إنشاء عينة عشوائية في إكسل: دليل شامل بالخطوات التفصيلية

يعد إنشاء عينة عشوائية جزءًا أساسيًا من العديد من العمليات الإحصائية والبحثية. سواء كنت تجري استطلاعًا للرأي، أو تختبر جودة منتج، أو تحلل البيانات التسويقية، فإن القدرة على اختيار مجموعة فرعية عشوائية من البيانات يمكن أن يوفر لك رؤى قيمة دون الحاجة إلى تحليل المجموعة الكاملة. يوفر برنامج إكسل (Excel) مجموعة متنوعة من الأدوات والتقنيات لإنشاء عينات عشوائية بكفاءة. في هذه المقالة، سنستكشف طرقًا مختلفة لإنشاء عينات عشوائية في إكسل، بدءًا من الطرق البسيطة إلى التقنيات الأكثر تقدمًا، مع شرح كل خطوة بالتفصيل.

لماذا نستخدم العينات العشوائية؟

قبل الغوص في التفاصيل الفنية، من المهم فهم سبب أهمية العينات العشوائية. العينة العشوائية هي مجموعة فرعية من البيانات تم اختيارها بشكل عشوائي من مجموعة أكبر (تسمى المجتمع). الهدف من أخذ عينة عشوائية هو تمثيل المجتمع بأكمله بدقة. هذا يسمح لنا باستخلاص استنتاجات حول المجتمع بناءً على تحليل العينة.

فوائد استخدام العينات العشوائية:

• الكفاءة: تحليل عينة أصغر أسرع وأقل تكلفة من تحليل المجموعة الكاملة.
• الدقة: إذا تم اختيار العينة بشكل عشوائي حقًا، فإنها ستمثل المجتمع بدقة معقولة.
• التعميم: يمكن استخدام نتائج تحليل العينة لتعميمها على المجتمع بأكمله.

طرق إنشاء عينة عشوائية في إكسل

هناك عدة طرق لإنشاء عينة عشوائية في إكسل، ولكل منها مزاياها وعيوبها. سنستعرض الآن بعض الطرق الأكثر شيوعًا:

1. استخدام الدالة RAND() لإنشاء أرقام عشوائية

تعتبر الدالة `RAND()` في إكسل من أبسط الطرق لإنشاء عينة عشوائية. تقوم هذه الدالة بإرجاع رقم عشوائي بين 0 و 1. يمكننا استخدام هذه الأرقام العشوائية لترتيب البيانات ثم اختيار عدد معين من الصفوف من الأعلى.

الخطوات:

1. إضافة عمود جديد: في ورقة العمل التي تحتوي على بياناتك، أضف عمودًا جديدًا بجوار بياناتك. على سبيل المثال، إذا كانت بياناتك في الأعمدة A و B، أضف عمودًا جديدًا في العمود C.
2. إدخال الدالة RAND(): في الخلية الأولى من العمود الجديد (مثل C2)، أدخل الدالة `=RAND()` واضغط Enter.
3. تعبئة العمود: انقر واسحب الزاوية السفلية اليمنى للخلية التي تحتوي على الدالة `RAND()` لأسفل لتعبئة العمود بأكمله بالأرقام العشوائية. تأكد من أنك قمت بتعبئة العمود لجميع الصفوف التي تحتوي على بيانات.
4. الفرز: حدد نطاق البيانات بأكمله (بما في ذلك العمود الذي يحتوي على الأرقام العشوائية). انتقل إلى علامة التبويب “Data” (بيانات) في شريط الأدوات. في مجموعة “Sort & Filter” (فرز وتصفية)، انقر فوق “Sort” (فرز).
5. تحديد عمود الفرز: في مربع الحوار “Sort” (فرز)، حدد العمود الذي يحتوي على الأرقام العشوائية (على سبيل المثال، العمود C) من القائمة المنسدلة “Sort by” (فرز حسب). تأكد من أن الترتيب هو “Smallest to Largest” (من الأصغر إلى الأكبر) أو “Largest to Smallest” (من الأكبر إلى الأصغر). انقر فوق “OK” (موافق).
6. اختيار العينة: بعد الفرز، سيتم ترتيب بياناتك عشوائيًا بناءً على الأرقام العشوائية. حدد عدد الصفوف التي تريدها في العينة الخاصة بك من الأعلى. على سبيل المثال، إذا كنت تريد عينة من 100 صف، فحدد أول 100 صف.
7. نسخ العينة: انسخ الصفوف المحددة والصقها في ورقة عمل جديدة. هذه هي العينة العشوائية الخاصة بك.

