Angepasste Verteilungen vergleichen

Prüfen Sie Verteilungskandidaten und Transformationen, ohne aus einem Anpassungstest ein bestes Modell abzuleiten.

Anleitungen · Grundlagen der Statistik · 4 Min. Lesezeit

App-Befehle, Arbeitsblattkennungen und Werte der Beispieldaten bleiben im Original erhalten. Screenshots, Diagramme und Dateien zum Herunterladen liegen im englischen Original vor. Die Zahlen in dieser Anleitung verwenden die englische Schreibweise mit Dezimalpunkt und Tausenderkomma.

Beispiel: Bearbeitungszeiten von Prüfaufträgen am Prüfstand

120 abgeschlossene Prüfaufträge; eine positive Dauer pro Auftrag.

Beispieldaten herunterladen (CSV, englisches Original)

Dasselbe Beispiel finden Sie unter Help. Importieren Sie die CSV-Datei, um den Schritten zu folgen, oder verwenden Sie Open example in a practice copy in Help, um die Eingaben vorab ausfüllen zu lassen.

1. Arbeitsumgebung erstellen

Öffnen Sie Basic Statistics in der Seitenleiste und wählen Sie Distribution Fit Analysis. Erstellen Sie eine Analyse, geben Sie ihr einen Namen, wählen Sie New blank worksheet und anschließend Create analysis.

2. Beispieldaten importieren

Laden Sie die CSV-Datei oben herunter und importieren Sie sie in das Arbeitsblatt. Wählen Sie Comma als Trennzeichen, Dot als Dezimaltrennzeichen und First row contains column names.

3. Messwerte zuordnen

Wählen Sie unter Inputs für Data layout die Option One measurement column. Ordnen Sie completion_time_min dem Feld Measurement column 1 zu. Wählen Sie Fixed size für Subgroups defined by und geben Sie 1 in Subgroup size ein.

4. Kandidaten und Transformationen wählen

Wählen Sie unter Distributions and transformations die Option Select all, sodass alle 16 of 16 Kandidaten ausgewählt sind. Behalten Sie ihre Reihenfolge bei.

Öffnen Sie Transformation options. Wählen Sie Optimal power für Box–Cox power und geben Sie 0.1 in Johnson selection cutoff ein. Lassen Sie Store Box–Cox transformed data und Store Johnson transformed data deaktiviert.

5. Diagramme und Ergebnistabellen einstellen

Öffnen Sie Plot options. Geben Sie 95 in Confidence level (%) ein, aktivieren Sie Show confidence bounds und wählen Sie Grouped panels für Probability plots. Öffnen Sie Results options, aktivieren Sie Descriptive statistics, Goodness-of-fit tests und Parameter estimates und lassen Sie Percentile tables deaktiviert.

Distribution Fit Analysis: Eingaben mit den Spaltenzuordnungen und Einstellungen des Beispiels
Englischer Screenshot der Eingaben mit den Beispielspalten und Einstellungen vor dem Analyselauf. Bild in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)

6. Analyse ausführen

Wählen Sie Run analysis und öffnen Sie anschließend Results.

7. Ergebnisse interpretieren

  1. Vergleich bestimmen

    Alle 120 positiven Bearbeitungszeiten sind enthalten, eine pro abgeschlossenem Auftrag. Der Mittelwert beträgt 19.597 Minuten. Sechzehn Verteilungen und Transformationen werden in der ausgewählten Reihenfolge verglichen; das Werkzeug wählt keine eindeutig wahre Verteilungsfamilie aus.

  2. Die ersten vier Diagramme vergleichen

    Die Teilgrafiken zeigen Normalverteilung, Normalverteilung nach Box–Cox-Transformation, Lognormalverteilung und Lognormalverteilung mit 3 Parametern. Jeder Punkt ist eine sortierte Dauer auf der angegebenen Skala der jeweiligen Teilgrafik. Achten Sie auf einen annähernd geradlinigen Verlauf und prüfen Sie die Verteilungsenden und Konfidenzgrenzen. Die übrigen 12 Teilgrafiken finden Sie unter More details.

    Englische Wahrscheinlichkeitsdiagramme 1–4
    Englische Wahrscheinlichkeitsdiagramme 1–4. Diagramm in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)
  3. Hinweise zur Anpassung ablesen

    Die Anpassung der Normalverteilung ergibt AD = 2.7369 und p < 0.005, was auf eine schlechte Anpassung der Normalverteilung hinweist. Die Lognormalverteilung ergibt p = 0.1514; auch die loglogistische Verteilung und die Extremwertverteilung für Maxima werden bei 0.05 nicht verworfen. Mehrere Modelle bleiben plausibel. Ein höherer p-Wert allein bestimmt nicht das beste Modell.

