Wie Sie eine Regelkarte in Excel erstellen: 5 einfache Schritte in 2026

Eine Regelkarte stellt eine Prozessmessung im Zeitverlauf im Verhältnis zu einer Mittellinie und zwei Eingriffsgrenzen dar. Um eine solche in Excel zu erstellen, listen Sie Ihre Werte in zeitlicher Reihenfolge auf, berechnen Sie den Mittelwert sowie die gleitende Spannweite und ermitteln Sie die oberen und unteren Grenzen. Stellen Sie dann alle vier Werte als Liniendiagramm dar und prüfen Sie die Punkte anhand von Standardregeln.

Dieser Leitfaden beschreibt, was eine Regelkarte zeigt, welchen Typ Sie verwenden sollten und die fünf Excel-Schritte mit den genauen Formeln. Anschließend wird erklärt, wie das Ergebnis zu interpretieren ist und wie es sich von einem Verlaufsdiagramm unterscheidet.

Was eine Regelkarte ist

Das NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods liefert die Standardbeschreibung. „Regelkarten werden zur routinemäßigen Qualitätsüberwachung eingesetzt.“ Das Diagramm zeigt einen Messwert im Verhältnis zur Stichprobennummer oder zur Zeit.

„Im Allgemeinen enthält das Diagramm eine Mittellinie, die den Mittelwert für den beherrschten Prozess darstellt.“ Zwei weitere horizontale Linien befinden sich darüber und darunter: die obere Eingriffsgrenze (UCL) und die untere Eingriffsgrenze (LCL).

Das Handbuch erklärt den Zweck dieser Grenzen. Sie werden so festgelegt, „dass fast alle Datenpunkte innerhalb dieser Grenzen liegen, solange der Prozess beherrscht bleibt“. Ein Punkt außerhalb dieser Grenzen ist ein Signal, dem man nachgehen sollte.

Die Idee geht auf Walter Shewhart in den 1920er Jahren zurück. Ihr Wert liegt darin, dass sie gewöhnliche Streuung von Streuung mit einer bestimmten Ursache trennt. Ohne diese Trennung neigen Teams dazu, auf jede kleine Änderung zu reagieren.

Welche Regelkarte Sie benötigen

Die richtige Karte hängt davon ab, wie Sie Daten erfassen. Zwei Typen decken die meisten geschäftlichen und betrieblichen Anwendungen ab.

Kartentyp	Anwendung, wenn	Mittellinie	Grenzen basierend auf
Einzelwertkarte (I-MR)	Sie erfassen einen Wert pro Periode, wie tägliche Fehler oder wöchentliche Durchlaufzeit	Mittelwert aller Werte	Mittlere gleitende Spannweite
X-bar- und R-Karte	Sie entnehmen an jedem Punkt kleine Stichproben von mehreren Elementen, z. B. fünf Teile pro Stunde	Mittelwert der Stichprobenmittelwerte	Mittlere Stichprobenspannweite

Dieser Leitfaden verwendet die Einzelwertkarte. Sie eignet sich für die meisten Tabellenkalkulationsdaten, da geschäftliche Kennzahlen in der Regel als ein einzelner Wert pro Tag, Woche oder Charge vorliegen.

Das NIST-Handbuch stellt fest, dass „sich historisch gesehen k = 3 als akzeptierter Standard in der Industrie etabliert hat“. Hierbei ist k die Anzahl der Standardabweichungen zwischen der Mittellinie und jeder Grenze. Aus diesem Grund werden Eingriffsgrenzen üblicherweise als 3-Sigma-Grenzen bezeichnet.

Wie man eine Regelkarte in Excel erstellt

Die folgenden fünf Schritte erstellen eine Einzelwertkarte aus einer einzelnen Spalte mit Werten. Sie funktionieren in aktuellen Versionen von Excel für Microsoft 365, und die Formeln funktionieren auch in Google Sheets.

Schritt 1: Daten in zeitlicher Reihenfolge anordnen

Tragen Sie die Zeit- oder Stichprobenbezeichnung in Spalte A und den Messwert in Spalte B ein. Beginnen Sie mit den Kopfzeilen in Zeile 1 und den Daten ab Zeile 2.