ملاحظات:

• في كل مرة تقوم فيها بإجراء تغيير على ورقة العمل، سيتم إعادة حساب الأرقام العشوائية. هذا يعني أن الترتيب سيتغير. إذا كنت تريد الاحتفاظ بعينتك كما هي، يمكنك نسخ الأرقام العشوائية ولصقها كقيم (بدون صيغ) في عمود آخر.
• تعتبر هذه الطريقة بسيطة وسريعة، ولكنها قد لا تكون مثالية إذا كنت بحاجة إلى عينة عشوائية حقيقية. نظرًا لأن إكسل يستخدم مولد أرقام شبه عشوائي، فقد لا تكون الأرقام عشوائية تمامًا.

2. استخدام الدالة RANDBETWEEN() لإنشاء أرقام عشوائية صحيحة

إذا كنت تريد إنشاء عينة عشوائية بناءً على فهرس الصفوف، يمكنك استخدام الدالة `RANDBETWEEN()` لإنشاء أرقام عشوائية صحيحة. هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص إذا كان لديك معرفات فريدة لكل صف.

الخطوات:

1. إضافة عمود جديد: كما في الطريقة السابقة، أضف عمودًا جديدًا بجوار بياناتك.
2. إدخال الدالة RANDBETWEEN(): في الخلية الأولى من العمود الجديد (مثل C2)، أدخل الدالة `=RANDBETWEEN(1,N)`، حيث N هو عدد الصفوف الإجمالي في بياناتك. على سبيل المثال، إذا كان لديك 1000 صف، فستكون الدالة `=RANDBETWEEN(1,1000)`. اضغط Enter.
3. تعبئة العمود: انقر واسحب الزاوية السفلية اليمنى للخلية التي تحتوي على الدالة `RANDBETWEEN()` لأسفل لتعبئة العمود بأكمله بالأرقام العشوائية.
4. الفرز: حدد نطاق البيانات بأكمله (بما في ذلك العمود الذي يحتوي على الأرقام العشوائية). انتقل إلى علامة التبويب “Data” (بيانات) في شريط الأدوات. في مجموعة “Sort & Filter” (فرز وتصفية)، انقر فوق “Sort” (فرز).
5. تحديد عمود الفرز: في مربع الحوار “Sort” (فرز)، حدد العمود الذي يحتوي على الأرقام العشوائية (على سبيل المثال، العمود C) من القائمة المنسدلة “Sort by” (فرز حسب). تأكد من أن الترتيب هو “Smallest to Largest” (من الأصغر إلى الأكبر) أو “Largest to Smallest” (من الأكبر إلى الأصغر). انقر فوق “OK” (موافق).
6. اختيار العينة: بعد الفرز، سيتم ترتيب بياناتك عشوائيًا بناءً على الأرقام العشوائية. حدد عدد الصفوف التي تريدها في العينة الخاصة بك من الأعلى. على سبيل المثال، إذا كنت تريد عينة من 100 صف، فحدد أول 100 صف.
7. نسخ العينة: انسخ الصفوف المحددة والصقها في ورقة عمل جديدة. هذه هي العينة العشوائية الخاصة بك.

ملاحظات:

• كما هو الحال مع الدالة `RAND()`, سيتم إعادة حساب الأرقام العشوائية في كل مرة تقوم فيها بإجراء تغيير على ورقة العمل. يمكنك نسخ الأرقام العشوائية ولصقها كقيم للاحتفاظ بها ثابتة.
• تضمن هذه الطريقة أن كل صف لديه فرصة متساوية للاختيار، ولكن قد لا تكون مثالية إذا كنت بحاجة إلى ضمان عدم تكرار أي صف في العينة.

