Filtragem de experimentos
Tipo de experimento planejado que é usado frequentemente para determinar os fatores mais importantes em um processo. Com uma filtragem de experimento, você usa um número relativamente pequeno de ensaios com muitos fatores potenciais para determinar um número menor dos fatores mais importantes que afetam a qualidade do processo. Após a filtragem dos experimentos, é possível fazer experimentos de otimização se você precisar de mais detalhes. Por exemplo, digamos que você esteja examinando os diversos fatores que afetam a textura do sorvete: conteúdo de gordura, temperatura de pasteurização, processo de homogeneização, velocidade de mistura, temperatura de extração, emulsificador, estabilizador e velocidade de resfriamento. Você pode usar uma filtragem de experimento para identificar os fatores mais importantes que afetam a textura do sorvete. Se necessário, você pode usar um experimento fatorial maior ou um experimento de superfície de resposta para otimizar seu processo.
- Filtragens de experimento definitivas
- As filtragens de experimento definitivas são filtragens de experimento que contêm 3 níveis por fator contínuo, de modo que eles podem estimar termos quadrados, bem como termos lineares. Como os termos lineares não são confundidos com nenhuma interação de 2 fatores, uma filtragem de experimento definitiva permite-lhe encontrar também evidências de interações potencialmente importantes. Por exemplo, com 8 fatores, a filtragem de experimento definitiva pode ajustar todas as interações lineares, quadradas e com 2 fatores de forma eficiente para 3 fatores importantes ou menos.
- Experimentos de Placket-Burman
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Experimentos Plackett-Burman são normalmente experimentos resolução III, de 2 níveis. Em um experimento resolução III, os principais efeitos têm alias com interações de 2 fatores. Portanto, você só deve usar esses experimentos quando estiver querendo supor que as interações de 2 fatores são desprezíveis. Devido a isso, os experimentos Plackett-Burman podem ter menos ensaios que as filtragens de experimentos definitivas. Se você suspeitar de uma interação depois de concluir um experimento Plackett-Burman, pode duplicar o experimento, o que duplica o número de ensaios. Depois de duplicar um experimento Plackett-Burman, os efeitos principais não são confundidos com interações de 2 fatores. Para obter mais informações, acesse O que é duplicação?.
Experimentos fatoriais
- Experimento fatorial de 2 níveis (geradores padrão)
- Selecione esta opção para criar um experimento fatorial completo ou para criar um experimento fatorial fracionado. Os geradores padrão criam o experimento com a resolução máxima para o número de fatores e o número de ensaios.
- Experimento fatorial de 2 níveis (especificar geradores)
- Você pode usar seus próprios geradores para especificar qual subconjunto de ensaios deve ser incluído em um experimento fatorial fracionário. Também é possível especificar geradores para adicionar fatores e definir blocos especificando-se os geradores para os termos.
- Experimento de divisão de pontos de 2 níveis (fatores difíceis de mudar)
- Experimento planejado que inclui pelo menos um fator difícil de mudar e difícil de randomizar devido a restrições de tempo ou custo.
- Experimento de Plackett-Burman
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Experimentos Plackett-Burman são normalmente experimentos resolução III, de 2 níveis. Em um experimento resolução III, os principais efeitos têm alias com interações de 2 fatores. Portanto, você só deve usar esses experimentos quando estiver querendo supor que as interações de 2 fatores são desprezíveis.
Use os experimentos Plackett-Burman para identificar os fatores mais importantes nas fases iniciais da experimentação. Por exemplo, digamos que você esteja examinando os diversos fatores que afetam a textura do sorvete: conteúdo de gordura, temperatura de pasteurização, processo de homogeneização, velocidade de mistura, temperatura de extração, emulsificador, estabilizador e velocidade de resfriamento. Você pode usar um experimento Plackett-Burman para identificar os principais efeitos mais importantes, use experimentos fracionais ou fatoriais completos para estudá-los mais, depois use experimentos de superfície de resposta para otimizar seu processo.
- Experimento fatorial completo geral
- Um experimento planejado no qual os fatores podem ter qualquer número de níveis. Os fatores são todos categóricos.
Experimentos de superfície de resposta
- Central composto
- Um projeto experimental que modela a curvatura adicionando pontos centrais e axiais a um experimento fatorial de 2 níveis.
- Box-Behnken
- Experimentos de Box-Behnken geralmente possuem menos pontos do que experimentos centrais compostos e por isso sua execução é menos dispendiosa com o mesmo número de fatores. Eles podem estimar eficientemente os coeficientes de primeira e segunda ordem, mas não podem conter ensaios de um experimento fatorial. Experimentos de Box-Behnken sempre possuem 3 níveis por fator, ao contrário de experimentos centrais compostos que podem ter até 5. Também diferente de experimentos centrais compostos, experimentos de Box-Behnken nunca contêm ensaios onde todos os fatores possuem valores extremos como todos os valores inferiores.
