Apresentação - SPSS e Minitab - Projeto de Experimentos I

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Softwares Estatísticos

para o DOE

Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Escola de Engenharia

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção

Projeto de Experimentos

Eng. Danilo Cuzzol Pedrini

Professores: Dr. Carla S. ten Caten

JULIO 2007

SPSS

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Introdução

• O SPSS (Statistical Package for Social Science) é um software estatístico utilizado para fazer análises estatísticas básicas e avançadas, focalizadas inicialmente para as ciências sociais. Métodos estatísticos para engenharia e indústrias vem sendo continuamente incluídos no programa.

• Na versão 13, as opções do menu encontram-se na barra de ferramentas no topo das janelas, e são diferentes em cada uma delas, a seguir será dada uma visão geral do que cada menu oferece.

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Abertura do Programa

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Tela do Programa

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Barra de Ferramentas

• Menu File: permite o gerenciamento do arquivo (salvar, imprimir, abrir arquivos);

• Menu Edit: permite editar a janela aberta, inclusive copiar e colar informações;

• Menu Data: funções relacionadas à manipulação dos dados ;

• Menu Transform: permite a transformação de variáveis;

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Menu Analyse

• É o principal menu do programa, onde estão localizadas as ferramentas estatísticas do programa, como: estatísticas descritivas, regressão, correlação, testes de hipóteses, análise de séries temporais, etc.

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Menu Graphs

• É o segundo menu mais importante do programa. Permite a construção de diversos gráficos, como: gráfico de pareto, boxplot, diagrama de dispersão, histograma e gráficos de controle (em destaque).

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Utilizando o Software

• Abra o SPSS, selecione a aba “Type in data”;• Abra o exercício da aula 4 no excel;• Copie os dados do excel (os dados devem estar na forma como

apresentada na figura);• Cole os dados no SPSS (ATENÇÃO: copie apenas os dados,

não os nomes das variáveis).

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Definindo Variáveis

• Para nomear as variáveis, dê um clique duplo em VAR0001;

• Com isso, abrirá outra tela;

• Formate conforme a figura acima;

• Clique em Data View para voltar à janela anterior.

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Análise do Experimento

• Caminho no SPSS: Analyse > General Linear Model > Univariate;

• Em seguida, abrirá outra janela.

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Análise do Experimento

• Insira a variável de resposta Resistência em Dependent Variable;

• Insira os fatores controláveis (EVA, Fornecedor e Parafina) em Fixed Factors;

• Clique em Model;

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Modelo

• Selecione Full Factorial;• Caso queira customizar o modelo, clique em custom e insira os

fatores e interações desejados;

• Clique em Continue.

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Plots

• Clique em Plots, para plotar gráficos de interações;

• Insira os fatores;

• Insira as interações entre dois fatores (insira um fator em Horizontal Axis e outro em Separate Lines);

• Clique em Continue;.

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Comparação Múltipla de Médias

• Clique em Post Hocs;

• Em Post Hocs Tests for, selecione os 3 fatores fixos;

• Em Equal Variances Assumed, selecione os Testes de Bonferroni.

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Resultados

• A saída dos resultados é apresentada em ontra janela (Output);

• Ao lado, o software apresenta os atalhos para todas as saídas.

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Resultados

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Gráficos de Interação

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Resultados

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• As médias estatisticamente iguais estarão em um mesmo quadrado.

Minitab

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Introdução

• Originalmente desenvolvido em 1972 para auxiliar professores a lecionarem estatística básica, o MINITAB agora é usado em mais de 4.000 faculdades e universidades espalhadas por 80 países;

• Por ter sido desenvolvido pelo MIT, o possui um foco baseado principalmente em aplicações de engenharia, sendo amplamente difundido no meio industrial.

O Programa

• A tela do programa é dividida em: Barra de Ferramentas, Session Window, Data Window, Graph Window e Project Manager.

Divisões

• Barra de ferramentas: é onde estão localizados os menus do programa;

• Session Window: permite visualizar os resultados gerados e entrar com linhas de comandos;

• Data Window: similar ao Excel, é aonde são inseridos os dados a serem analisados. Também pode ser utilizada como saída de alguns resultados;

• Graph Window: são as saídas gráficas do software;• Project Manager: permite visualizar e gerenciar todas as

informações do projeto.

Barra de Ferramentas

• Menu File: permite o gerenciamento do arquivo (salvar, imprimir, abrir arquivos);

• Menu Edit: permite editar a janela aberta, inclusive copiar e colar informações;

• Menu Manip: funções relacionadas à manipulação dos dados ;

• Menu Calc: permite a transformação de variáveis;

• Menu Editor: permite configurar a Data Window, Session window e Graph Window;

• Menu Window: gerencia as janelas;

• Menu Help: apresenta ajuda ao uso do programa.

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Menu Stat

• Onde estão localizadas as ferramentas estatísticas do programa, como: estatística básica, regressão, testes de hipóteses, análise de séries temporais, gráficos de controle, etc.

Menu Graph

• Utilizado para a construção de gráficos, como histogramas, gráficos de pareto, séries temporais, etc.