Die Reihenfolge ist wichtiger als alles andere. Eine Regelkarte wird von links nach rechts im Zeitverlauf gelesen. Sortieren Sie also nach Datum, bevor Sie Berechnungen anstellen. Entfernen Sie leere Zeilen und stellen Sie sicher, dass jeder Wert in Spalte B eine Zahl ist.

Streben Sie mindestens 20 Datenpunkte an, bevor Sie den Grenzen vertrauen. Weniger Punkte machen den Mittelwert und die gleitende Spannweite instabil.

Schritt 2: Mittellinie berechnen

Fügen Sie eine Spalte C für die gleitende Spannweite und eine Spalte D für die Mittellinie hinzu.

Die Mittellinie ist der Mittelwert all Ihrer Werte. Geben Sie in D2 `=MITTELWERT($B$2:$B$21)` ein und ziehen Sie die Formel bis zur letzten Zeile nach unten. Jede Zeile zeigt dieselbe Zahl, wodurch sie als flache Linie dargestellt wird.

Passen Sie den Bereich an Ihre Daten an. Wenn Sie 30 Punkte haben, verwenden Sie `$B$2:$B$31`.

Schritt 3: Eingriffsgrenzen berechnen

Berechnen Sie zuerst die gleitende Spannweite, also die absolute Differenz zwischen jedem Wert und dem vorherigen. Das NIST-Handbuch definiert sie als „den Absolutwert der ersten Differenz“. Geben Sie in C3 `=ABS(B3-B2)` ein und ziehen Sie die Formel nach unten. C2 bleibt leer, da der erste Wert keinen Vorgänger hat.

Ermitteln Sie als Nächstes die mittlere gleitende Spannweite. Geben Sie in einer freien Zelle, z. B. H2, `=MITTELWERT($C$3:$C$21)` ein.

Berechnen Sie nun die Grenzen. Die Formel des Handbuchs für die Einzelwertkarte teilt die mittlere gleitende Spannweite durch 1,128 und multipliziert sie dann mit 3. Geben Sie in E2 für die OEG `=D2+3*$H$2/1,128` ein. Geben Sie in F2 für die UEG `=D2-3*$H$2/1,128` ein. Ziehen Sie beide nach unten.

Die Konstante 1,128 rechnet die mittlere gleitende Spannweite in eine Schätzung der Standardabweichung um. Das Handbuch weist darauf hin, dass dies der Wert von d2 für einen Stichprobenumfang von 2 ist.

Schritt 4: Diagramm erstellen

Wählen Sie die Spalten A, B, D, E und F einschließlich der Kopfzeilen aus. Halten Sie unter Windows die Strg-Taste oder auf dem Mac die Command-Taste gedrückt, um nicht nebeneinander liegende Spalten auszuwählen.

Öffnen Sie auf der Registerkarte „Einfügen“ das Menü für Liniendiagramme und wählen Sie „Linie mit Datenpunkten“. Excel stellt Ihre Daten als Linie mit Datenpunkten und die drei Referenzspalten als flache Linien dar.

Gestalten Sie es anschließend übersichtlicher. Entfernen Sie die Datenpunkte von der Mittellinie und den beiden Grenzen. Stellen Sie die Grenzen gestrichelt und die Mittellinie durchgehend dar. Fügen Sie einen Diagrammtitel hinzu, der die Kennzahl und den Zeitraum nennt.

Schritt 5: Diagramm anhand der Regeln auswerten

Ein Punkt außerhalb einer der beiden Eingriffsgrenzen ist das deutlichste Signal. Es bedeutet, dass etwas außerhalb des normalen Musters aufgetreten ist, dem man nachgehen sollte.

Auch Punkte innerhalb der Grenzen können auf eine Verschiebung hindeuten. Der nächste Abschnitt listet die Standardregeln für das Erkennen von Mustern auf. Markieren Sie etwaige Regelverletzungen direkt im Diagramm, damit der Betrachter das Signal erkennt, ohne die Zahlen studieren zu müssen.

