Fase de planejamento

Por que é importante planejar um experimento?

Como os recursos são limitados, é muito importante obter o máximo de informações a partir de cada experimento realizado.

Experimentos bem planejados podem gerar significativamente mais informações e frequentemente exigem menos corridas do que experimentos desordenados ou não planejados.

Além disso, um experimento bem planejado é importante para assegurar que será possível avaliar os efeitos identificados como importantes.

Por exemplo, se você acredita que existe uma interação entre duas variáveis, não esqueça de incluir ambas as variáveis em seu experimento. É impossível estimar interações a partir de um experimento com "um fator de cada vez".

Uma interação ocorre quando o efeito de uma variável é afetado pelo nível de uma outra variável.

Um planejamento cuidadoso pode ajudar a evitar problemas que podem ocorrer durante a execução do experimento. Por exemplo, pessoal, disponibilidade de equipamentos, financiamento e os aspectos mecânicos do sistema podem afetar a sua capacidade de executar o experimento. Se o seu projeto tem baixa prioridade, pode ser interessante executar experimentos menores. Dessa forma, se você perder recursos para um projeto de maior prioridade não será necessário descartar os dados já coletados. Quando os recursos estiverem disponíveis novamente, você poderá continuar a experimentação.

Planejar um experimento

O grau de preparação antes de iniciar a experimentação depende do problema. Pode ser interessante executar as seguintes etapas:
Definir o problema
O desenvolvimento de uma boa declaração do problema ajuda a garantir que você esteja estudando as variáveis corretas. Nesta etapa você identifica as perguntas a serem respondidas.
Definir o objetivo
Um objetivo bem definido assegurará que o experimento responda às perguntas corretas e forneça informações práticas e úteis. Nesta etapa você define os objetivos do experimento.
Desenvolver um plano experimental proporcione informações significativas
Não deixe de considerar as informações básicas relevantes, como princípios teóricos e conhecimentos obtidos através da observação ou experimentação prévia. Por exemplo, pode ser necessário identificar quais fatores ou condições do processo afetam o desempenho do processo e contribuem para a variabilidade do processo. Ou, se o processo já está estabelecido e você identificou fatores de influência, você pode querer determinar as condições ideais do processo.
Garanta que o processo e os sistemas de medição estão sob controle
De maneira ideal, o processo e as medições devem estar sob controle estatístico conforme forem medidos por um sistema de controle estatístico do processo (CEP) em funcionamento. Mesmo se o processo não estiver completamente sob controle, você deve ser capaz de reproduzir as definições do processo. Também pode ser necessário determinar a variabilidade no sistema de medição. Se a variabilidade no sistema for maior do que a diferença/efeito que você considera importante, a experimentação não fornecerá resultados significativos.

O Minitab oferece diversas ferramentas para avaliar controle de processo e analisar o sistema de medição.

Fase de filtragem

Em muitas aplicações de desenvolvimento de processos e de fabricação, o número de variáveis potenciais (fatores) é grande. A triagem (caracterização do processo) é usada para reduzir o número de fatores identificando os fatores ou condições chave de um processo que afetam a qualidade do produto. Esta redução permite a concentração dos esforços de melhoria de processos em alguns dos fatores mais importantes. Diferentes tipos de filtragem de experimento pode filtrar diferentes tipos de termos e detectar ou modelar a curvatura. Se necessário, novos experimentos de otimização podem ser feitos para modelar interações mais complexas ou para definir com mais precisão a natureza da superfície de resposta.

Os experimentos a seguir são frequentemente utilizados para a triagem:
  • As filtragens de experimento definitivas podem estimar modelos complexos para um pequeno número de fatores importantes que estavam em um experimento com muitos fatores.
  • Experimentos fatoriais com 2 níveis completos e fracionados são usados extensivamente na indústria.
  • Experimentos de Plackett-Burman possuem baixa resolução, porém sua utilidade em alguns experimentos de triagem e teste de robustez é amplamente reconhecida.

Fase de otimização

Depois de identificar os termos importantes por triagem, é preciso determinar os valores ótimos para os fatores experimentais. O valores do fator ótimos dependem do objetivo do processo. Por exemplo, você pode querer maximizar o rendimento do processo ou reduzir a variabilidade do produto.

Fase de verificação

A verificação envolve a realização de um experimento subsequente sob as condições ideais preditas para confirmar os resultados da otimização. Por exemplo, você pode executar algumas corridas experimentais com as configurações ideais e obter um intervalo de confiança para a resposta média.

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