  4. Nicht verfügbare Ergebnisse und Skalen klar unterscheiden

    In den Zeilen der Lognormal-, Gamma- und loglogistischen Verteilung mit 3 Parametern sind die AD-p-Werte nicht verfügbar; nicht verfügbar bedeutet keinen bestandenen Test. Die Zeile der Weibull-Verteilung mit 3 Parametern gibt dagegen p≈0.0183 an, wobei die Validierung der Methode in den Randbereichen noch aussteht. Box–Cox- und Johnson-Anpassungen verwenden transformierte Einheiten, keine Minuten.

  5. Ein Modell für die beabsichtigte Entscheidung wählen

    Vergleichen Sie das Verhalten plausibler Modelle bei den relevanten Dauern, insbesondere am Verteilungsende der langen Dauern. Bewahren Sie die Methodenhinweise auf und prüfen Sie die Vorhersageleistung, bevor Sie angepasste Perzentile für eine Entscheidung über Bearbeitungszeiten verwenden.

Weitere Einzelheiten: die einzelnen Ergebnisabschnitte lesen

Vollständige Ergebnistabellen verwenden wie im Bereich Help sechs signifikante Stellen.

Anpassungstests

Candidate bezeichnet eine Verteilung oder eine Normalanpassung nach Transformation. AD misst die Abweichung auf der jeweiligen Wahrscheinlichkeitsskala; AD p-value kann eine Zahl, eine Ausgabegrenze oder Unavailable sein. Lesen Sie den Zellhinweis. Likelihood-ratio statistic und LRT p-value vergleichen dafür geeignete geschachtelte Familien; sie sind nicht der AD-Anpassungstest. Not applicable und Unavailable sind keine bestandenen Ergebnisse. Der AD-p-Wert der Weibull-Verteilung mit 3 Parametern ist numerisch, etwa 0.0183, bei noch ausstehender Validierung der Randbereiche; die Werte für die Lognormal-, Gamma- und loglogistische Verteilung mit 3 Parametern sind nicht verfügbar.

