Replicações e repetições em experimentos planejados

Replicações são vários ensaios experimentais com as mesmas definições de fatores (níveis). As replicações estão sujeitas às mesmas fontes de variabilidade, independentemente umas das outras. É possível replicar combinações de níveis de fatores, grupos de combinações de níveis de fatores ou experimentos completos.

Por exemplo, se você tem três fatores com dois níveis cada e testa todas as combinações de níveis de fatores (experimento fatorial completo), uma replicação do experimento inteiro teria 8 corridas (2³). Você pode optar por executar o experimento uma vez ou com diversas replicações.

Medidas de repetição e replicação são medidas de diversas respostas obtidas com a mesma combinação de configurações de fatores, porém medidas de repetição são obtidas durante a mesma corrida experimental ou corridas consecutivas, enquanto medidas de replicação são obtidas durante corridas experimentais idênticas porém diferentes, frequentemente randomizadas.

É importante compreender as diferenças entre repetição e replicação de medidas de resposta. Essas diferenças afetam a estrutura da worksheet e as colunas nas quais você insere os dados de resposta, que por sua vez afetam como o Minitab interpreta os dados. Você insere as repetições nas linhas de várias colunas, enquanto insere as replicações em uma única coluna.

Usar repetições ou replicações depende das fontes de variabilidade a serem exploradas e das limitações de recursos. Como as replicações são provenientes de diferentes ensaios experimentais, geralmente dispersos em todo um período de tempo mais longo, elas podem incluir fontes de variabilidade que não estão incluídas em medições repetidas. Por exemplo, as replicações podem incluir variabilidade em virtude da alteração das configurações do equipamento entre ensaios ou variabilidade de outros fatores ambientais que podem mudar ao longo do tempo. Medições de replicação podem custar mais e levar mais tempo para serem coletadas. É possível criar um experimento com repetições e replicações,

Uma empresa de manufatura possui uma linha de produção com uma série de configurações que podem ser modificadas pelos operadores. Os engenheiros da qualidade planejam dois experimentos, um com repetições e um com replicações, para avaliar o efeito das configurações sobre a qualidade.

• O primeiro experimento usa repetições. Os operadores configuram os fatores com níveis predefinidos, executam a produção e medem a qualidade de cinco produtos. Eles reconfiguram o equipamento com novos níveis, executam a produção e medem a qualidade de cinco produtos. Eles continuam até que a produção tenha sido executada uma vez com cada combinação de configurações de fatores e cinco medições de qualidade tenham sido feitas em cada corrida.
• O segundo experimento usa replicações. Os operadores configuram os fatores com níveis predefinidos, executam a produção e obtêm uma medida de qualidade. Eles reconfiguram o equipamento com novos níveis, executam a produção e obtêm uma medida de qualidade. Em ordem aleatória, os operadores executam cada combinação de configurações de fatores cinco vezes e fazem uma medição em cada corrida.

Em cada experimento são feitas cinco medições em cada combinação de configurações de fatores. No primeiro experimento, as cinco medições são feitas durante a mesma corrida; no segundo experimento as cinco medições são feitas em corridas diferentes. A variabilidade entre as medições feitas com as mesmas configurações de fatores tende a ser maior para replicações do que para repetições porque as máquinas são reconfiguradas antes de cada corrida, adicionando maior variabilidade ao processo.