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Unterabschnitte


5 Analyse von Ungleichverteilungen

Auf der Suche nach interessanten Zusammenhängen in Datenbeständen erweisen sich Ungleichverteilungen jeder Art als guter Anhaltspunkt für weitere Analysen. Jeder Zusammenhang beruht letztlich auf einer Ungleichverteilung - damit gehört die Assoziations-Analyse im weiteren Sinne auch zu den Analysen von Ungleichverteilungen. Da die Assoziationsanalyse jedoch über das reine Auffinden von Ungleichverteilungen hinausgeht, ist ihr ein eigener Abschnitt gewidmet. Hier sollen Methoden vorgestellt werden, die sich auf das Darstellen von Ungleichverteilungen beschränken.


1 ABC-Analysen

Im Abschnitt 2.4.3 wurde die Mean Time Between Failures MTBF für verschiedene Maßnahmengruppen bestimmt. Anhand dieser Größe kann man zum Beispiel abschätzen, wie oft ein Gerät pro Jahr geservict werden muss. Kennt man nun noch den Kostenerwartungswert, so kann man die pro Gerät und Jahr anfallenden Kosten nicht nur bestimmen, sondern auch noch ihr Zustandekommen nach Häufigkeit und Höhe darstellen.

Diese Analysen werden als ABC-Analysen bezeichnet ([16], Seite 16 ff), da man den Bereich der teuren und häufigen Maßnahmen als A-Bereich bezeichnet, den Bereich der teuren aber seltenen und den Bereich der häufigen aber günstigen Maßnahmen als B-Bereich und den Bereich der günstigen und seltenen Maßnahmen als C-Bereich bezeichnet.

Abbildung 4.54: Darstellung der ermittelten Kostenerwartungswerte und der Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr je MT-Geräteart. Durch gestrichelte Linien sind ausgewählte Erwartungswerte für die anfallenden Kosten pro Gerät und Jahr angegeben. Deutung siehe Text.
Image pk_modell_emtec2_abc

Abbildung 4.55: Darstellung der ermittelten Kostenerwartungswerte und der Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr je MT-Untergeräteart. Durch gestrichelte Linien sind ausgewählte Erwartungswerte für die anfallenden Kosten pro Gerät und Jahr angegeben. Deutung siehe Text.
Image pk_modell_emtec3_abc

In den Abbildungen 4.54 und 4.55 sind die ermittelten Kostenerwartungswerte und die Maßnahmenzahlen pro Gerät und Jahr (bestimmt aus der MTBF) für verschiedene MT-Gerätearten und -Untergerätearten dargestellt. Als gestrichelte Linien sind beispielhaft sich ergebende Kosten pro Jahr und Gerät eingezeichnet.

Global kann man erkennen, dass die Kosten pro Jahr und Gerät wesentlich stärker durch die Kosten pro Maßnahme beeinflusst werden als durch die Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr. Diese variieren nur im Bereich 0 bis 20, die Kosten pro Maßnahme variieren jedoch im Bereich von 50  bis 1 000 000 . Dies wird auch durch den fast vertikalen Verlauf der gestrichelten Linien deutlich.

Zur Untersuchung einer Abhängigkeit der ermittelten Kostenerwartungswerten und Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr wird nach Abschnitt 2.3.3 der Spearmansche Rang-Korrelationskoeffizient $ r_S$ ermittelt. Es ergibt sich $ r_S=0.291$ . Der kritische Wert lautet $ k_{11;0.05}=0.618$ . Die Nullhypothese kann also nicht auf dem signifikanzniveau $ \alpha=0.05$ abgelehnt werden - d.h. es besteht kein Signifikanter Zusammenhang zwischen den ermittelten Kostenerwartungswerten und Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr.

In Abbildung 4.55 kann man ein Hauptfeld im Bereich von weniger als 2000  Kosten pro Maßnahme und weniger als 4 Maßnahmen pro Jahr und Gerät erkennen. MT-Gerätearten, die häufiger geservict werden müssen, dabei jedoch nicht mehr Kosten verursachen, sind Dosiergeräte, Sterilisationsgeräte, Desinfektionsgeräte, Dialyse- und Blutfiltrationsgeräte, Analysatoren aus der klinischen Chemie und Hämatologie, Röntgen-Aufnahmegeräte und Röntgenfilmentwicklungsmaschinen. Geräte, die nicht häufiger bearbeitet werden müssen aber höhere Kosten pro Maßnahme verursachen, sind Lithotripter, Röntgen-Generatoren, molekularbiologische Laboreinrichtungen und Ultraschall-Diagnosegeräte. Der Ausreißer bei sowohl Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr als auch Kostenerwartungswerte sind Kernspintomographen. Aufgrund der sehr inhomogenen Verteilung der ermittelten Werte macht eine Analyse der Korrelation für diese Abbildung keinen Sinn.

Die in den Abbildungen 4.54 und 4.55 dargestellten Werte sind im Anhang G tabelliert angegeben.