3. استخدام وظيفة FILTER و RANDARRAY (إكسل 365 والإصدارات الأحدث)

بالنسبة لمستخدمي إكسل 365 والإصدارات الأحدث، هناك طريقة أكثر فعالية باستخدام وظيفة `FILTER` مع وظيفة `RANDARRAY` لإنشاء عينة عشوائية بدون الحاجة إلى الفرز.

الخطوات:

1. تحديد نطاق البيانات: حدد نطاق البيانات الذي تريد أخذ عينة منه. على سبيل المثال، إذا كانت بياناتك في النطاق A1:B1000، فحدد هذا النطاق.
2. استخدام وظيفة FILTER و RANDARRAY: في خلية فارغة، أدخل الصيغة التالية: `=FILTER(A1:B1000, RANDARRAY(ROWS(A1:B1000)) < (N/ROWS(A1:B1000)))`، حيث N هو حجم العينة المطلوبة. على سبيل المثال، إذا كنت تريد عينة من 100 صف، فستكون الصيغة: `=FILTER(A1:B1000, RANDARRAY(ROWS(A1:B1000)) < (100/ROWS(A1:B1000)))`.
3. اضغط Enter: اضغط Enter لتطبيق الصيغة. ستقوم إكسل بإنشاء عينة عشوائية من البيانات وتعبئة الخلايا بالنتائج.

شرح الصيغة:

• `FILTER(A1:B1000, …)`: تقوم هذه الوظيفة بترشيح النطاق A1:B1000 بناءً على الشرط المحدد.
• `RANDARRAY(ROWS(A1:B1000))`: تقوم هذه الوظيفة بإنشاء مصفوفة من الأرقام العشوائية بنفس عدد الصفوف في النطاق A1:B1000.
• `(N/ROWS(A1:B1000))`: هذا الجزء من الصيغة يحسب النسبة المئوية للعينة المطلوبة. على سبيل المثال، إذا كان لديك 1000 صف وتريد عينة من 100 صف، فإن النسبة المئوية ستكون 100/1000 = 0.1.
• `RANDARRAY(…) < (N/ROWS(...))`: يقارن هذا الجزء من الصيغة كل رقم عشوائي في المصفوفة التي تم إنشاؤها بالنسبة المئوية للعينة. إذا كان الرقم العشوائي أقل من النسبة المئوية، فسيتم تضمين الصف المطابق في العينة.

ملاحظات:

• تعتبر هذه الطريقة فعالة جدًا وسريعة، خاصة بالنسبة لمجموعات البيانات الكبيرة.
• لا تتطلب هذه الطريقة الفرز، مما يجعلها أسرع من الطرق الأخرى.
• تضمن هذه الطريقة أن يكون لكل صف فرصة متساوية للاختيار.

4. استخدام تحليل البيانات Add-in (إضافة تحليل البيانات)

يوفر إكسل أيضًا وظيفة “Random Number Generation” (إنشاء أرقام عشوائية) في أداة “Data Analysis” (تحليل البيانات) الإضافية. إذا لم تكن هذه الأداة الإضافية مثبتة بالفعل، فستحتاج إلى تثبيتها.

تثبيت أداة تحليل البيانات:

1. انتقل إلى علامة التبويب “File” (ملف).
2. انقر فوق “Options” (خيارات).
3. في مربع الحوار “Excel Options” (خيارات إكسل)، انقر فوق “Add-ins” (الوظائف الإضافية).
4. في القائمة المنسدلة “Manage” (إدارة) في الأسفل، حدد “Excel Add-ins” (وظائف إكسل الإضافية) وانقر فوق “Go” (انتقال).
5. في مربع الحوار “Add-ins” (الوظائف الإضافية)، حدد المربع بجوار “Analysis ToolPak” (حزمة أدوات التحليل) وانقر فوق “OK” (موافق).

