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Hypothesentests: Mittelwerte, Anteile, Varianzen und Raten

Ist der neue Lieferant besser? Hat die neue Methode den Zyklus verkürzt? Hat das Poka-Yoke den Ausschuss gesenkt? Fügen Sie die Messwerte von A und B ein und sehen Sie, ob die Differenz real ist, ob sie in der Praxis zählt, ob die Stichprobe ausreichte und was sie pro Jahr wert ist. Sie müssen nicht wissen, welcher Test der richtige ist: Wählen Sie „A × B vergleichen“, und die Seite entscheidet nach der Datenart (Messwert, i. O./n. i. O. oder Anzahl). Sie brauchen nur die Messwerte jeder Seite; Menge und Kosten sind optional.

Werkzeug zur Vorauslegung und Abschätzung: Die Ergebnisse ersetzen weder Planung, Berechnung oder Gutachten einer fachkundigen Person noch die Prüfung nach den geltenden Normen.

PrüfungRevision 03.11.2026
Analyse
Was verglichen wird
Daten
Gelesene Daten anzeigen

Messwerte: ein Wert je Zelle. Anteil: Jede Zelle ist das Ergebnis eines Elements (i. O./n. i. O., 0/1). Rate: Jede Zelle ist die Anzahl der Vorkommnisse einer Beobachtung. Beim gepaarten Test ist jede Zeile dasselbe Teil.

Hypothese und Optionen
Umrechnung in Teile und Geld (optional)

Mit UGW/OGW schätzt die Seite über die Normalverteilung, wie viele Teile pro Jahr bei A und B außerhalb der Spezifikation liegen. Mit dem Wert von 1 Einheit (z. B. Stundensatz ÷ 3.600 für Sekunden) rechnet sie die Differenz der Mittelwerte in Geld pro Jahr um.

Wie die Daten erfasst wurden

Die Daten bleiben nur in diesem Browser und werden nicht gesendet. Deaktivieren, um sie zu löschen.

—A × B-Vergleich
—

Testergebnisse

Methode

Deskriptive Statistik

Schätzung

Test

So lesen Sie die Tabelle: Schätzung = die aus den Daten berechnete Differenz (oder der Wert); KI = Bereich, in dem der wahre Wert wahrscheinlich liegt; Teststatistik (t, Z, χ², F) = wie weit die Schätzung von H₀ entfernt ist, in Fehlereinheiten; p-Wert unter α = signifikante Differenz.

Differenz mit KI

Punkt = Schätzung; Balken = Konfidenzintervall; rote Linie = H₀; grüner Bereich = in der Praxis irrelevante Differenz.

So lesen Sie das Diagramm: Die Achse ist die Differenz B − A (oder die geschätzte Kenngröße). Schneidet der Intervallbalken die rote Linie (H₀) nicht, ist die Differenz real; liegt er vollständig im grünen Bereich, ist sie zu klein, um eine Rolle zu spielen. Ein Balken, der H₀ schneidet und den grünen Bereich verlässt = Es fehlen Daten für eine Entscheidung.

Tippen Sie auf das Diagramm, um die Werte zu sehen.

Einzelwerte, Boxplot und KI des Mittelwerts

Punkte = jede Messung; Box = mittlere 50 % und Median; Raute mit Balken = Schätzung und KI; gestrichelte Linien = H₀ oder Spezifikation.

So lesen Sie das Diagramm: Jede Spalte ist eine Stichprobe, die senkrechte Achse ist der Messwert. Vergleichen Sie die Höhe der Rauten (die Mittelwerte) und die Länge der Balken (die Unsicherheit): Kurze, getrennte Balken zeigen eine klare Differenz. Einzelne Punkte weit von der Box sind ungewöhnliche Werte, die den Test verzerren können.

Tippen Sie auf das Diagramm, um die Werte zu sehen.

Histogramm je Stichprobe

Verteilung der Werte jeder Stichprobe, mit dem jeweiligen Mittelwert.

So lesen Sie das Diagramm: Jeder Balken zählt, wie viele Werte in diesen Bereich fielen; die Farben trennen die Stichproben, und die senkrechten Linien markieren die Mittelwerte. Glockenähnliche Hügel ohne Doppelgipfel oder lange Ränder bestätigen, dass der t-Test geeignet ist; ist die Form stark schief, bevorzugen Sie den nichtparametrischen Test.

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Teststärkekurve

Wahrscheinlichkeit, jede wahre Differenz mit der aktuellen Stichprobe (durchgezogene Linie) und mit der Stichprobe zu erkennen, die bei der relevanten Differenz 80 % ergibt (gestrichelt).

So lesen Sie das Diagramm: Die waagerechte Achse ist die Größe der wahren Differenz, die senkrechte die Wahrscheinlichkeit, dass der Test sie bemerkt. Gut ist, wenn die durchgezogene Kurve bei der relevanten Differenz über 80 % liegt. Liegt sie darunter, beweist ein Ergebnis „kein Unterschied“ keine Gleichheit: Die Stichprobe ist zu klein, um diese Differenz zu sehen.

