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E-Book

Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler (mit Excel)

endlich verständlich!

Autor	Stefan Einbock
Verlag	Books on Demand
Erscheinungsjahr	2018
Seitenanzahl	336 Seiten
ISBN	9783752837704
Format	PDF
Kopierschutz	Wasserzeichen
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	19,99 EUR

Dieses Buch ist entstanden, dass - sich auf die wichtigsten Methoden der Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler fokussiert - viele Abbildungen enthält und eine verständliche Einführung ist - für eine direkte Anwendung praktische Excel-Tools (Basis: Excel 2016) bereitstellt - die Statistik Schritt für Schritt erklärt - die Statistik angewandt vermittelt - zahlreiche Praxistipps enthält - endlich verständlich ist - einfach ist Haben Sie auch Schwierigkeiten, sich in die Statistik mit Excel einzuarbeiten da ihnen die Zeit fehlt? Ist Ihnen die Fachliteratur häufig zu kompliziert geschrieben, und wollen Sie in die Statistik eine verständliche Einführung? Die Zielgruppe: Ingenieure, Techniker und Naturwissenschaftler (Einsteiger & Experten) sowie Studenten und Dozenten an Hochschulen.

Dr.-Ing. Stefan Einbock studied mechanical engineering at the Esslingen University of Applied Sciences and completed his doctorate in the area of fatigue reliability at the Technical University Dresden. In cooperation with the Verein Deutscher Ingenieure (VDI - Association of German Engineers), he teaches the theoretical knowledge of fatigue strength and reliability as a successful seminar leader of the seminars "Calculations on Fatigue Strength" as well as "Robust Designing and Efficient Testing of Components". As author he has published several books in the fields of metal fatigue in engineering and statistics. At Robert Bosch GmbH, he heads the Center of Competence for Metal Fatigue in the Powertrain Solution division.