إنشاء عينة عشوائية باستخدام أداة تحليل البيانات:

1. انتقل إلى علامة التبويب “Data” (بيانات). في مجموعة “Analysis” (تحليل)، انقر فوق “Data Analysis” (تحليل البيانات). إذا لم تر “Data Analysis”، فتأكد من أنك قمت بتثبيت أداة “Analysis ToolPak”.
2. حدد “Random Number Generation” (إنشاء أرقام عشوائية). في مربع الحوار “Data Analysis” (تحليل البيانات)، حدد “Random Number Generation” (إنشاء أرقام عشوائية) وانقر فوق “OK” (موافق).
3. تكوين إعدادات إنشاء الأرقام العشوائية. في مربع الحوار “Random Number Generation” (إنشاء أرقام عشوائية)، قم بتكوين الإعدادات التالية:
• Number of Variables (عدد المتغيرات): أدخل عدد الأعمدة التي تريد إنشاء أرقام عشوائية لها. في حالتنا، نريد إنشاء عمود واحد فقط من الأرقام العشوائية، لذا أدخل 1.
• Number of Random Numbers (عدد الأرقام العشوائية): أدخل عدد الأرقام العشوائية التي تريد إنشاؤها. يجب أن يكون هذا العدد مساويًا لعدد الصفوف في بياناتك.
• Distribution (التوزيع): حدد “Uniform” (منتظم) من القائمة المنسدلة.
• Parameters (المعلمات): أدخل 0 في حقل “Between” (بين) و 1 في حقل “and” (و). هذا سيولد أرقامًا عشوائية بين 0 و 1.
• Random Seed (البذرة العشوائية): هذا حقل اختياري. يمكنك إدخال رقم هنا لضمان إمكانية إعادة إنتاج نفس الأرقام العشوائية في المستقبل. إذا تركته فارغًا، فسيستخدم إكسل بذرة عشوائية مختلفة في كل مرة.
• Output options (خيارات الإخراج): حدد مكان إخراج الأرقام العشوائية. يمكنك اختيار “New Worksheet Ply” (ورقة عمل جديدة) لإنشاء ورقة عمل جديدة تحتوي على الأرقام العشوائية، أو “Output Range” (نطاق الإخراج) لتحديد نطاق في ورقة العمل الحالية حيث سيتم وضع الأرقام العشوائية.
4. انقر فوق “OK” (موافق). سيقوم إكسل بإنشاء الأرقام العشوائية ووضعها في الموقع الذي حددته.
5. الفرز واختيار العينة: اتبع الخطوات المذكورة في الطريقتين السابقتين لفرز البيانات بناءً على الأرقام العشوائية واختيار العينة المطلوبة.

ملاحظات:

• توفر أداة “Analysis ToolPak” خيارات توزيع إضافية للأرقام العشوائية، مثل التوزيع الطبيعي والتوزيع ذي الحدين.
• تعتبر هذه الطريقة مفيدة إذا كنت بحاجة إلى إنشاء مجموعات كبيرة من الأرقام العشوائية بسرعة.

5. استخدام VBA (Visual Basic for Applications)

إذا كنت تحتاج إلى إنشاء عينات عشوائية معقدة أو أتمتة عملية إنشاء العينات، يمكنك استخدام VBA (Visual Basic for Applications). يتيح لك VBA كتابة تعليمات برمجية مخصصة لتحديد العينة بناءً على معايير محددة.

مثال على كود VBA لإنشاء عينة عشوائية:

Sub CreateRandomSample()
 Dim LastRow As Long
 Dim SampleSize As Long
 Dim i As Long
 Dim RandomIndex As Long
 Dim SampleRange As Range

 ' تحديد الصف الأخير من البيانات
 LastRow = Cells(Rows.Count, "A").End(xlUp).Row

 ' تحديد حجم العينة
 SampleSize = InputBox("أدخل حجم العينة المطلوب:", "حجم العينة")

 ' التحقق من أن حجم العينة صالح
 If SampleSize > LastRow Then
 MsgBox "حجم العينة أكبر من عدد الصفوف في البيانات.", vbCritical
 Exit Sub
 End If

 ' إنشاء نطاق للعينة
 Set SampleRange = Range("C1:D" & SampleSize)

 ' مسح أي بيانات موجودة في نطاق العينة
 SampleRange.ClearContents

 ' إنشاء مصفوفة لتتبع الصفوف التي تم اختيارها بالفعل
 Dim SelectedRows() As Boolean
 ReDim SelectedRows(1 To LastRow) As Boolean

 ' اختيار الصفوف العشوائية
 For i = 1 To SampleSize
 Do
 RandomIndex = Int((LastRow * Rnd) + 1)
 Loop While SelectedRows(RandomIndex) = True