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Referenzverteilung und Fläche des p-Werts

Wie die Teststatistik verteilt ist, wenn H₀ zutrifft; die rote Fläche ist der p-Wert.

So lesen Sie das Diagramm: Die Kurve zeigt die Werte, die die Teststatistik üblicherweise annimmt, wenn es keine Differenz gibt. Die Linie markiert den Wert Ihrer Daten. Fällt er in die Mitte der Kurve, ist das Ergebnis häufig und kann Zufall sein; fällt er an den Rand, mit kleiner roter Fläche (kleiner als α), ist Zufall unwahrscheinlich.

Tippen Sie auf das Diagramm, um die Werte zu sehen.

Nächster Schritt

Übernehmen Sie die Ergebnisse dieser Seite in einen anderen Rechner, mit bereits ausgefüllten Feldern.

Der Berechnungsbericht fasst Eingaben, Ergebnisse, Gleichungen, Annahmen und Quellen dieser Seite zusammen, mit Feldern für Projekt, Bearbeiter und Revision. Der Gesamtbericht enthält zusätzlich die Diagramme und Interpretationen in Farbe. Wählen Sie im Druckdialog „Als PDF speichern“.

Methode, Annahmen und Quellen

Verwendete Gleichungen

t für 1 Stichprobe: t = (x̄ − μ₀)/(s/√N), FG = N − 1; gepaarter t-Test: dasselbe für die Differenzen d = B − A (oder 1 − 2); KI: Schätzung ± t(1 − α/2; FG)·SF
t für 2 Stichproben (Welch): SF = √(s₁²/N₁ + s₂²/N₂), FG = SF⁴/[(s₁²/N₁)²/(N₁ − 1) + (s₂²/N₂)²/(N₂ − 1)]; gleiche Varianzen: s_p = √{[(N₁ − 1)s₁² + (N₂ − 1)s₂²]/(N₁ + N₂ − 2)}, SF = s_p·√(1/N₁ + 1/N₂)
1 Anteil: exakt binomial (zweiseitiger p-Wert und KI nach Blaker; einseitig und KI je Stichprobe nach Clopper-Pearson) oder Z = (p̂ − p₀)/√[p₀(1 − p₀)/N]; 2 Anteile: Z = (p̂₁ − p̂₂)/√[p̂₁(1 − p̂₁)/N₁ + p̂₂(1 − p̂₂)/N₂] und exakter Test nach Fisher (hypergeometrisch)
1 Varianz: χ² = (N − 1)s²/σ₀², KI von σ über χ²; Bonett: KI von σ² = c·s²·exp(±c·z·se), c = N/(N − z), se = √{[γ̂ − (N − 3)/N]/(N − 1)}, γ̂ = Kurtosis mit getrimmtem Mittelwert (Anteil 1/[2√(N − 4)])
2 Varianzen: F = s₁²/s₂² (FG N₁ − 1 und N₂ − 1); Levene = ANOVA von |x − Median|; Bonett: gepoolte Kurtosis γ̂_P und KI von σ₁/σ₂ über die Wurzeln von [ln x − ln(c·ρ̂²)]² = z²·se²(x)
Poisson: λ̂ = Vorkommnisse/(N·Länge); exaktes KI χ²(α/2; 2s)/(2T) bis χ²(1 − α/2; 2s + 2)/(2T); 2 Stichproben: exakt bedingt (binomial auf die Summe) und Z = (λ̂₁ − λ̂₂)/√(λ̂₁/T₁ + λ̂₂/T₂)
Teststärke (t): 1 − T′(t_c; FG, δ) + T′(−t_c; FG, δ), nichtzentrale t-Verteilung mit δ = Δ/SF; Anteile und Raten: Normalapproximation; wiederholte Zwischenauswertungen: tatsächliches α nach Armitage et al. und α je Auswertung nach Pocock

Annahmen und Grenzen

  • Zufällige und unabhängige Stichproben (außer beim gepaarten Test, wo jedes Paar dasselbe Teil ist). Die t-Tests vertragen fehlende Normalverteilung bei 15 bis 20 oder mehr Werten je Stichprobe; bei weniger Werten und schiefen Daten bestätigen Sie mit einem nichtparametrischen Test.
  • Im A × B-Modus ist die Differenz immer B − A, der Test zweiseitig, und die Art des Ergebnisses bestimmt den Test: Messwert → t-Test nach Welch (oder gepaart), fehlerhaft/nicht → 2 Anteile (Fisher bei wenigen Ereignissen), Anzahl → 2 Poisson-Raten.
  • Der Bereich „ohne echte Differenz“ vergleicht das KI mit der angegebenen relevanten Differenz; die formale Äquivalenzprüfung (TOST) würde das KI von 1 − 2α verwenden. Teile und Geld pro Jahr setzen voraus, dass die gemessene Differenz in der Produktion bestehen bleibt.

