Exemplo de Análise de experimento de superfície de resposta

Um engenheiro embalagens precisa garantir que as vedações em sacos plásticos que possuem um produto resistente o suficiente para evitar vazamentos, mas não tão resistente a ponto de o consumidor não conseguir abrir os sacos. Os sacos mantêm os instrumentos cirúrgicos secos e estéreis até que alguém os abra. O engenheiro deseja otimizar a resistência da vedação entre 20 e 32 libras (limites inferiores e superiores) com um alvo de 26 lb. O engenheiro também quer minimizar a variabilidade da resistência da vedação de modo que seja 1 ou menos. O engenheiro determina que a temperatura da barra quente, o tempo de espera e a pressão da barra quente são fatores que afetam a resistência da vedação. O engenheiro também determina que a temperatura da barra quente, tempo de permanência e temperatura do material são fatores importantes que afetam a variação. O engenheiro projeta um experimento de superfície de resposta composta central para examinar os fatores que afetam a resistência e a variabilidade da vedação. O engenheiro usa a transformação do log natural para analisar a variabilidade da vedação.

O engenheiro coleta dados e analisa o experimento para determinar quais fatores afetam a resistência da vedação.

  1. Abra os dados das amostras, ResistênciaVedação.MTW.
  2. Selecione Estat > DOE (Planejamento de Experimento) > Superfície de resposta > Análise de experimento de superfície de resposta.
  3. Em Respostas, insira Resistência.
  4. Clique em Gráficos.
  5. Em Gráficos de Resíduos, selecione Quatro em um.
  6. Clique em OK em cada caixa de diálogo.

Interpretar os resultados

Nestes resultados, a tabela Análise de Variância, os valores-p HotBarT*HotBarT, DwelTime*DwelTime e HotBarT*DwelTime são significativos. O engenheiro pode considerar a redução do modelo para remover os termos que não são significativos. Para obter mais informações, vá para Redução de modelo.

O valor de R2 mostra que o modelo explica 78,58% da variância em resistência, o que indica que o modelo ajusta os dados adequadamente. O R2 predito de 0 sugere que este modelo está com excesso de ajuste, o que apoia a redução do modelo.

O gráfico de Pareto dos efeitos possibilita a identificação visual dos efeitos importantes e compara a magnitude relativa dos vários efeitos. Além disso, é possível ver que o maior efeito é HotBarT*DwelTime (AB) porque se estende para mais distante.

Nos gráficos de resíduos, os pontos no gráfico de probabilidade normal não seguem a linha reta. Reduzir o modelo pode corrigir isso.

Coeficientes Codificados

TermoCoefEP de CoefValor-TValor-PVIF
Constante28,441,6617,090,000 
BarraQuenteT1,6850,8991,870,0791,00
TempoPerm-1,7190,899-1,910,0741,00
BarraQuenteP1,4810,8991,650,1191,00
TempMat1,0600,8991,180,2551,00
BarraQuenteT*BarraQuenteT-2,6620,823-3,230,0051,03
TempoPerm*TempoPerm-2,4760,823-3,010,0081,03
BarraQuenteP*BarraQuenteP-1,3290,823-1,610,1261,03
TempMat*TempMat-1,1510,823-1,400,1811,03
BarraQuenteT*TempoPerm-5,811,10-5,280,0001,00
BarraQuenteT*BarraQuenteP-0,091,10-0,080,9381,00
BarraQuenteT*TempMat-0,141,10-0,130,9021,00
TempoPerm*BarraQuenteP0,551,100,500,6241,00
TempoPerm*TempMat0,241,100,220,8321,00
BarraQuenteP*TempMat-0,101,10-0,090,9291,00

Sumário do Modelo

SR2R2(aj)R2(pred)
4,4022878,58%59,84%0,00%

Análise de Variância

FonteGLSQ (Aj.)QM (Aj.)Valor FValor-P
Modelo141137,5181,2514,190,004
  Linear4218,6554,6622,820,060
    BarraQuenteT168,1368,1293,520,079
    TempoPerm170,9470,9393,660,074
    BarraQuenteP152,6252,6162,710,119
    TempMat126,9626,9631,390,255
  Quadrado4372,0793,0184,800,010
    BarraQuenteT*BarraQuenteT1202,61202,61110,450,005
    TempoPerm*TempoPerm1175,32175,3189,050,008
    BarraQuenteP*BarraQuenteP150,5250,5222,610,126
    TempMat*TempMat137,8737,8661,950,181
  Interação com 2 Fatores6546,7991,1324,700,006
    BarraQuenteT*TempoPerm1540,47540,47027,890,000
    BarraQuenteT*BarraQuenteP10,120,1210,010,938
    BarraQuenteT*TempMat10,300,3050,020,902
    TempoPerm*BarraQuenteP14,844,8400,250,624
    TempoPerm*TempMat10,900,8990,050,832
    BarraQuenteP*TempMat10,160,1600,010,929
Erro16310,0819,380   
  Falta de ajuste10308,2030,82098,510,000
  Erro puro61,880,313**
Total301447,60     

Equação de Regressão em Unidades Não codificadas

Resistência=-289,3 + 2,287 BarraQuenteT + 206,6 TempoPerm + 0,124 BarraQuenteP
+ 0,594 TempMat - 0,00426 BarraQuenteT*BarraQuenteT - 39,6 TempoPerm*TempoPerm
- 0,000532 BarraQuenteP*BarraQuenteP - 0,00288 TempMat*TempMat
- 0,930 BarraQuenteT*TempoPerm - 0,000070 BarraQuenteT*BarraQuenteP
- 0,00028 BarraQuenteT*TempMat + 0,0440 TempoPerm*BarraQuenteP
+ 0,047 TempoPerm*TempMat - 0,00010 BarraQuenteP*TempMat

Ajustados e Diagnósticos para Observações Atípicas

Obs.ResistênciaAjusteResídResíd Pad
320,6914,436,262,20R
527,4321,725,712,01R
925,9920,165,832,05R
1921,3815,106,282,21R
R  Resíduo grande