Experimentos de mistura
Experimentos de mistura são uma classe especial de experimentos de superfície de resposta na qual o produto sob investigação é composto de diversos componentes ou ingredientes. Os planos para esses experimentos são úteis porque diversos experimentos de produto e atividades de desenvolvimento em situações industriais envolvem formulações ou misturas. Nesses situações, a resposta é função das proporções dos diferentes ingredientes na mistura. Por exemplo, você pode estar desenvolvendo uma mistura para panqueca composta por farinha, fermento, leite, ovos e óleo. Ou você pode estar desenvolvendo um inseticida que mistura quatro ingredientes químicos. Para obter mais informações sobre experimentos de mistura, acesse O que é um experimento de mistura?.
No experimento de mistura mais simples, a resposta (qualidade ou desempenho do produto com base em algum critério) depende das proporções relativas dos componentes (ingredientes). A quantidade dos componentes medida em peso, volume ou outra unidade resulta em um total comum. Em um experimento fatorial, por outro lado, a resposta varia em função da quantidade de cada fator.
| Não aumentado | Aumentado | |
| Ponto central simplex |
 Você pode ajustar até um modelo cúbico especial. |
 Você pode ajustar parcialmente até um modelo cúbico completo. |
| Simplex Lattice Grau 1 |
 Você pode ajustar um modelo linear. |
 Você pode ajustar parcialmente até um modelo quadrático. |
| Simplex Lattice Grau 2 |
 Você pode ajustar até um modelo quadrático. |
 Você pode ajustar parcialmente até um modelo cúbico especial. |
| Simplex Lattice Grau 3 |
 Você pode ajustar até um modelo cúbico completo. |
 Você pode ajustar até um modelo cúbico completo. |
- Ponto central simplex
- Experimentos de mistura nos quais os pontos de experimento são organizados de uma maneira uniforme (ou lattice) em relação a um L-simplex. Com um experimento simplex-centroide, você pode estimar termos até a mesma ordem que o número de componentes. Para um experimento menor, você pode usar um simplex-lattice que limita os termos que você estima para uma ordem inferior.
Você pode estimar até um modelo cúbico especial com esse experimento de ponto central simplex.
- Experimentos simplex lattice
- Experimentos de mistura nos quais os pontos de experimento são organizados de uma maneira uniforme (ou lattice) em relação a um L-simplex. O grau de lattice determina a ordem dos termos que você pode ajustar.
O lattice grau 1 tem menos ensaios do que o experimento simplex-centroide, mas você pode estimar somente um modelo simples.
O lattice grau 1 tem mais ensaios do que o experimento simplex-centroide, portanto você pode estimar um modelo mais complicado.
- Vértices extremos
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Experimentos de mistura que abrangem apenas uma subparte ou espaço menor dentro do simplex.
O objetivo de um experimento de vértices extremos é selecionar pontos de experimento que cobrem adequadamente o espaço do experimento. A figura a seguir mostra os vértices extremos de dois experimentos de três componentes com restrições superiores e inferiores:
As linhas cinzas claro representam as restrições dos limites superior e inferior nos componentes. A área cinza escuro representa o espaço do experimento. Os pontos são colocados nos vértices extremos do espaço do experimento.
Experimentos Taguchi
Um experimento Taguchi é um experimento planejado que permite escolher um produto ou processo que funcione mais consistentemente no ambiente operacional. Experimentos Taguchi reconhecem que nem todos os fatores que causam variabilidade podem ser controlados. Esses fatores incontroláveis são chamados fatores de ruído. Os experimentos Taguchi tentam identificar fatores controláveis (fatores de controle) que minimizam o efeito dos fatores de ruído. Durante a experimentação, você manipula fatores de ruído para forçar a ocorrência de variabilidade e determinar configurações ideais de fatores de controle que tornem o processo ou produto robusto ou resistente a variações causadas por fatores de ruído. Um processo planejado com este objetivo irá produzir saída mais consistente. Um produto planejado com este objetivo irá fornecer um desempenho mais consistente independente do ambiente no qual ele é usado.
Um exemplo conhecido de experimento Taguchi é a empresa Ina Tile, no Japão, nos anos 50. A empresa fabricava um número excessivo de azulejos fora das dimensões especificadas. Uma equipe de qualidade descobriu que a temperatura no forno usado para cozer os azulejos variava, causando uma dimensão não uniforme nos azulejos. Eles não podiam eliminar a variação de temperatura porque construir um novo forno seria caro demais. Assim, a temperatura era um fator de ruído. Usando experimentos Taguchi, a equipe descobriu que aumentar o teor de cal da argila, um fator de controle, tornava os azulejos mais resistentes, ou robustos, à variação de temperatura do forno, permitindo a fabricação de azulejos mais uniformes.
- Experimento de 2 níveis
- Experimento planejado no qual cada fator de controle tem somente 2 níveis.
- Experimento de 3 níveis
- Experimento planejado no qual cada fator de controle tem exatamente 3 níveis.
- Experimento de 4 níveis
- Experimento planejado no qual cada fator de controle possui exatamente quatro níveis.
- Experimento de 5 níveis
- Experimento planejado no qual cada fator de controle tem exatamente 5 níveis.
- Experimento de nível misto
- Experimento planejado no qual os fatores de controle possuem números de níveis diferentes.
