Die Statistische Versuchsplanung als Teil von SIX SIGMA
Wir leben in einer Welt voller Informationen und Daten. Wir beobachten, schätzen ein, werten aus – sowohl im Privat- als auch im Arbeitsleben. Doch wie können wir eine bloße Beobachtung von tatsächlichem Wissen unterscheiden? Was geschieht zufällig und was ist berechenbar? Vor allem in Unternehmen, die das Ziel der Qualitätsoptimierung mithilfe von SIX SIGMA verfolgen, spielt der Einfluss zahlreicher Faktoren eine Rolle. Was beeinflusst einen Prozess und seine Qualität maßgeblich? Was trägt nur minimal dazu bei – und was hat keine Auswirkungen? Die Statistische Versuchsplanung (auch: Design of Experiments) ist das Werkzeug, um mit einer minimalen Anzahl von Versuchen das Maximum an verlässlichen Ergebnissen zu erzielen.
Den Grundstein für die heutige Statistische Versuchsplanung, die in SIX SIGMA-Projekten regelmäßig zur Anwendung kommt, hat Ronald Aylmer Fisher in den 1920er-Jahren gelegt, wie Sie bereits im vorangegangenen Blogbeitrag erfahren haben. Obwohl Versuchsplanung sehr nach Chemie klingen mag, ist die Methode zur Verbesserung jedes Prozesses geeignet – ob in der Fertigung, der Logistik oder der Planung. Außerdem lässt sich die Statistische Versuchsplanung branchenübergreifend einsetzen, ob in der Medizin, Biologie, dem Finanzwesen, dem Autobau oder der Psychologie.
Effizienz ist das A und O
Natürlich könnte man sagen: Wir führen einfach so viele Versuche durch, bis wir eine verlässliche Aussage treffen können. Doch das kostet zum einen sehr viel Geld und Ressourcen, zum anderen ist es in einigen Bereichen – zum Beispiel in der Medizin – auch nicht vertretbar, beliebig viele Tests an Lebewesen durchzuführen. Die Statistische Versuchsplanung zielt auf Effizienz ab: mit so wenigen Versuchen wie möglich um maximale Aussagekraft zu erhalten. Dabei werden begründbare Zusammenhänge von Variablen quantitativ erfasst und mathematisch beschrieben.
Was ist nun ein Statistischer Versuchsplan?
Der Versuchsplan legt vor Beginn der Untersuchung fest, welche Experimente in welchem Umfang, unter welchen Bedingungen und in welcher Reihenfolge durchgeführt werden. Bestimmte Faktoren werden dabei zuvor festgelegt, während andere variieren, um die Auswirkung auf eine Zielgröße festzustellen.
Schritte der Statistischen Versuchsplanung:
- Definition der Qualitätskriterien und der Zielsetzung
- Auswahl relevanter Faktoren
- Erstellung des Versuchsplans mit Reihenfolge der Experimente
- Durchführung der Versuche
- Datenauswertung mit statistischen Methoden
- Herausfiltern der wichtigsten Faktoren und ihrer Wechselwirkungen
- Optimierung der Faktoren-Einstellungen
- Finale Prüfung der Ergebnisse
Beispiele:
Nehmen wir als Beispiel einen Kuchen – damit dieser möglichst saftig und lecker wird, spielen verschiedene Faktoren wie Mehl, Zucker, Butter, Eier und andere Zutaten eine Rolle. Festgelegte Faktoren sind hier die Backform und die Ofen-Temperatur. Variable Faktoren wären die Zutaten in ihrer Menge und womöglich auch die Reihenfolge, in der sie zum Teig gegeben werden. Der Versuchsplan gibt vor, welche Faktoren pro Experiment variiert werden. Die Ergebnisse werden festgehalten und ausgewertet, um das perfekte Rezept zu entwickeln.
Näher am unternehmerischen Alltag und der Anwendung der Statistischen Versuchsplanung in Zusammenhang mit SIX SIGMA wäre zum Beispiel die Optimierung einer Werbekampagne mit dem Ziel, die Käuferanzahl und den Umsatz zu erhöhen. Relevante Faktoren würden hier die Art der Werbebotschaft, die Dauer und Häufigkeit der Werbung und das Medium darstellen. Einer repräsentativen Stichprobe potenzieller Kundinnen und Kunden wird die Werbung vorgeführt. Dabei gibt der Versuchsplan vor, welche Faktoren variieren und welche festgelegt sind. So kann beispielsweise das Medium (TV, Radio) gleich bleiben, während die Art der Botschaft (humorvoll, ernst, emotional) sowie die Dauer (eine Minute, zwei Minuten) variiert. Die Daten werden ausgewertet und der Einfluss der variablen Faktoren auf die Kaufbereitschaft untersucht, um eine effektive Werbestrategie zu entwickeln.
Die Statistische Versuchsplanung und SIX SIGMA – eine innige Beziehung
Die Versuchsplanung gehört zu den am häufigsten angewendeten Methoden innerhalb eines SIX SIGMA-Projekts. Wie gewohnt möchte der Blogbeitrag das Thema nur anreißen – denn in ihrer Komplexität ist die Statistische Versuchsplanung eine Wissenschaft für sich und bedarf einer ausführlichen Schulung zur korrekten Anwendung. Interessieren Sie sich für weitere Informationen? Kontaktieren Sie mich gerne.