Utilizando o Programa

• Abra o arquivo do exercício 4 do Excel;

• Copie os dados (que devem estar da mesma forma que a figura acima);

• A primeira linha da Worksheet é reservada ao nome das variáveis, que pode ser inserido diretamente na worksheet.

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Analisando o Experimento

• Caminho no Minitab: Stat > ANOVA > General Linear Model.

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Analisando Experimento

• Insira a Resistência como Response Variable;

• Insira os fatores controláveis no Modelo.

Obs.: é necessário inserir cada fator e cada interação (ex.: a*b). Para inserir um modelo completo com todas as variáveis e interações utilize o símbolo | entre cada variável.

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Comparação Múltipla de Médias

• Clique em Comparasions;

• Insira os fatores controláveis;

• Selecione o Modelo a ser utilizado (ex. Tukey);

• Clique em Ok.

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Gráficos de Efeitos

• Clique em Factorial Plots;

• Em Main Effects Plot e Interactions Plot insira os fatores controláveis;

• Clique em Ok.

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Resultados - ANOVA

• O primeiro resultado é a tabela ANOVA, que aparece na Session Window;

• Caso o valor P seja menor que 5%, o efeito é significativo.

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Resultados - CMM

• O segundo resultado na session window é a comparação múltipla de médias;

• Se o valor P para o teste for menor que 5%, as médias analisadas diferem;

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Resultados - Gráficos

• Os gráficos aparecem na Graph Window.

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Projeto de Experimentos

• O Minitab permite o Planejamento de Experimentos 2k, Superfícies de Resposta; experimentos com misturas e experimentos de Tagushi;

• O caminho no minitab é: stat > DOE

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Projeto de um Experimento 2k

• No Minitab é possível projetar experimentos 2k com até 15 fatores controláveis;

• O sotware também permite blocar e fracionar experimentos;

• O Caminho para projetar experimentos 2k é: stat > DOE > Factorial > Create Factorial Design.

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• Escolha a primeira opção;

• Escolha o número de fatores principais (ex. 4);

• Clique em Designs;

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• Nessa opção, é possível blocar e/ou fracionar um experimento;

• Selecione o experimento Full Factorial;

• Em Number of Center Points, selecione 4;

• Em replicates e blocks, selecione 1;

• Clique em ok.

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• Clique em Factors;

• Nessa opção, é possível colocar os nomes de cada fator e os números ou nomes que representam seus níveis;

• Clique em ok.

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• Clique em Options;

• Sempre que possível, deve-se marcar a coluna Randomize runs, para aleatorizar as corridas do experimento;

• Clique em ok.

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Resultados

• Os resultados aparecem na Session Window;

• O minitab mostra a ordem aleatorizada, a ordem para análise estatística, os fatores e seus respectivos níveis.

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Analisando um Experimento 2k

• Crie uma coluna Y e insira alguns valores na coluna;

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• Caminho no Minitab para análise: stat > DOE > Factorial Design > Analyse Factorial Design

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• Insira a variável Y em Responses;

• Clique em Ok;

• Obs.: também é possível analisar pela ANOVA e General Linear Model , tomando-se o cuidado de não inserir todas as interações. (o porquê será ensinado nas próximas aulas).

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Gráficos dos Efeitos

• Caminho no Minitab: DOE>Factorial > Factorial Plots.

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Gráfico dos Efeitos

• Selecione Main Effects Plot e Interaction Plot;

• Clique no primeiro Setup.

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• Em Responses, selecione Y;

• Em Factors to include in plots, selecione os quatro fatores.

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• Em Responses, selecione Y;

• Em Factors to include in plots, selecione os quatro fatores;

• Clique em Ok;

• Clique no próximo Setup e preencha a janela dessa mesma forma.

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Outros tipos de projetos

• Na mesma janela em que se projeta o experimento 2k, também é possível projetos outros experimentos;

• Selecione General full Factorial design;

• Clique em Designs.

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Outros Tipos de Projeto

• Preencha como o exemplo;

• Clique em Ok.

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Outros Tipos de Projeto

• As demais opções podem ser preenchidas da mesma forma que para o Projeto 2k;

• A análise também é a mesma.

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Projetando uma Superfície de Resposta

• Caminho: DOE> Response Curface > Create Response Surface Design

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• Selecione a opção Central Composite;

• Escolha o número de fatores (ex. 2);

• Clique em Designs.

• O restante das opções é semelhante ao Experimento 2k

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• Selecione a primeira opção;• Nesse caso, estamos projetando um experimento com 4 pontos

estrelas, quatro pontos comuns e 5 pontos centrais (será apresentado em aula);

• Clique em ok.

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Resultados

• Os resultados aparecem na Worksheet do programa, que .

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Analisando uma Superfície de Resposta

• Crie uma variável de resposta Y e chute seus valores.

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• Caminho no Minitab: DOE > Response Surface > Analyse Response Surface Design.

• Também é possível analisar pela ANOVA.

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• Em Responses, insira a variável Y;

• Clique em Terms.

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• Aqui é possível selecionar as variáveis a serem analisadas;

• Selecione Full Quadratic.

• Clique em ok.

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Resultados

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Documents

Apresentação - SPSS e Minitab - Projeto de Experimentos I