Verfügbare Analysen für nicht normalverteilte Daten

Die Auswahl einer geeigneten Methode ist ein wesentlicher erster Schritt bei der Durchführung einer Fähigkeitsanalyse. Wenn die Methode nicht gut an die Daten angepasst ist, sind die Prozessfähigkeitsschätzungen ungenau. Wenn Sie nicht normalverteilte Daten haben, gibt es mehrere Möglichkeiten, eine Prozessfähigkeitsanalyse durchzuführen:
Um eine Methode auszuwählen, berücksichtigen Sie in der Regel mindestens die folgenden Kriterien:
Nutzen Sie technisches Fachwissen oder historische Daten des Prozesses.
Meist empfiehlt es sich, auf technisches Fachwissen und historische Daten des Prozesses zurückzugreifen, um eine methode zu bestimmen, die an die Prozessdaten angepasst ist. Weisen die Daten z. B. eine symmetrische Verteilung auf? Welche Methode hat sich in der Vergangenheit für ähnliche Situationen bewährt?
Verwenden Sie Bewertungen zur Güte der Anpassung.
Der Anderson-Darling-Test bewertet, ob eine bestimmte Verteilung zu Daten aus einem Prozess passt. Wahrscheinlichkeitsnetze sind ein weiteres Werkzeug, mit dem bewertet werden kann, wie genau die Daten einer Verteilung folgen.
Bewerten Sie, wie sich verschiedene Methoden auf Ihre Schlussfolgerungen auswirken.
Wenn mehrere Methoden eine adäquate Anpassung an die Daten und ähnliche Schlussfolgerungen liefern, ist die Wahl weniger folgenreich. Umgekehrt, wenn Ihre Schlussfolgerungen von der Methode abhängen, möchten Sie möglicherweise die konservativste Schlussfolgerung melden oder weitere Informationen sammeln. Sie können z. B. die Verteilungsergebnisse von oder die Perzentile von verwenden, um zu sehen, wie Ihre Schlussfolgerungen von Automatisierte Prozessfähigkeitsanalyse Identifikation der Verteilung der Methode abhängen.
Wenn mehrere Methoden eine adäquate Passung und ähnliche Schlussfolgerungen liefern, können Sie auch zusätzliche Kriterien berücksichtigen:
  • Wenn Sie planen, im Laufe der Zeit wiederholte Prozessfähigkeitsanalysen für Ihren Prozess durchzuführen, versuchen Sie, eine Methode zu verwenden, die Ihren Prozess im Laufe der Zeit wahrscheinlich angemessen charakterisiert. Mit der gleichen Methode können Sie die Indizes aus den Wiederholungsanalysen einfach und direkt vergleichen.
  • Nicht normalverteilungs- und verteilungsfreie Modelle verwenden die tatsächlichen Dateneinheiten. Das Normalenmodell aus einer Transformation verwendet transformierte Einheiten.
  • Das normale Modell einer Transformation liefert Schätzungen sowohl der Gesamt- als auch der Prozessfähigkeit.

Verwenden Sie diese Option Automatisierte Prozessfähigkeitsanalyse , damit die Minitab Statistical Software dabei hilft, eine geeignete Methode zu ermitteln, die zu den Daten passt, und dabei die Nützlichkeit und Praktikabilität der Methode zu berücksichtigen. Bei der Analyse werden zuerst die Verteilungen und dann die Transformationen berücksichtigt. Wenn kein Modell zu den Daten passt, wird für die Analyse die verteilungsfreie Methode verwendet.

Um weitere Details zu den Daten anzuzeigen, verwenden Sie Identifikation der Verteilung. Die Analyse liefert Messungen für die Güte der Anpassung für verschiedene Methoden, um Ihre Entscheidung über die zu verwendende Methode zu unterstützen.

Verwenden Sie diese Option Automatisierte Prozessfähigkeitsanalyse , um eine Methode auszuwählen

Verwenden Sie diese Option Automatisierte Prozessfähigkeitsanalyse , um die Kompatibilität mehrerer Methoden mit den Daten zu bewerten und eine sinnvolle Auswahl zu treffen.