Normen und technische Dokumente

  • Montgomery, D. C.; Runger, G. C. Applied Statistics and Probability for Engineers, 7th ed. Wiley, 2018, Kap. 9–10
  • Welch, B. L. The generalization of “Student’s” problem when several different population variances are involved. Biometrika 34:28–35, 1947
  • Clopper, C. J.; Pearson, E. S. The use of confidence or fiducial limits illustrated in the case of the binomial. Biometrika 26:404–413, 1934; Blaker, H. Confidence curves and improved exact confidence intervals for discrete distributions. Canadian Journal of Statistics 28:783–798, 2000
  • Bonett, D. G. Approximate confidence interval for standard deviation of nonnormal distributions. Computational Statistics & Data Analysis 50:775–782, 2006
  • Banga, S. J.; Fox, G. D. Bonett’s method (white paper, 2013) und Brown, M. B.; Forsythe, A. B. Robust tests for the equality of variances. JASA 69:364–367, 1974
  • Armitage, P.; McPherson, C. K.; Rowe, B. C. Repeated significance tests on accumulating data. JRSS A 132:235–244, 1969; Pocock, S. J. Group sequential methods in the design and analysis of clinical trials. Biometrika 64:191–199, 1977
  • Ortiz, R. J. F.; Toscano, E. M. M. Estatística usando Minitab, RTE-03-2010, Departamento de Estatística, UFMG, 2010 (Beispiele 5.2 bis 6.4, zur Prüfung verwendet)

Geltende Vorschriften

  • Beachten Sie die in Ihrem Land geltenden Vorschriften zu Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz, Druckgeräten, elektrischen Anlagen und Umweltschutz, die für diese Anlage gelten.

Häufige Fragen

Woher weiß ich, ob Lieferant (oder Methode) B besser ist als A?

Verwenden Sie den Modus „A × B vergleichen“: Fügen Sie die Messwerte von A und B ein und geben Sie an, was besser ist (größer oder kleiner). Die Seite wählt den Test, zeigt die Differenz B − A mit Konfidenzintervall und sagt, ob sie real ist, ob sie groß genug ist, um eine Rolle zu spielen, und ob die Stichprobe ausreichte. Im Beispiel der Zykluszeit ist die neue Methode rund 2,2 s schneller, und das ganze Intervall liegt jenseits von 1 s: Die Verbesserung ist also real und relevant.

Was bedeutet ein p-Wert kleiner als 0,05?

Dass eine Differenz der beobachteten Größe selten wäre (weniger als 5 % Wahrscheinlichkeit), wenn A und B gleich wären. Er sagt nicht, ob die Differenz groß ist: Bei sehr großen Stichproben werden winzige Differenzen signifikant. Deshalb zeigt die Seite auch das Konfidenzintervall und den Bereich der relevanten Differenz.

Wann verwendet man den gepaarten Test?

Wenn dasselbe Teil, dasselbe Los oder derselbe Bediener in beiden Bedingungen vorkommt, etwa dasselbe Teil, gemessen mit zwei Messmitteln, oder dasselbe Los vor und nach einer Behandlung. Der gepaarte Test beseitigt die Streuung zwischen den Teilen und erkennt oft Differenzen, die der Test für 2 Stichproben nicht sieht. Verschiedene Teile in A und B: Verwenden Sie den Test für 2 Stichproben.

Der Test ergab „kein Unterschied“. Kann ich schließen, dass A und B gleich sind?

Nur wenn das ganze Konfidenzintervall in den grünen Bereich der relevanten Differenz passt. Ist das Intervall breit, ist das Ergebnis nicht schlüssig: Die Stichprobe war zu klein. Die Teststärkekurve zeigt, mit welcher Wahrscheinlichkeit der Test die Differenz erkannt hätte und wie viele Stichproben für 80 % fehlen.

Welchen Test verwende ich für Ausschuss oder fehlerhafte Teile?

Um zwei Fehleranteile zu vergleichen (vorher × nachher, Schicht × Schicht), verwenden Sie 2 Anteile: Die Seite führt den Z-Test und den exakten Test nach Fisher durch, der auch bei wenigen Fehlern gilt. Für Fehlerzahlen je Teil, Ausfälle pro Monat oder Stillstände je Schicht verwenden Sie die Poisson-Raten.

Wozu dienen Bonett und Levene?

Um die Streuung (Stabilität) zweier Prozesse zu vergleichen, ohne normalverteilte Daten vorauszusetzen. F- und Chi-Quadrat-Test sind nur bei normalverteilten Daten exakt und versagen bei schweren Rändern deutlich. Ein Prozess B mit gleichem Mittelwert, aber kleinerer Standardabweichung ist ebenfalls eine Verbesserung: weniger Teile außerhalb der Spezifikation.

Warum darf ich die Erfassung nicht beenden, sobald das Ergebnis signifikant ist?

Weil jede Zwischenauswertung eine neue Gelegenheit für einen Fehlalarm ist. Bei 5 Zwischenauswertungen zu 5 % steigt die tatsächliche Wahrscheinlichkeit, eine nicht vorhandene Differenz zu „finden“, auf fast 14 %. Legen Sie den Stichprobenumfang vorher fest oder geben Sie an, wie oft Sie nachgesehen haben: Die Seite zeigt das tatsächliche α und die korrigierte p-Schwelle für jede Zwischenauswertung.