Anpassungstests · 16 Zeilen
KandidatADAD-p-WertLikelihood-Quotienten-StatistikLRT-p-Wert
Normal2.73688< 0.005Stephens-Approximation für den AD-Test auf Normalverteilung; untere Grenze der numerischen Ausgabe 0.005—Nicht zutreffend
Normal after Box–Cox0.5524790.151353Stephens-Approximation für den AD-Test auf Normalverteilung; untere Grenze der numerischen Ausgabe 0.005—Nicht zutreffend
Lognormal0.5524790.151353Stephens-Approximation für den AD-Test auf Normalverteilung; untere Grenze der numerischen Ausgabe 0.005—Nicht zutreffend
3-parameter lognormal0.564131Nicht verfügbarFür diese Familie mit drei Parametern ist keine AD-Wahrscheinlichkeit verfügbar.0.02221930.881505Chi-Quadrat, 1 Freiheitsgrad; angepasste maximale Likelihood-Werte
Exponential22.216< 0.003Stephens, Tabelle 4.12, Signifikanzformeln für die Exponentialverteilung, Korrektur 1+0.6/n; anwendungseigene Kontrollprüfungen beiderseits von 0.26, 0.51, 0.95 und 2.534—Nicht zutreffend
2-parameter exponential9.52934< 0.01Stephens, Tabelle 4.14, Korrektur 1+5.4/n-11/n²; lineare Tabelleninterpolation99.89661.60565e-23Chi-Quadrat, 1 Freiheitsgrad; adjustierte Likelihood der verschobenen Exponentialverteilung
Weibull2.14725< 0.01Stephens-Korrektur für Extremwerte 1+0.2/sqrt(n); lineare Tabelleninterpolation—Nicht zutreffend
3-parameter Weibull0.9522250.0183026Lockhart–Stephens, Tabelle 1, Fall 7; Interpolation über den Kehrwert des Formparameters und die Wahrscheinlichkeit; Validierung der Randbereiche in der Anwendung noch ausstehend14.4220.000146086Chi-Quadrat, 1 Freiheitsgrad; angepasste maximale Likelihood-Werte
Smallest extreme value6.55729< 0.01Stephens-Korrektur für Extremwerte 1+0.2/sqrt(n); lineare Tabelleninterpolation—Nicht zutreffend
Largest extreme value0.5811170.141662Stephens-Korrektur für Extremwerte 1+0.2/sqrt(n); lineare Tabelleninterpolation—Nicht zutreffend
Gamma0.9170410.0215001Stephens, Tabelle 4.21; erste Zeile unterhalb eines Formparameters von 1, lineare Interpolation über Formparameter und Wahrscheinlichkeit, asymptotische Zeile oberhalb eines Formparameters von 20; umfassendere Validierung der Randbereiche noch ausstehend—Nicht zutreffend
3-parameter gamma0.664386Nicht verfügbarFür diese Familie mit drei Parametern ist keine AD-Wahrscheinlichkeit verfügbar.2.037910.15342Chi-Quadrat, 1 Freiheitsgrad; berichtete modifizierte Gamma-Likelihood
Logistic2.04259< 0.005Stephens-Korrektur für die logistische Verteilung 1+0.25/n; lineare Tabelleninterpolation—Nicht zutreffend
Loglogistic0.5244430.141019Stephens-Korrektur für die logistische Verteilung 1+0.25/n; lineare Tabelleninterpolation—Nicht zutreffend
3-parameter loglogistic0.471833Nicht verfügbarFür diese Familie mit drei Parametern ist keine AD-Wahrscheinlichkeit verfügbar.0.2681540.604573Chi-Quadrat, 1 Freiheitsgrad; angepasste maximale Likelihood-Werte
Normal after Johnson0.3954350.366495Stephens-Approximation für den AD-Test auf Normalverteilung; untere Grenze der numerischen Ausgabe 0.005—Nicht zutreffend
  • Die Kandidaten werden in der vorgegebenen Reihenfolge angezeigt, ohne eine Verteilung als beste auszuwählen.
  • Likelihood-Quotienten-Tests vergleichen verschobene Familien mit ihren nicht verschobenen Varianten. Die verschobene Exponentialverteilung verwendet ihre adjustierten Schätzwerte; andere Familien verwenden ihre angepassten maximalen Likelihood-Werte.

Deskriptive Statistik

Observations beträgt 120, Missing cells beträgt 0 und Nonempty subgroups beträgt 120. Mean, Median, Min und Max beschreiben Dauern in Minuten; Standard deviation beschreibt ihre Streuung. Die Untergruppengröße 1 belässt die Messwerte als Einzelwerte.

Ursprüngliche Messwerte, ohne Mittelung innerhalb von Untergruppen zusammengefasst.

Deskriptive Statistik · 10 Zeilen
KennzahlWert
Beobachtungen120
Fehlende Zellen0
Nicht leere Untergruppen120
Mittelwert19.597
Standardabweichung7.72253
Minimum6.78
Median17.605
Maximum46.86
Schiefe0.99684
Exzess0.907451

Ergebnisse der Kandidaten

Status gibt an, ob ein Kandidat berechnet wurde oder nicht verfügbar war. Scale unterscheidet ursprüngliche und transformierte Ergebnisse. Explanation bewahrt Einschränkungen zu Validierung, Konvergenz und Methode. Alle 16 Ergebnisse sind enthalten; lassen Sie ein nicht verfügbares Ergebnis nicht stillschweigend weg.

Ergebnisse der Kandidaten · 16 Zeilen
KandidatStatusSkalaErläuterung
NormalBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
Normal after Box–CoxBerechnettransformiertAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
LognormalBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
3-parameter lognormalBerechnetOriginalDie Ergebnisse können von anderer Statistiksoftware abweichen, da sich die Schätzung des Schwellenwerts und die Konvergenzverfahren unterscheiden. Bei fehlender Konvergenz der Anpassung werden keine Schätzwerte angegeben.
ExponentialBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
2-parameter exponentialBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
WeibullBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
3-parameter WeibullBerechnetOriginalDie Ergebnisse können von anderer Statistiksoftware abweichen, da sich die Schätzung des Schwellenwerts und die Konvergenzverfahren unterscheiden. Bei fehlender Konvergenz der Anpassung werden keine Schätzwerte angegeben.
Smallest extreme valueBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
Largest extreme valueBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
GammaBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
3-parameter gammaBerechnetOriginalDie Ergebnisse können von anderer Statistiksoftware abweichen, da sich die Schätzung des Schwellenwerts und die Konvergenzverfahren unterscheiden. Bei fehlender Konvergenz der Anpassung werden keine Schätzwerte angegeben.
LogisticBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
LoglogisticBerechnetOriginalAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft
3-parameter loglogisticBerechnetOriginalDie Ergebnisse können von anderer Statistiksoftware abweichen, da sich die Schätzung des Schwellenwerts und die Konvergenzverfahren unterscheiden. Bei fehlender Konvergenz der Anpassung werden keine Schätzwerte angegeben.
Normal after JohnsonBerechnettransformiertAnhand des Validierungsdatensatzes geprüft