Schreiben Sie abschließend einen Satz unter das Diagramm. Geben Sie an, ob der Prozess stabil ist und, falls nicht, welche Punkte untersucht werden müssen.

Ein praktisches Beispiel

Eine Verpackungslinie erfasst 20 Tage lang täglich das durchschnittliche Füllgewicht eines Beutels in Gramm. Die Werte reichen von 497,1 bis 503,4 Gramm.

Die Berechnungen ergeben einen Mittelwert von 500,2 Gramm und eine mittlere gleitende Spannweite von 1,8 Gramm. Die Division von 1,8 durch 1,128 ergibt eine geschätzte Standardabweichung von etwa 1,6 Gramm.

Die OEG liegt bei 500,2 plus dem Dreifachen von 1,6, also etwa 505,0 Gramm. Die UEG liegt bei 500,2 minus demselben Betrag, also etwa 495,4 Gramm. Jeder Tageswert liegt innerhalb dieser Grenzen.

Die Tage 12 bis 19 liegen jedoch alle über 500,2. Diese Serie von acht Punkten auf einer Seite der Mittellinie entspricht einer der Standardregeln. Die Linie ist in ihrer Spannweite stabil, aber ihr Mittelwert scheint sich nach oben verschoben zu haben. Eine Überprüfung zeigt, dass die Einstellungen der Abfüllanlage an Tag 11 geändert wurden.

Wie man eine Regelkarte liest

Das NIST-Handbuch listet die Regeln der Western Electric Company auf, oft auch als WECO-Regeln bezeichnet. Jede beschreibt ein Muster, das bei normaler Streuung unwahrscheinlich ist.

• Jeder Punkt oberhalb der oberen oder unterhalb der unteren 3-Sigma-Grenze.
• Zwei der letzten drei Punkte außerhalb von 2 Sigma auf derselben Seite.
• Vier der letzten fünf Punkte außerhalb von 1 Sigma auf derselben Seite.
• Acht aufeinanderfolgende Punkte auf einer Seite der Mittellinie.
• Sechs Punkte in Folge mit steigendem oder fallendem Trend.
• Vierzehn Punkte in Folge, die abwechselnd steigen und fallen.

Das Handbuch erklärt die Logik dahinter. Bei einer Normalverteilung hat ein Punkt außerhalb von plus/minus 3 Sigma eine Wahrscheinlichkeit von etwa 0,3 %. Die anderen Muster wurden ausgewählt, weil sie ähnlich selten auftreten.

Es enthält auch eine Warnung. Die zusätzlichen Regeln machen die Karte zwar empfindlicher für Trends, erhöhen aber auch die Anzahl der Fehlalarme. Beginnen Sie mit der 3-Sigma-Regel und der Serie von acht Punkten, und fügen Sie weitere nur hinzu, wenn Sie eine frühzeitigere Warnung benötigen.

Um die 1-Sigma- und 2-Sigma-Regeln anzuwenden, fügen Sie zwei weitere Paare von Referenzlinien hinzu. Verwenden Sie dieselbe Formel mit 1 und 2 anstelle von 3.

Verwendung von Untergruppen: die X-bar- und R-Karte

Wenn Sie an jedem Punkt mehrere Elemente messen, z. B. füllige fünf Teile pro Stunde, verwenden Sie stattdessen eine X-bar- und R-Karte. Es handelt sich dabei eigentlich um zwei Diagramme. Eines erfasst den Mittelwert jeder Untergruppe, das andere die Spannweite innerhalb jeder Untergruppe.

Das Excel-Layout ändert sich geringfügig. Tragen Sie die Messwerte jeder Untergruppe in einer Zeile ein, bei einer Untergruppe von fülligen fünf in den Spalten B bis F. Fügen Sie eine Spalte für den Mittelwert der Untergruppe mit `=MITTELWERT(B2:F2)` und eine für die Spannweite mit `=MAX(B2:F2)-MIN(B2:F2)` hinzu.