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Inhaltsverzeichnis

Titelseite	4
Impressum	5
1. Einführung	7
2. Feedback Willkommen!	8
Inhaltsverzeichnis	9
3. Tipps: effiziente Einarbeitung	15
4. Überblick	18
5. Nützliche Helfer: Die Assistenten	20
6. Einführung in Excel	24
6.1 Umgang mit Daten	25
6.2 Daten einfügen	28
6.3 Mit Daten rechnen (Formeln)	29
6.4 Das geheime Excel-Tool	31
6.5 Auf den Punkt	32
Teil 1: Grundlagen	33
7. Wichtige Begriffe und Merkmale	34
8. Beschreibung der mittleren Werte und Streuungen	38
8.1 Der Mittelwert (Lage)	38
8.2 Der Median (Lage)	39
8.3 Die Spannweite (Streuung)	41
8.4 Die Varianz (Streuung)	41
8.5 Die Standardabweichung (Streuung)	42
8.6 Der Variationskoeffizient (Streuung)	43
8.7 Die Quartile (Streuung)	43
8.8 Auf den Punkt	45
8.9 Arbeiten mit Excel	46
9. Wichtige Grafiken	48
9.1 Das Histogramm und die Dichtefunktion	48
9.2 Das Wahrscheinlichkeitsnetz	51
9.3 Der Box-Whisker Plot	58
9.4 Auf den Punkt	60
9.5 Arbeiten mit Excel	61
9.5.1 Das Histogramm-Tool	61
9.5.2 Das Wahrscheinlichkeitsnetz-Tool	62
9.5.3 Das Box-Whisker-Plot-Tool	63
10. Wichtige statistische Verteilungen	64
10.1 Die Normalverteilung	64
10.2 Die logarithmische Normalverteilung	69
10.3 Die Weibullverteilung	71
10.4 Auf den Punkt	74
11. Der Vertrauensbereich	75
11.1 Der Vertrauensbereich von Verteilungen	77
11.2 Der Vertrauensbereich des Mittelwertes	80
11.3 Der Vertrauensbereich der Standardabweichung	82
11.4 Der Vertrauensbereich des Weibullexponenten b	83
11.5 Der Vertrauensbereich des Skalenparameters ?	83
11.6 Auf den Punkt	83
11.7 Wichtige Formeln	84
11.8 Arbeiten mit Excel	86
Teil 2: Daten erheben	87
12. Stichproben erheben	88
12.1 Warum sollten die Daten ermittelt werden?	89
12.2 Welche Daten / Messgrößen sollen erfasst werden?	90
12.3 Wie werden die zu erwartenden Streuungen abgedeckt?	90
12.4 Mit welchem Messsystem werden diese Daten gemessen?	92
12.5 Wie sollen die Daten dargestellt werden?	92
12.6 Datenerhebungsplan	93
12.7 Auf den Punkt	93
13. Messsystemanalyse (MSA)	94
13.1 Assistent einer Messsystemanalyse	95
13.2 Grundlagen	95
13.3 Schritt 1: Bewertung der Auflösung des Messgerätes	98
13.4 Schritt 2: Funktionsprobe des Messgerätes	98
13.5 Schritt 3: Verfahren 1 (Wiederholpräzision)	98
13.6 Schritt 4: Verfahren 2 (Vergleichspräzision)	102
13.7 Schritt 5: Verfahren 3 (Vergleichspräzision)	109
13.8 Interpretation von Messsystemanalysen	109
13.9 Auf den Punkt	111
13.10 Arbeiten mit Excel	112
13.11 Wichtige Formeln	116
Teil 3: Daten auswerten und interpretieren	117
14. Zusammenhänge von Daten finden (Regression und Korrelation)	118
14.1 Assistent Analyse von Zusammenhängen	118
14.2 Grafische Auswertungen und ihr Nutzen	119
14.3 Modellrechnungen und ihre Ziele	121
14.3.1 Korrelationsanalyse oder: gibt es Zusammenhänge?	121
14.3.2 Regressionsanalyse, oder: wie ist der Zusammenhang?	130
14.3.2.1 Die Methode der kleinsten Quadrate	135
14.3.2.2 Maximum Likelihood Methode für unzensierte Daten	140
14.3.2.3 Maximum Likelihood Methode für zensierte Daten	143
14.3.3 Vertrauensbereiche der Regressionsmodelle	146
14.4 Auf den Punkt	153
14.5 Arbeiten mit Excel	154
14.6 Wichtige Formeln	156
15. Unterschiede untersuchen (statistische Tests)	158
15.1 Assistent für statistische Tests	161
15.2 Grundlagen statistischer Tests	163
15.2.1 Nullhypothese und Alternativhypothese	164
15.2.2 Fehler erster Art / Signifikanz	166
15.2.3 Fehler zweiter Art / Power	167
15.3 Test auf Verteilungen	169
15.3.1 Kolmogorow-Smirnow-Test	170
15.3.2 Anderson-Darling-Test	176
15.3.2.1 Test auf Normal- und logarithmische Normalverteilung	177
15.3.2.2 Test auf Weibullverteilung	183
15.3.3 Arbeiten mit Excel	188
15.4 Test auf Streuungen für 2 Stichproben	190
15.4.1 F-Test für normalverteilte Daten	191
15.4.2 Siegel-Tukey Test für nicht normalverteilte Daten	195
15.4.3 Arbeiten mit Excel	200
15.5 Test auf Streuungen für > 2 Stichproben	203
15.5.1 Bartlett-Test für normalverteilte Daten	203
15.5.2 Levene-Test für nicht normalverteilte Daten	206
15.5.3 Arbeiten mit Excel	211
15.6 Mittelwerttests für = 2 Stichproben	213
15.6.1 Der t-Test (normalverteilte Daten)	214
15.6.1.1 Der Einstichproben t-Test	219
15.6.1.2 Zweistichproben t-Test für gleiche Varianzen	223
15.6.1.3 Zweistichproben t-Test für ungleiche Varianzen nach Welch	225
15.6.1.4 Zweistichproben t-Test für gepaarte Daten	226
15.6.1.5 Test des Korrelationskoeffizienten	230
15.6.2 Wilcoxon-Test (nicht normalverteilte Daten)	231
15.6.3 Arbeiten mit Excel	235
15.7 Mittelwerttests für mehr als 2 Stichproben	240
15.7.1 Varianz-Analyse (ANOVA) für normalverteilte Daten	240
15.7.2 Kruskal-Wallis-Test für nicht normalverteilte Daten	246
15.7.3 Arbeiten mit Excel	252
15.8 Erfahrungen aus der Praxis	255
15.9 Auf den Punkt	256
16. Ausreißer bewerten	258
16.1 Der Assistent für Ausreißertests	259
16.2 Robuste Kennwerte gegen Ausreißer	260
16.3 Grafischer Test: der Box-Whisker-Plot	260
16.4 Tests für normalverteilte Daten	264
16.4.1 Dean-Dixon-Test für kleine Stichproben	264
16.4.2 Pearson-Test für größere Stichproben	267
16.5 Walsh-Test für nicht normalverteilte Daten	270
16.6 Umgang mit Ausreißern	272
16.7 Auf den Punkt	275
16.8 Arbeiten mit Excel	276
17. Poweranalyse: Oder wie groß muss die Stichprobe sein?	280
17.1 Grundlagen der Poweranalyse	280
17.2 Poweranalyse für den t-Test	281
17.2.1 Berechnung der Power	281
17.2.2 Berechnung der Stichprobengröße	286
17.2.3 Arbeiten mit Excel	289
17.3 Poweranalyse für den F-Test	291
17.3.1 Berechnung der Power	291
17.3.2 Berechnung der Stichprobengröße	291
17.3.3 Arbeiten mit Excel	292
17.4 Ausblick auf weitere Poweranalysen	294
Teil 4: Daten präsentieren	295
18. Daten präsentieren	296
18.1 Die richtige Einstellung	296
18.2 Daten präsentieren	298
18.3 Mit Statistik tricksen	300
18.3.1 Absolute anstelle von relativen Zahlen verwenden	300
18.3.2 Nullpunkt bei Achsen unterdrücken	301
18.3.3 Daten weglasssen	303
18.3.4 Stichprobenanzahl sehr klein wählen	304
18.3.5 Nur einen Teil der Wahrheit sagen	304
18.3.6 Falsche Signifikanzniveaus wählen	305
18.4 Auf den Punkt	309
19. Englische Begriffe	310
19.1 Deutsch-Englisch	310
19.2 Englisch-Deutsch	315
20. Anhang	321
20.1 Quantile der t-Verteilung	321
20.2 Quantile der F-Verteilung	322
20.3 Quantile der X2-Verteilung	323
20.4 Schranken der Normalverteilung	324
20.5 Vertrauensbereiche	326
20.6 Wahrscheinlichkeitsnetze	328
20.6.1 Normalverteilung	328
20.6.2 Logarithmische Normalverteilung	329
21. Literaturverzeichnis	330
22. Stichwortverzeichnis	333

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