Parameterschätzungen

Die Parameter folgen der mathematischen Konvention des jeweiligen Kandidaten. Scale und Convention erklären ihre Interpretation; Lage- und Skalenparameter der Lognormalverteilung beziehen sich auf ln(X − threshold), obwohl das Modell die ursprünglichen Dauern beschreibt. Parameter einer Normalanpassung nach Transformation verwenden transformierte Einheiten. Bewahren Sie Einschränkungen zum Schwellenparameter und zur Kovarianz mit sämtlichen Schätzwerten auf.

Parameterschätzungen · 16 Zeilen
KandidatParameterSkalaKonvention
Normallocation = 19.597; scale = 7.72253OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Normal after Box–Coxlocation = 2.90216; scale = 0.385417transformiertFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Lognormallocation = 2.90216; scale = 0.385417OriginalLage und Skala beziehen sich auf ln(X − Schwellenwert).
3-parameter lognormallocation = 2.93063; scale = 0.372998; threshold = -0.489666OriginalLage und Skala beziehen sich auf ln(X − Schwellenwert).
Exponentialscale = 19.597OriginalInitialisierung durch Regression im Wahrscheinlichkeitsnetz durch den Ursprung und Newton-Schätzungen auf logarithmischer Skala, mit relativer Abbruchtoleranz 1e−4 und absoluter Schritttoleranz 1e−6; die exakte Likelihood-Schätzung auf Basis des Stichprobenmittelwerts wird separat beibehalten.
2-parameter exponentialscale = 12.9247; threshold = 6.67229OriginalInitialisierung durch Regression im Wahrscheinlichkeitsnetz, abwechselnde Newton-Aktualisierungen auf logarithmischer Skala und Schwellenwert = Minimum − Skala/n; das gemeinsame Abbruchkriterium für Parameter und Likelihood wurde anhand des Validierungsdatensatzes geprüft. Die Likelihood-Schätzung am Rand des Trägers wird separat beibehalten.
Weibullshape = 2.6814; scale = 22.0651OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
3-parameter Weibullshape = 1.79811; scale = 14.9711; threshold = 6.28336OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Smallest extreme valuelocation = 23.7574; scale = 9.20238OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Largest extreme valuelocation = 16.1294; scale = 5.91185OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Gammashape = 6.99122; scale = 2.80309OriginalGreenwood–Durand-Initialisierung, relatives Newton-Abbruchkriterium bei 1e−4 und linearisierte abschließende Skalenaktualisierung; exakte Likelihood-Schätzungen werden separat beibehalten.
3-parameter gammashape = 3.99933; scale = 3.82201; threshold = 4.31151OriginalEndliche bedingte Gamma-Schätzung, gefolgt von Schwellenwert = Minimum − Gamma-Quantil bei 1/(n+1); gemeinsame Konvergenz von Parametern und Likelihood. Form und Skala werden aus dem vorhergehenden Schwellenwertschritt beibehalten.
Logisticlocation = 18.7606; scale = 4.22543OriginalFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.
Loglogisticlocation = 2.89811; scale = 0.217969OriginalLage und Skala beziehen sich auf ln(X − Schwellenwert).
3-parameter loglogisticlocation = 2.7846; scale = 0.244789; threshold = 1.88031OriginalLage und Skala beziehen sich auf ln(X − Schwellenwert).
Normal after Johnsonlocation = 0.00290881; scale = 1.00489transformiertFür Skala und Form gelten die mathematischen Referenzkonventionen.

Transformationsdetails

Transformation, Family, Parameter und Forward formula dokumentieren die angepassten Transformationen. Box–Cox verwendet hier ln(X); Johnson verwendet die angegebene SU-Formel. Keine der beiden transformierten Spalten wird in diesem Beispiel gespeichert. Diese Formeln ändern die Analyseskala, nicht die aufgezeichneten Dauern.

