CE 074 - Controle de Processos Industriais

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Universidade Federal do Paraná Prof. Fernando de Pol Mayer

Curso de Graduação em Estatística Lab. de Estatística e Geoinformação - LEG

Departamento de Estatística - UFPR


Instruções para o planejamento de experimentos

  1. Reconhecimento e caracterização do problema: reconhecer algum processo que necessite de experimentação e desenvolver todas as ideias sobre os objetivos do problema. É importante usar todo o conhecimento já existente sobre o problema. Por esse motivo, uma abordagem de grupo deve ser adotada. É útil preparar uma lista com problemas e perguntas específicas que poderão ser respondidas pelo experimento. Exitem muitos objetivos para se realizar um experimento, mas os principais são:
    • Confirmação (funciona como no passado?)
    • Descoberta (o que mais interfere?)
    • Estabilidade (em quais condições o sistema degrada?)
    Considerar ao invés de um grande experimento muito compreensivo, uma abordagem sequencial, ou seja, uma série de experimentos menores.
  2. Escolha de fatores, níveis e amplitude: fatores podem ser classificados como fatores do desenho e fatores nuisance (acessórios, secundários, de segunda ordem, …). Os fatores do desenho são aqueles que o experimentador tem o interesse em variar. Outra classificação poderia ser:
    • Fatores do desenho
    • Fatores mantidos constantes
    • Fatores em que se permite variar Fatores nuisance podem ser:
    • Controláveis (entram no modelo)
    • Não controláveis (se puderem ser medidos - ANCOVA)
    • Ruídos (varia e não pode ser controlado) Após definir os fatores, é necessário selecionar o número de níveis e a amplitude de variação entre eles. Se o objetivo for caraacterização, as aplitudes decem ser grandes.
  3. Escolha da variável resposta: certificar que a variável resposta é de fato relevante para responder as perguntas do problema.
  4. Escolha do desenho experimental: escolha do tamanho da amostra (número de réplicas), a seleção da ordem de execução, e se haverá blocagem.
  5. Execução do experimento: controlar o processo como planejado. Geralmente é recomendado realizar algum (ou alguns) experimentos piloto, para se ter uma ideia do erro experimental, e se serão necessários ajustes no experimento.
  6. Análise dos dados: apropriado ao seu planejamento.
  7. Conclusões e recomendações: após o experimento, o experimentador deve descrever conclusões práticas baseadas nos resultados, e ainda recomendar estudos posteriores, com os ajustes que descobriu-se ser necessário.

Note que todo esse processo é iterativo!

Os passos 1-3 são chamados de planejamento pré-experimental, e são fundamentais para o bom desenvolvimento de um experimento. Por isso, vamos usar este guia para facilitar essa fase:

  1. Objetivos do experimento
  2. Conhecimento relevante sobre o problema
  3. Listar:
    • variável resposta
    • os níveis normais de operação dessa variável
    • os níveis que podem ser de fato medidos
  4. Listar: fatores controláveis
  5. Listar: fatores que serão considerados fixos
  6. Listar: fatores nuisance
  7. Listar: possíveis interações
  8. Listar: restrições do experimento (aquisição de dados, material, etc)
  9. Desenho experimental inicial
  10. Propor a análise e técnicas de representação dos resultados e do experimento
  11. Experimento piloto deverá ser conduzido? Sim/não. Por que?

O guia completo está disponível em: ce074_trabalho-guia_2015-02.html, e o código fonte está em ce074_trabalho-guia_2015-02.Rmd.