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Gamma-Verteilung in Excel: Wartezeiten, Summen und GAMMA.INV

Leitfaden · Stand: Oktober 2026

Kurz gesagt: die Gesamtzeit mehrerer Wartezeiten hintereinander, etwa von drei Reparaturen nacheinander. Allgemeiner: eine positive Größe mit einem Ende nach rechts.

Die Gamma-Verteilung beschreibt eine positive Größe mit einem Ende nach rechts, insbesondere die Gesamtzeit mehrerer zufälliger Schritte hintereinander. Ein Formparameter und ein Skalenparameter legen sie fest; ihr Mittelwert ist Formparameter × Skalenparameter. In Excel zieht =GAMMA.INV(RAND(), shape, scale) daraus (RAND heißt im deutschen Excel ZUFALLSZAHL). Drei Reparaturen hintereinander, die im Mittel je 2 Tage dauern und exponentiell streuen, haben eine gammaverteilte Gesamtdauer mit dem Formparameter 3 und dem Skalenparameter 2: im Mittel 6,0 Tage, mehr als 10 Tage in 12,5 % der Fälle.

Was eine Gamma-Verteilung ist

Ausgangspunkt ist die Exponentialverteilung, die Wartezeit auf ein zufälliges Ereignis. Warten Sie auf mehrere solcher Ereignisse hintereinander, ist die Gesamtzeit gammaverteilt: Der Formparameter ist die Anzahl der Schritte, der Skalenparameter der Mittelwert eines Schritts. Der Formparameter muss keine ganze Zahl sein, wodurch die Gamma-Verteilung eine flexible Familie für jede positive, rechtsschiefe Größe wird: Niederschlag, Versicherungsschäden, Dauern, Nachfrage.

So lesen Sie das Diagramm: Jede Linie zeigt die Gesamtzeit von 1, 3 oder 8 Wartezeiten hintereinander. Bei einer Wartezeit sind kurze Zeiten am häufigsten; je mehr Wartezeiten sich addieren, desto stärker sammelt sich die Gesamtzeit um ihren Durchschnitt.

Gamma-Dichten mit dem Skalenparameter 2 und den Formparametern 1, 3 und 8Drei Gamma-Dichten mit demselben Skalenparameter: Der Formparameter 1 hat bei null den höchsten Wert und fällt stetig (eine Exponentialverteilung); der Formparameter 3 steigt zu einem Gipfel bei 4,0 an und hat ein Ende nach rechts; der Formparameter 8 ergibt einen breiteren, nahezu symmetrischen Buckel um 14.0102030Formparameter 1Formparameter 3Formparameter 8
Gamma-Verteilungen mit dem Skalenparameter 2 (Tage): die Summe aus 1, 3 oder 8 exponentialverteilten Reparaturen mit im Mittel je 2 Tagen. Je mehr Schritte, desto symmetrischer die Summe.
Formeln: Mittelwert, Standardabweichung, Gipfel und aus Mittelwert und Standardabweichung
Formeln der Gamma-Verteilung (Formparameter k, Skalenparameter θ), durchgerechnet für k = 3 und θ = 2 Tage
GrößeFormel und Beispiel
Mittelwertk × θ
= 6,0 Tage
Standardabweichung√k × θ
= 3,46 Tage
Gipfel (Modus)(k − 1) × θ, für k ≥ 1
= 4,0 Tage
Aus Mittelwert und Standardabweichungk = (Mittelwert / sd)², θ = sd² / Mittelwert

Die Gamma-Verteilung in Excel

GAMMA.INV(probability, alpha, beta) nimmt den Formparameter als alpha und den Skalenparameter als beta. Manche Lehrbücher schreiben die Gamma-Verteilung stattdessen mit einer Rate, 1 / Skalenparameter; Excel verwendet den Skalenparameter, eine Rate von 0,5 pro Tag ist also ein beta von 2. In einer Zelle lautet eine Ziehung =GAMMA.INV(RAND(),D17,F17), und GAMMA.DIST(x, alpha, beta, TRUE) (im deutschen Excel GAMMA.VERT) liefert die Chance auf einen Wert unter x: =1-GAMMA.DIST(10, 3, 2, TRUE) ist die Chance von 12,5 %, länger als 10 Tage zu brauchen.