  1. Wählen Statistik > Qualitätswerkzeuge > Prozessfähigkeitsanalyse > Automatisierte
  2. Geben Sie an, ob Ihre Daten in einer einzelnen Spalte oder zeilenübergreifend angeordnet werden sollen.
  3. Geben Sie die Spezifikationsgrenzen für den Prozess ein.

Bei der Analyse werden Verteilungen und dann Transformationen berücksichtigt. Wenn keine parametrische Methode zu den Daten passt, wird für die Analyse die verteilungsfreie Methode verwendet. Die Ergebnisse enthalten einen Funktionsbericht für die erste Methode, der eine angemessene Anpassung bietet. Die Tabelle mit den Verteilungsergebnissen zeigt die Reihenfolge der Auswertung der Methoden, Informationen über die Anpassung der Methoden und Prozessfähigkeitsstatistiken. Sie können Ergebnisse für eine alternative Methode erzeugen, um die Methoden genauer zu untersuchen.

Beispiel für die Verwendung Automatisierte Prozessfähigkeitsanalyse zum Auswählen einer Methode

Ein Ingenieur sammelt Daten über das Ausmaß des Verzugs in keramischen Fliesen. Da die Datenverteilung unbekannt ist, führt sie anhand der Daten eine sinnvolle Methode für eine Identifikation der Verteilung Prozessfähigkeitsanalyse durch.

Die Tabelle der Verteilungsergebnisse zeigt die Reihenfolge der Auswertung der Methoden. In der ersten Zeile lautet die Schlussfolgerung für den Anderson-Darling-Test, dass die Daten keiner Normalverteilung auf dem Signifikanzniveau von 0,05 folgen, da der p-Wert kleiner als 0,05 ist. In der zweiten Zeile lautet die Schlussfolgerung für den Anderson-Darling-Test, dass die Weibull-Verteilung angemessen an die Daten angepasst ist, da der p-Wert größer als 0,05 ist. Die Prozessfähigkeitsergebnisse beziehen sich auf die Weibull-Verteilung, da die Weibull-Verteilung die erste Methode in der Liste ist, die eine vernünftige Anpassung bietet.

Anhand von Prozesskenntnissen prüfen die Ingenieure, ob die Weibull-Verteilung eine sinnvolle Methode ist. Beispielsweise hat die Weibull-Verteilung einen Rand bei 0. In den Daten ist 0 eine Grenze, die eine nicht verzerrte Kachel darstellt.

Die Analyse umfasst eine Prozessfähigkeitsanalyse, bei der die Weibull-Verteilung verwendet wird.

Ergebnisse der automatisierten Funktionsverteilung: Wölbung

VerteilungLageSkalaSchwellenwertFormPPpk
Normal2,92311,7860    0,01004210,5743
Weibull*  3,2781  1,6937>0,250,5133
Lognormal0,84430,7444    <0,0050,4242
Kleinster Extremwert3,86411,9924    <0,010,5362
Größter Extremwert2,09581,4196    0,2128350,5130
Gamma  1,2477  2,34280,2383370,4851
Logistisch2,79591,0162    0,01273470,5799
Loglogistisch0,90970,4217    <0,0050,4090
Exponential  2,9231    <0,00250,3780
Weibull mit 3 Parametern  2,99690,20991,50490,4670970,4980
Lognormal mit 3 Parametern1,37880,4184-1,4002    0,4961
Gamma mit 3 Parametern  1,2314-0,01972,3898  0,4864
Loglogistisch mit 3 Parametern1,30430,2700-1,0940    0,4656
Exponential mit 2 Parametern  2,66790,2552  <0,010,3982
Box-Cox-Transformation1,62370,5380    0,5743370,5116
Johnson-Transformation0,01120,9949    0,7988950,4959
Nichtparametrisch          0,6187
VerteilungCpk
Normal0,5838
Weibull* 
Lognormal 
Kleinster Extremwert 
Größter Extremwert 
Gamma 
Logistisch 
Loglogistisch 
Exponential 
Weibull mit 3 Parametern 
Lognormal mit 3 Parametern 
Gamma mit 3 Parametern 
Loglogistisch mit 3 Parametern 
Exponential mit 2 Parametern 
Box-Cox-Transformation0,5214
Johnson-Transformation 
Nichtparametrisch 
*zeigt die ausgewählte Verteilung an
Die Prozessfähigkeitsstatistik ist Cnpk für die verteilungsfreie Methode.

