4 / 7 / 14 / 21 / 58 这几个:

表3 PROCESS 模型选择决策树
问 1:你的假设里有"机制 / 通过…来影响…"的语言(中介)?问 2:你的假设里有"…的影响取决于…"的语言(调节)?推荐 Model备注
❌ 没有✅ 有,且只有 1 个调节器Model 1建议直接走 调节作用 方法
❌ 没有✅ 有 2 个调节器(独立加性)Model 2PROCESS 模型 → 2
❌ 没有✅ 有 2 个调节器(含三向交互)Model 3解释力强但样本量要求高
✅ 有 1 个中介❌ 没有Model 4建议直接走 中介作用 方法
✅ 有 ≥2 个并列中介❌ 没有Model 5中介之间不互为因果
✅ 有链式中介 M1→M2❌ 没有Model 6最多支持 4 个序列中介
✅ 有 1 个中介✅ 1 个 W 调节 X→M(前段)Model 7建议直接走 调节中介 方法
✅ 有 1 个中介✅ 1 个 W 调节 M→Y(后段)Model 14PROCESS 模型 → 14
✅ 有 1 个中介✅ 1 个 W 同时调节 a 与 c'Model 8"前段 + 直接路径"被调节
✅ 有 1 个中介✅ 1 个 W 同时调节 a 与 b(全程)Model 21最完整的"全程被调节的中介"
✅ 有 1 个中介✅ 2 个不同调节器分别调 a 和 bModel 58双调节器机制
不在表里?打开 Hayes 教材附录 A 的模型图,或在 SPSSzero ChatBI 里发问"我的假设是 X 对 Y 通过 M,W 调节 b,Z 调节 c',应选哪个 model?"。

7. 注意事项

  • Bootstrap 次数:默认 5000 次,发表论文建议至少 5000;做敏感性分析时可设 10000。次数过低(<1000)置信区间不稳定。
  • Bootstrap 类型:百分位法(percentile)是默认;偏差校正法(BC / bias-corrected)在小样本下功效更高,但偶有 Type I 错误膨胀。SPSSzero 两种均支持。
  • 中心化:连续型的 X 和 W 若不中心化,交互项 XW 会与主效应高度共线(VIF>10)。SPSSzero 在"变量预处理"中提供"中心化"和"标准化"两个选项。
  • 样本量:Model 1/4 在 N≥150 即可稳定;含 1 个调节器的中介模型(7/14/8/15)建议 N≥200;Model 21、58 等复杂模型建议 N≥300;Model 3 三向交互更建议 N≥500。
  • 分类变量:X 或 W 为分类变量时需先做 dummy 编码(SPSSzero 工作台会自动识别 Likert 与字符型类别)。
  • 调节水平:报告条件效应时默认用 均值 ± 1SD;若 W 严重偏态可改为 分位数(16/50/84)
  • 横截面警示:与中介分析一样,横截面问卷只能支持统计中介 / 统计调节,不能直接证明因果。讨论部分务必声明。

8. 剖析提醒

PROCESS 的强大之处在于"一套接口跑遍 76 种路径",但代价是需要使用者先把假设结构想清楚。常见的两个误区:①把"我想跑所有可能的模型再挑显著的"当作合理用法 —— 这是 p-hacking,会失控;②把 model number 当魔法 —— 选错号会直接改变变量解读(如 Model 7 与 Model 14 都用 X/Y/M/W 但调节的路径完全不同)。建议先在纸上画出路径图,再去速查表里匹配 model number,避免事后调整。