Tage bis zur Fertigstellung von drei Reparaturen, Gamma-Verteilung mit Formparameter 3 und Skalenparameter 2Histogramm von 10.000 Ziehungen durch xellstorm mit der exakten Gamma-Dichte als Linie, mit dem Gipfel bei 4,0 Tagen und einem Ende nach rechts; P10 2,2, P90 10,6.05101520P10 2,2P90 10,6
Tage, bis drei Reparaturen hintereinander fertig sind, Gamma-Verteilung mit Formparameter 3 und Skalenparameter 2. Balken: 10.000 Ziehungen von xellstorm; Linie: die theoretische Kurve.
Gamma-Verteilung in Excel, Zeile 17 der Arbeitsmappe (Formparameter in D17, Skalenparameter in F17)
ZelleFormelWert
Zufallszahl u (I17)=RAND()
Ziehung (J17)=GAMMA.INV(I17,D17,F17)
Ziehung in einer Zelle=GAMMA.INV(RAND(),D17,F17)
Mittelwert (K17)=D17*F176,00
P10 (L17)=GAMMA.INV(0.1,D17,F17)2,20
P90 (M17)=GAMMA.INV(0.9,D17,F17)10,64
Zahlen prüfen: exakte Werte im Vergleich mit 10.000 Ziehungen aus Excel und aus xellstorm
Tage bis zur Fertigstellung von drei Reparaturen, Gamma-verteilt: exakte Werte und je 10.000 Ziehungen
ExaktExcel, RAND()xellstorm
Mittelwert6,005,976,00
Standardabweichung3,463,503,46
P102,202,192,20
P50 (Median)5,355,285,35
P9010,6410,6910,64

Excel zieht mit RAND() völlig zufällig; xellstorm verteilt seine Ziehungen gleichmäßig über den Bereich (Latin-Hypercube-Sampling), daher liegen seine Kennzahlen näher an den exakten Werten.

Gamma- oder Lognormalverteilung?

Beide sind positiv und nach rechts schief, und bei gleichem Mittelwert und gleicher Standardabweichung sehen sie in der Mitte ähnlich aus. Der Unterschied liegt im Ende: Das der Lognormalverteilung ist schwerer. Angepasst an den Mittelwert 6,0 und die Standardabweichung 3,46 der Reparaturen, ergibt eine Lognormalverteilung eine Chance von 0,6 % auf mehr als 20 Tage, die Gamma-Verteilung 0,3 %. Kommt es auf seltene, sehr große Werte an (Verluste, Überschreitungen), zählt dieser Unterschied: Passen Sie beide an Ihre Daten an und vergleichen Sie, oder wählen Sie vorsichtshalber die Verteilung mit dem schwereren Ende. Siehe Lognormalverteilung.

Eine Gamma-Verteilung in xellstorm eingeben

  1. Machen Sie die Zelle zur Eingangsgröße und wählen Sie im Schritt „Verteilungen“ die Verteilung „Gamma“. Geben Sie a (den Formparameter) und scale ein; loc verschiebt den Start von null weg, meist 0.
  2. Bei früheren Werten passt „Aus Daten“ in der Seitenleiste eine bei null beginnende Gamma-Verteilung an, neben Lognormal-, Weibull- und weiteren Formen, und ordnet sie nach ihrer Güte.

„Aus Arbeitsmappe importieren“ wandelt =GAMMA.INV(RAND(), alpha, beta) in eine gammaverteilte Eingangsgröße um; Modelle für Add-Ins werden aus RiskGamma, RiskErlang, VoseGamma und PsiGamma umgewandelt.

Häufige Fragen

Wie erzeuge ich Gamma-verteilte Zufallszahlen in Excel?

Verwenden Sie =GAMMA.INV(RAND(), shape, scale), zum Beispiel =GAMMA.INV(RAND(), 3, 2) für den Mittelwert 6,0. Jede Neuberechnung zieht einen neuen Wert.

Was sind Formparameter und Skalenparameter einer Gamma-Verteilung?

Der Formparameter bestimmt die Gestalt: 1 ist eine Exponentialverteilung, größere Werte ergeben einen Buckel, der immer symmetrischer wird. Der Skalenparameter streckt ihn: Der Mittelwert ist Formparameter × Skalenparameter, die Standardabweichung √Formparameter × Skalenparameter.

Wie hängen Gamma- und Exponentialverteilung zusammen?

Eine Exponentialverteilung ist eine Gamma-Verteilung mit dem Formparameter 1. Die Summe mehrerer unabhängiger Exponentialzeiten mit demselben Mittelwert ist gammaverteilt, mit der Anzahl der Zeiten als Formparameter und diesem Mittelwert als Skalenparameter (auch Erlang-Verteilung genannt).

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