Bestimmen einer geeigneten Verteilung oder Transformation mit Identifikation der Verteilung.

Verwenden Sie vor dem Durchführen einer Prozessfähigkeitsanalyse das Verfahren Identifikation der Verteilung, um zu bestimmen, welche Verteilung oder Transformation für die vorliegenden Daten am besten geeignet ist. Wenn keine Verteilung oder Transformation mit Ihren Daten kompatibel ist, sollten Sie Prozessfähigkeitsanalyse (nichtparametrisch).

  1. Wählen Statistik > Qualitätswerkzeuge > Identifikation der Verteilung
  2. Wählen Sie aus, ob die Daten in einer einzelnen Spalte oder in Zeilen angeordnet sind.
  3. Wählen Sie oder Angeben und wählen Sie Alle Verteilungen und Transformationen verwenden bis zu 4 Verteilungen und Transformationen aus, die getestet werden sollen.
Wenn eine Nicht-Normalverteilung die beste Anpassung bietet, untersuchen Sie den Prozess mit einem der folgenden Prozessfähigkeitsmodelle für nicht normalverteilte Daten:
  • Prozessfähigkeitsanalyse (nicht normal)
  • Prozessfähigkeitsanalyse (nicht normal) für mehrere Variablen
  • Capability Sixpack (nicht normal)
Geben Sie beim Einrichten der Analyse die Nicht-Normalverteilung mit der besten Anpassung an Ihre Daten an.
Wenn eine Transformation für die Daten am effektivsten ist, untersuchen Sie den Prozess mit einem der folgenden Prozessfähigkeitsmodelle für normalverteilte Daten:
  • Prozessfähigkeitsanalyse für Normalverteilung
  • Capability Sixpack (Normalverteilung)
  • Prozessfähigkeitsanalyse (Normalverteilung) für mehrere Variablen
  • Prozessfähigkeitsanalyse (zwischen/innerhalb)
Wenn Sie eine Prozessfähigkeitsanalyse für Normalverteilung einrichten, klicken Sie auf Transformieren und geben Sie an, ob die Johnson- oder die Box-Cox-Transformation verwendet werden soll, damit die Daten einer Normalverteilung folgen. Wenn Sie eine Prozessfähigkeitsanalyse zwischen/innerhalb einrichten, klicken Sie auf Box-Cox und verwenden Sie die Box-Cox-Transformation, damit die Daten einer Normalverteilung folgen

Beispiel für das Vergleichen der Anpassung von Verteilungen und Transformationen mit Identifikation der Verteilung

Ein Ingenieur sammelt Daten über das Ausmaß des Verzugs in keramischen Fliesen. Die Verteilung der Daten ist nicht bekannt, daher führt sie das Verfahren Identifikation der Verteilung für die Daten durch, um die Güte der Anpassung für die Exponentialverteilung und die Normalverteilung nach einer Johnson-Transformation zu vergleichen.

Exponentialverteilung

Dieses Wahrscheinlichkeitsnetz gibt an, dass die Exponentialverteilung keine gute Anpassung bietet; der p-Wert ist klein genug, um die Nullhypothese zurückzuweisen, dass die Daten einer Exponentialverteilung folgen.

Normalverteilung mit Johnson-Transformation

Nach dem Anwenden einer Johnson-Transformation orientieren sich die Daten stärker an einer Normalverteilung, da der p-Wert groß ist und beinahe alle Datenpunkte innerhalb der Konfidenzgrenzen des Wahrscheinlichkeitsnetzes für Normalverteilung liegen.

Eine dieser beiden Verteilungen (die Normalverteilung mit einer Johnson-Transformation) bietet eine bessere Anpassung an die Daten. Damit ist die geeignete Analyse eine Prozessfähigkeitsanalyse (Normalverteilung) mit einer Johnson-Transformation.