Die Grenzen nutzen dann tabellierte Faktoren, die von der Größe der Untergruppe abhängen. Das NIST-Handbuch gibt die Grenzen der X-bar-Karte als Gesamtmittelwert plus oder minus A2 mal der mittleren Spannweite an. Für eine Untergruppe von fünf wird A2 mit 0,577 angegeben. Die R-Karte reicht von D3 mal der mittleren Spannweite bis D4 mal dieser Spannweite. Für eine Untergruppe von fünf ist D3 gleich 0 und D4 gleich 2,115.

Das Handbuch setzt dieser Methode auch eine Grenze. „Im Allgemeinen ist der Spannweiten-Ansatz für Stichprobenumfänge bis etwa 10 völlig ausreichend.“ Für größere Untergruppen wird stattdessen die Verwendung von Standardabweichungen der Untergruppen empfohlen.

Wann die Grenzen neu berechnet werden sollten

Eingriffsgrenzen beschreiben den Prozess so, wie er zum Zeitpunkt der Berechnung war. Sie sollten sich nicht bei jedem Eintreffen neuer Daten verschieben, da die Karte sonst ihre Fähigkeit verliert, Veränderungen anzuzeigen.

Berechnen Sie die Grenzen nur neu, wenn ein konkreter Grund vorliegt. Eine bewusste Prozessänderung, wie eine neue Maschineneinstellung oder ein neuer Lieferant, ist ein solcher Grund. Eine bestätigte Verschiebung, die Sie als neue Normalität akzeptieren, ist ein weiterer.

Verwenden Sie bei einer Neuberechnung nur die Daten nach der Änderung. Markieren Sie das Datum im Diagramm, damit der Betrachter sehen kann, wo ein Satz von Grenzen endet und der nächste beginnt.

Regelkarte vs. Verlaufsdiagramm

Die beiden sind leicht zu verwechseln, da beide eine Messung im Zeitverlauf darstellen.

	Regelkarte	Verlaufsdiagramm
Referenzlinien	Mittellinie plus obere und untere Eingriffsgrenzen	Nur Median oder Mittelwert
Hauptfrage	Ist der Prozess stabil und wann hat er sich verändert?	Gibt es einen Trend oder eine Verschiebung im Zeitverlauf?
Berechnungsaufwand	Erfordert eine Schätzung der Streuung	Erfordert nur den Median
Bestens geeignet für	Laufende Überwachung eines definierten Prozesses	Frühe Verbesserungsprojekte und schnelle Überprüfungen

Ein Verlaufsdiagramm ist ein guter erster Schritt, wenn Sie nur wenige historische Daten haben. Sobald Sie 20 oder mehr Punkte haben und einen Prozess routinemäßig überwachen möchten, liefert eine Regelkarte ein deutlicheres Signal.

Schneller ans Ziel mit KI

Die Excel-Methode funktioniert gut für eine einzelne Kennzahl. Sie wird jedoch langsam, wenn Sie viele Kennzahlen verfolgen oder wenn die Daten als Rohdatenexport vorliegen, der zuerst bereinigt werden muss.

Ein KI-Arbeitsbereich kann die Berechnung und die Kennzeichnung in einer einzigen Anfrage erledigen. Laden Sie den Export in Powerdrill Bloom hoch und fragen Sie nach einer Einzelwert-Regelkarte für die Kennzahl. Bitten Sie um den Mittelwert, die gleitende Spannweite und die 3-Sigma-Grenzen sowie um eine Liste aller Punkte, die gegen die WECO-Regeln verstoßen.

Das Diagramm selbst ist ein Liniendiagramm mit drei Referenzlinien, das sich innerhalb der Liniendiagramm-Ausgabe befindet, die auf der Seite line graph creator beschrieben wird. Der zeitsparende Teil ist die gleichzeitige Überprüfung der Regeln für alle Kennzahlen.

Eine nützliche Anfrage ist präzise. Nennen Sie die Spalte der Kennzahl, die Datumsspalte sowie den Diagrammtyp und bitten Sie darum, die Grenzen als Tabelle neben dem Diagramm darzustellen. Fragen Sie nach jedem gekennzeichneten Punkt mit Datum und der verletzten Regel.