 ' تحديد الصف الذي تم اختياره
 SelectedRows(RandomIndex) = True

 ' نسخ بيانات الصف إلى نطاق العينة
 Cells(RandomIndex, "A").Resize(1, 2).Copy Destination:=Range("C" & i)
 Next i

End Sub

شرح الكود:

• `LastRow`: تحدد الصف الأخير الذي يحتوي على بيانات في العمود A.
• `SampleSize`: يطلب من المستخدم إدخال حجم العينة المطلوب.
• `SelectedRows()`: مصفوفة منطقية لتتبع الصفوف التي تم اختيارها بالفعل لتجنب التكرار.
• الحلقة `For i = 1 To SampleSize`: تكرر العملية لاختيار العدد المطلوب من الصفوف العشوائية.
• `RandomIndex`: تولد فهرسًا عشوائيًا للصف.
• الحلقة `Do…Loop`: تضمن عدم اختيار نفس الصف مرتين.
• `Cells(RandomIndex, “A”).Resize(1, 2).Copy Destination:=Range(“C” & i)`: تنسخ بيانات الصف المحدد إلى نطاق العينة.

كيفية استخدام كود VBA:

1. افتح محرر VBA: اضغط Alt + F11 لفتح محرر Visual Basic for Applications.
2. أدخل وحدة نمطية جديدة: في محرر VBA، انتقل إلى Insert > Module (إدراج > وحدة نمطية).
3. الصق الكود: الصق كود VBA في الوحدة النمطية الجديدة.
4. تشغيل الكود: اضغط F5 لتشغيل الكود. سيطلب منك إدخال حجم العينة. أدخل حجم العينة المطلوب وانقر فوق “OK” (موافق).
5. التحقق من النتائج: سيتم وضع العينة العشوائية في الأعمدة C و D.

ملاحظات:

• يتطلب استخدام VBA معرفة ببرمجة VBA.
• يمكن تخصيص كود VBA لتلبية احتياجات محددة، مثل تحديد معايير للاختيار أو التعامل مع مجموعات البيانات المعقدة.

اعتبارات إضافية عند إنشاء عينات عشوائية

• حجم العينة: يعد تحديد حجم العينة المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان دقة نتائج التحليل. يعتمد حجم العينة المطلوب على عدة عوامل، بما في ذلك حجم المجتمع، ومستوى الثقة المطلوب، وهامش الخطأ المسموح به.
• التحيز: يجب أن تكون حريصًا على تجنب أي تحيز في عملية اختيار العينة. يمكن أن يحدث التحيز إذا لم يتم اختيار العينة بشكل عشوائي حقًا، أو إذا كان هناك عوامل تؤثر على احتمالية اختيار بعض العناصر أكثر من غيرها.
• التمثيل: يجب أن تمثل العينة المجتمع بأكمله بدقة. إذا كان المجتمع يتكون من مجموعات فرعية مختلفة، فيجب أن تكون هذه المجموعات الفرعية ممثلة في العينة بنسب مماثلة لتلك الموجودة في المجتمع.
• التحقق من العينة: بعد إنشاء العينة، من الجيد التحقق من أنها عشوائية حقًا وتمثل المجتمع بدقة. يمكنك القيام بذلك عن طريق مقارنة خصائص العينة بخصائص المجتمع، أو عن طريق إجراء اختبارات إحصائية للتحقق من العشوائية.

الخلاصة

يوفر إكسل مجموعة متنوعة من الأدوات والتقنيات لإنشاء عينات عشوائية. يمكن أن تساعدك هذه الأدوات في تحليل البيانات بشكل أكثر كفاءة ودقة، واتخاذ قرارات مستنيرة بناءً على نتائج التحليل. من خلال فهم الطرق المختلفة لإنشاء العينات العشوائية والاعتبارات الإضافية، يمكنك التأكد من أن عينتك تمثل المجتمع بدقة وتوفر رؤى قيمة.

سواء كنت تستخدم الدالة `RAND()` البسيطة أو وظيفة `FILTER` الأكثر تقدمًا أو كود VBA مخصص، فإن القدرة على إنشاء عينات عشوائية في إكسل هي مهارة أساسية لأي شخص يعمل مع البيانات.