Abbildung 4.56: Darstellung der ermittelten Kostenerwartungswerte und der Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr je Krankenhausart. Durch gestrichelte Linien sind ausgewählte Erwartungswerte für die anfallenden Kosten pro Gerät und Jahr angegeben. Deutung siehe Text.
Image pk_modell_privgem_abc

In Abbildung 4.56 ist bei der Gruppierung der Maßnahmen nach Krankenhausart eine typische ABC-Anordnung zu finden. Den A-Bereich markieren die frei / gemeinnützigen Kliniken mit häufigen und teuren Maßnahmen. Den B-Bereich markieren die öffentlichen Kliniken, wobei Universitätskliniken eher teure Maßnahmen und die sonstigen öffentlichen Kliniken eher häufig Maßnahmen durchführen. Bei den Kosten pro Jahr und Gerät liegen die beiden Krankenhausarten dicht beieinander. Den C-Bereich markieren die privaten Kliniken mit seltenen und günstigen Maßnahmen.

Da es nur vier verschiedene Krankenhausarten gibt, ist eine Untersuchung der Abhängigkeit der ermittelten Kostenerwartungswerten und Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr für die verschiedenen Krankenhausarten kaum sinnvoll. Insbesondere ist der in Abschnitt 2.3.3 vorgestellte Spearmansche Rang-Korrelationskoeffizient erst ab einer Anzahl von 6 Wertepaaren einsetzbar. Aus diesen Gründen entfällt hier eine Untersuchung der ermittelten Werte auf eine gegenseitige Abhängigkeit.

Abbildung 4.57: Darstellung der ermittelten Kostenerwartungswerte und der Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr je Kaufpreis. Durch gestrichelte Linien sind ausgewählte Erwartungswerte für die anfallenden Kosten pro Gerät und Jahr angegeben. Deutung siehe Text.
Image pk_modell_preis_abc

Abbildung 4.57 zeigt recht deutlich, dass mit steigendem Kaufpreis nicht nur der Kostenerwartungswert ansteigt sondern auch die zu erwartende Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr. Die Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr steigt erst bei Geräten mit einem Kaufpreis über 1000  deutlich an.

Zur Untersuchung einer Abhängigkeit zwischen den ermittelten Kostenerwartungswerten und Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr wird nach Abschnitt 2.3.3 der Spearmansche Rang-Korrelationskoeffizient $ r_S$ ermittelt. Es ergibt sich $ r_S=0.900$ . Der kritische Wert lautet $ k_{11;0.05}=0.618$ . Die Nullhypothese kann also auf dem Signifikanzniveau $ \alpha=0.05$ abgelehnt werden - d.h. es besteht ein signifikanter Zusammenhang zwischen den ermittelten Kostenerwartungswerten und Maßnahmenzahl pro Gerät und Jahr.


2 Lorenz-Kurven

Abbildung 4.58: Lorenzdiagramme für verschiedene Merkmale. Erläuterungen siehe Text.
Image lorenz01

In Abschnitt 2.5.3 wurden Lorenzkurven als geeignete Mittel dargestellt Ungleichverteilungen darzustellen. Hier sollen nun Ungleichverteilungen der Gerätezahl, Maßnahmenzahl, Kaufpreissumme und Kostensumme bezüglich der MT-Geräteart, MT-Untergeräteart, Abteilung und Hersteller untersucht werden. Dazu sind in Abbildung 4.58 Lorenzkurven verschiedener Kombinationen der oben Aufgeführten Kennzahlen und Merkmale dargestellt. Die Lorenzkurven mit der stärksten Wölbung gehören zu nicht gruppierten Geräten bzw. Maßnahmen. Es ist klar, dass wenn Geräte oder Maßnahmen z.B. nach Abteilungen gruppiert werden, die Ungleichverteilung nicht zunehmen kann.

Die Abbildung enthält vielfältige Informationen. Zunächst fällt auf, dass z.B. die Maßnahmenzahl bezüglich der Gerätezahl (oben links) weniger ungleich verteilt ist als z.B. die Kaufpreissumme bezüglich der Kostensumme (unten rechts). Das bedeutet, dass die Anzahl der Maßnahmen pro Gerät für verschiedene Gerätegruppen weit weniger schwankt als die aufgewendeten Kosten pro Investition.

Weiter kann man ablesen, wie gut die verschieden Merkmale bezüglich der Kennzahlen die betrachteten Geräte und Maßnahmen in unterschiedliche Gruppen teilt. Zum Beispiel schwanken die Kosten pro Gerät je MT-Untergeräteart viel stärker als je Abteilung (unten links).

Die Abbildung verschafft einem also einen schnellen und informativen Überblick über viele Verteilungen. So kann zum Beispiel geprüft werden, ob die Erfassung eines Merkmales überhaupt lohnt: sollte ein Merkmal bezüglich aller interessanten Kennzahlen nur unwesentlich von der Gleichverteilung abweichen, so besitzt das Merkmal kaum Informationswert.


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Thorsten Foerstemann (thorsten@foerstemann.name)