Transformationsdetails · 2 Zeilen
TransformationFamilieTransformationsparameterVorwärtsformel
Normal after Box–CoxBox–Coxpower = 0; optimal_power = 0.0480987ln(X)
Normal after JohnsonSUgamma = -1.21067; eta = 1.31136; epsilon = 12.0096; lambda = 5.44783gamma + eta·asinh((X−epsilon)/lambda)
  • Parameter und Perzentile der Normalverteilung nach Transformation werden in transformierten Einheiten angegeben.

Wahrscheinlichkeitsdiagramme 5–8

Vergleichen Sie die nächsten vier Wahrscheinlichkeitsdiagramme der Kandidaten anhand der jeweiligen Skala jeder Teilgrafik. Krümmungen und Abweichungen an den Verteilungsenden zeigen, wo ein angepasstes Modell die Bearbeitungszeiten möglicherweise schlecht beschreibt; bewahren Sie sämtliche Einschränkungen der Teilgrafiken auf.

Englische Wahrscheinlichkeitsdiagramme 5–8
Diagramm in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)

Wahrscheinlichkeitsdiagramme 9–12

Diese Wahrscheinlichkeitsdiagramme erweitern den Vergleich um die nächsten vier konfigurierten Kandidaten. Lesen Sie ihre jeweiligen Skalen und die Verteilungsenden der langen Dauern, statt Modelle allein nach visueller Ähnlichkeit zu beurteilen.

Englische Wahrscheinlichkeitsdiagramme 9–12
Diagramm in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)

Wahrscheinlichkeitsdiagramme 13–16

Lesen Sie die übrigen Wahrscheinlichkeitsdiagramme der Kandidaten, einschließlich der Normalanpassungen nach Transformation, auf den angegebenen Skalen ab. Ein geradlinig erscheinendes Muster bestimmt kein eindeutig wahres Modell und beseitigt keine methodischen Einschränkungen.

Englische Wahrscheinlichkeitsdiagramme 13–16
Diagramm in voller Größe ansehen (öffnet sich in einem neuen Tab)

Einschränkung für die Weibull-Verteilung mit drei Parametern

Der gespeicherte AD-p-Wert der Weibull-Verteilung beträgt 0.018302630915132106. Als Methode ist Lockhart–Stephens, Tabelle 1, Fall 7, mit Interpolation über den Kehrwert des Formparameters und die Wahrscheinlichkeit dokumentiert; die Validierung der Randbereiche in der Anwendung steht noch aus. Bewahren Sie diese Einschränkung auf, wenn Sie Hinweise gegen diese Anpassung besprechen. Es handelt sich nicht um eine uneingeschränkt und vollständig validierte Wahrscheinlichkeit.

8. Bericht erstellen

Behalten Sie alle Goodness-of-fit tests, Candidate outcomes, Parameter estimates, Transformation details, Descriptive statistics und alle vier englischen Abbildungen mit gruppierten Wahrscheinlichkeitsdiagrammen im Bericht. Bewahren Sie die Ausgabegrenzen, nicht verfügbaren Wahrscheinlichkeiten und sämtliche methodischen Einschränkungen auf, einschließlich der bedingten Intervalle für die verschobene Exponentialverteilung.

Wählen Sie Add to report im abgeschlossenen Analyselauf. Öffnen Sie Choose individual items and advanced options zur Auswahl von Tabellen und Diagrammen und wählen Sie anschließend Add to draft. Ausgeblendete Elemente bleiben in der gespeicherten Analyse erhalten.

Geben Sie dem Bericht einen Namen und ergänzen Sie den Zweck der Untersuchung sowie Ihre Interpretation. Wählen Sie Save, prüfen Sie Preview und verwenden Sie anschließend Export → Download HTML. Das folgende Beispiel enthält den gesamten ausgewählten Inhalt, auch Ergebnisse, die über eine Bildschirmansicht hinausgehen.

Dieser Bericht wurde in der App erstellt und liegt im englischen Original vor. Vollständige Originalausgabe der App für dieses Help-Beispiel mit den zugehörigen Tabellen, Diagrammen und Hinweisen zum Analyselauf. Die Zahlen im Bericht behalten die in der App angezeigte numerische Präzision bei. Exportierte Diagramme sind statisch. Auf schmalen Bildschirmen können Sie breite Diagramme und Tabellen horizontal scrollen.
Beispielbericht ansehen: Die Streuung der Bearbeitungszeiten am Prüfstand modellieren

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