Überprüfen Sie die Ausgabe auf dieselbe Weise, wie Sie eine Tabellenkalkulation überprüfen würden. Gleichen Sie den Mittelwert und die gleitende Spannweite mit einer schnellen Excel-Berechnung für eine Kennzahl ab. Wenn diese übereinstimmen, ist der Rest des Stapels wahrscheinlich korrekt. Für umfassendere Arbeiten in Excel beschreibt die Seite excel AI assistant denselben dateibasierten Ansatz.

Häufige Fehler

• Spezifikationsgrenzen als Eingriffsgrenzen verwenden. Spezifikationsgrenzen ergeben sich aus den Kundenanforderungen. Eingriffsgrenzen stammen aus Ihren eigenen Daten. Sie beantworten unterschiedliche Fragen.
• Berechnung von Grenzen aus zu wenigen Punkten. Zwanzig Punkte sind ein praktisches Minimum für eine Einzelwertkarte.
• Die Verschiebung in die Basislinie einbeziehen. Wenn sich ein Prozess im Verlauf geändert hat, berechnen Sie die Grenzen nur für den stabilen Zeitraum und führen Sie diese dann fort.
• Alle Regeln auf einmal hinzufügen. Mehr Regeln bedeuten mehr Fehlalarme. Fangen Sie einfach an.
• Jedes Signal als Problem behandeln. Ein Signal bedeutet, dass sich etwas geändert hat. Untersuchen Sie die Ursache, bevor Sie handeln.

Als nächsten Schritt nach dem Erkennen eines Signals hilft ein Pareto-Diagramm, die wahrscheinlichsten Ursachen zu ordnen. Wenn Sie testen müssen, ob eine Änderung real oder nur Rauschen ist, befasst sich unsere Erklärung zur statistischen Signifikanz mit dieser Frage.

Wenn Sie einen Prozessexport bereitliegen haben, können Sie Powerdrill Bloom ausprobieren und dessen Grenzen mit Ihrer eigenen Excel-Berechnung vergleichen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist eine Regelkarte in einfachen Worten?

Eine Regelkarte ist ein Liniendiagramm einer Prozessmessung im Zeitverlauf mit einer Mittellinie sowie oberen und unteren Eingriffsgrenzen. Punkte außerhalb der Grenzen oder ungewöhnliche Muster innerhalb der Grenzen signalisieren, dass sich im Prozess etwas verändert hat.

Wie berechnet man Eingriffsgrenzen in Excel?

Berechnen Sie für eine Einzelwertkarte den Mittelwert Ihrer Werte und die mittlere gleitende Spannweite. Die OEG ist der Mittelwert plus das Dreifache der mittleren gleitenden Spannweite geteilt durch 1,128. Die UEG ist der Mittelwert minus demselben Betrag.

Welche Regeln gelten für das Lesen einer Regelkarte?

Die gebräuchlichsten sind die Western-Electric-Regeln. Dazu gehören jeder Punkt außerhalb von 3 Sigma, zwei von drei Punkten außerhalb von 2 Sigma und acht aufeinanderfolgende Punkte auf einer Seite der Mittellinie. Das NIST warnt davor, dass das Hinzufügen von Regeln auch die Anzahl der Fehlalarme erhöht.

Was ist der Unterschied zwischen einer Regelkarte und einem Verlaufsdiagramm?

Ein Verlaufsdiagramm stellt Daten im Zeitverlauf mit einer Medianlinie dar. Eine Regelkarte fügt obere und untere Eingriffsgrenzen hinzu, die aus der Streuung der Daten berechnet werden. Dadurch eignet sie sich besser zur Beurteilung, ob ein Prozess stabil ist.

Wie viele Datenpunkte benötigt man für eine Regelkarte?

Zwanzig Datenpunkte sind ein praktisches Minimum für eine Einzelwertkarte. Weniger Punkte machen den Mittelwert und die gleitende Spannweite instabil, sodass sich die Grenzen bei neuen Daten spürbar verschieben können.

Quellen: NIST/SEMATECH e-Handbook, Was sind Regelkarten? · NIST/SEMATECH e-Handbook, Was sind Variablen-Regelkarten? · NIST/SEMATECH e-Handbook, Einzelwert-Regelkarten. Das praktische Beispiel verwendet illustrative Zahlen.