Statistische Versuchsplanung

„Erst planen, dann durchführen“, das gilt insbesondere auch für empirische Studien, bei denen man aus vielen Gründen nur einen einzigen Versuch hat. Möchten Sie eine statistische Versuchsplanung, kurz SVP (englisch: design of experiments, DoE) erstellen und benötigen Unterstützung?

Wir unterstützen Sie gerne individuell und bedarfsgerecht bei Ihrer statistischen Versuchsplanung. Unser Expertenteam von über 80 Statistikern ist versiert im Umgang mit der Planung von statistischen Versuchen aller Art.

Ihr Plus bei NOVUSTAT für die statistische Versuchsplanung

Als  Statistik-Service-Dienstleister unterstützen wir Sie bedarfsgerecht:

• Jahrelange Erfahrung: Bereits über 1000 Kunden durften wir bei ihrem Statistik-Projekt betreuen
• Expertise in allen gängigen Statistik-Programmen (R, SPSS, Stata, Rapidminer usw.)
• vollständige Unterstützung in allen Belangen der statistischen Versuchsplanung (Bestimmung minimaler Versuchsumfang, Konstruktion des Versuchs, Störgrössen eliminieren usw.)
• auch im weiteren Verlauf unterstützen wir Sie mit Fragebogenerstellung, Hypothesenbildung usw. sowie
• Interpretations-Unterstützung der Ergebnisse
• Darstellung der Ergebnisse (Erstellung von Grafiken)

Welche Aspekte sind für die DoE Design of Experiments relevant?

Natürlich lässt sich nicht alles vorausplanen. Sie wissen nicht vorab, welche Messwerte Sie erhalten oder ob Ihre Hypothesen sich bestätigen. Sie können aber sehr wohl die Stichprobengröße so planen, dass statistisch signifikante Ergebnisse überhaupt möglich werden oder mögliche „Threats to validity“ (Gültigkeitsgrenzen) vorhergesehen und vermieden werden. Wenn erst bei der Diskussion Ihrer Ergebnisse die Frage aufkommt, ob unterschiedliche Vorerfahrung von Experimentteilnehmern die beobachteten Unterschiede verursacht haben könnten, Sie aber im Fragebogen nicht nach diesen Erfahrungen gefragt haben, dann verliert ihre Studie an Aussagekraft. Darum sollten Sie alle Hindernisse für statistisch signifikante Ergebnisse oder für die Gültigkeit der Ergebnisse während der Planungsphase schon diskutieren.

Wo sich während der Versuchsplanung noch offene Fragen auftun, kann man Experten befragen, nach Erfahrungen anderer recherchieren oder eine kleine Vorstudie durchführen, z.B. Probeinterviews oder Probemessungen und dann schon vorab diese kleine Statistik auswerten. In der industriellen Fertigung müssen aufwändige Pilotversuche durchgeführt werden, bevor ein Produkt oder ein Prozess serienmäßig eingesetzt wird. Zu den Vorversuchen zählen beispielsweise Prototypenversuche, Zuverlässigkeitstests, oder Vorserien. Dabei wird unter anderem die Lebensdauer eines Produktes ermittelt, der Einfluss von unterschiedlichen Bedingungen getestet, oder eine Optimierung des Prozesses durchgeführt.

Versuche kosten einem Unternehmen Geld, benötigen Zeit und Ressourcen. Statistische Methoden zur Versuchsplanung helfen, den notwendigen Aufwand hierfür so gering wie möglich zu halten um einen möglichst großen Erkenntnisfortschritt zu erlangen. 

Typische statistische Versuchsplanung und deren Bestandteile

Folgende Aktivitäten und Ergebnisse gehören zur statistischen Versuchsplanung (englisch: DoE Design of Experiments):

Planung/Vorbereitung

• Auswahl der Variablen und Messmethoden: Welche Variablen eignen sich am besten dazu, die Forschungsfrage zu beantworten? Innerhalb welches Versuchsraums sollen diese Variablen liegen? Mit welchen Messmethoden erhebt man diese Variablen am verlässlichsten?
• Berechnen der minimalen Stichprobenzahl: Wie viele Personen muss man befragen, wie viele Projekte auswerten, wie viele Datenpunkte messen oder wie viele Datensätze sammeln, um statistisch signifikante Antworten auf die Forschungsfrage zu erhalten?
• Stichprobenerhebung und Gruppenzuordnung: Mit welchem Verfahren werden am besten Stichproben erhoben, so dass sie repräsentativ sind? Wie werden die Teilnehmer Gruppen zugeordnet, so dass diese möglichst ähnlich sind?

Durchführung

• Diskussion der verschiedenen Aspekte der Gültigkeit / Validität der Ergebnisse, insbesondere Inhaltsvalidität, Kriteriumsvalidität, Konstruktvalidität und Verallgemeinerbarkeit. Wie können diese vorab durch das Versuchsdesign vermieden oder möglicherweise kritische Faktoren geprüft werden?
• Umgang mit Störeffekten: Kann ein störender Effekt vorab eliminiert werden? Muss er stattdessen konstant gehalten werden oder durch Blockbildung oder Randomisierung neutralisiert?
• Planung der Durchführung: Das Ergebnis der Versuchsplanung ist ein genauer Projektplan, der genau beschreibt, welche Aktivitäten mit welchen Methoden und durch welche Person durchgeführt werden, welches Ergebnis erzeugt, wie viel Aufwand dafür veranschlagt wird und zu welchem Termin fertiggestellt werden soll. Auch Störeffekte, die durch eine suboptimale Versuchsdurchführung entstehen können, lassen sich vorab durch eine gute Planung vermeiden und sind daher für die statistische Versuchsplanung hochrelevant. Dazu gehört beispielsweise, dass eine Codierung unabhängig durch zwei Forscher durchgeführt wird. Manchmal ist das Ergebnis der sorgfältigen Versuchsplanung, dass mehr Personen, Durchläufe oder Messgeräte nötig werden als gedacht. Wir unterstützen Sie, diese rechtzeitig zu beantragen und beschaffen.

Datenauswertung

• Planung der Datenauswertung: Noch bevor die ersten Daten erhoben werden, muss festgelegt sein, mit welchem Werkzeug die Auswertungen durchgeführt werden. Eventuell kann ein Probelauf frühzeitig Planungsfehler offenbaren.

Statistische Versuchsplanung und Novustats Leistungen

Wir von Novustat erstellen gerne eine komplette Versuchsplanung für Ihr Vorhaben, prüfen Ihren bereits vorliegenden Versuchsplan oder diskutieren mit Ihnen gemeinsam die passende Planung für Ihr Projekt. Vier Augen sehen mehr als zwei!
Beauftragen Sie also Novustat möglichst frühzeitig in Ihrem Projekt, noch bevor Sie die ersten Daten erheben. Wir begleiten gerne den gesamten Arbeitsprozess mit, aber es kann auch Sinn machen, sich nur für die Versuchsplanung den Rat von Experten einzuholen und dann weiterzusehen, bei welchen Schritten eine weitere Unterstützung nützlich wäre.

Wir unterstützen Sie gerne bei Ihrer statistischen Versuchsplanung oder DoE Design of Experiments, unsere Statistiker helfen Ihnen gerne weiter. Unser Team von über 80 professionellen Statistikern unterstützt Sie gerne individuell und qualitätsgeprüft bei Ihrer statistischen Versuchsplanung. Nutzen Sie einfach unser Kontaktformular für eine kostenlose Beratung & ein unverbindliches Angebot – oder rufen Sie uns an.

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