Planejamento Experimental e Otimização de Processos

1. EMENTA:

Importância. Conceitos básicos de estatística. Vantagens dos experimentos fatoriais em relação aos experimentos do tipo um fator por vez. Estratégia de definição do planejamento mais adequado segundo o processo e o número de variáveis envolvidas. Delineamentos composto central rotacional (DCCR) e elaboração do Planejamento Fatorial Completo. Cálculo dos efeitos. Ajuste e verificação da validade dos modelos (ANOVA). Estratégias sequenciais de planejamentos. Determinação do ponto ótimo de operação. Estratégia sequencial de planejamentos para um número grande de variáveis: Planejamento Fatorial Fracional e Screening Design (Plackett-Burman). Otimização de processos: Função Desirability. Misturas. Treinamento em aplicativos computacionais. Estudo de casos.

2. OBJETIVOS:

Conferir ao estudante capacidade de estabelecer o melhor processo para obtenção, organização e análise de dados de forma a proporcionar uma visualização gráfica ou analítica das tendências e características limites dos fenômenos pré-determinados.

3. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:

1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS.

    1.1. Importância do uso da metodologia em processos multivariáveis.

    1.2. Potencial de aplicação em pesquisas.

2. TÓPICOS DE ESTATÍSTICA ELEMENTAR.

3. NOÇÕES SOBRE EXPERIMENTOS FATORIAIS.

    3.1. Planejamento de Experimentos

    3.2. Vantagens dos experimentos fatoriais em relação aos experimentos do tipo univariável.

    3.3. Planejamento experimental (ou Fatorial) Completo.

    3.2. Definição da função objetivo.

    3.2. Definição das variáveis do processo em estudo e suas restrições.

    3.3. Elaboração do Planejamento Fatorial Completo.

    3.4. Análise dos efeitos dos fatores nas respostas desejadas.

    3.5. Análise estatística e interpretação dos resultados.

    3.6. Como atingir as condições ótimas de processo.

4. COMPARAÇÃO DO USO DAS METODOLOGIAS.

    4.1. Estudo de uma variável por vez versus planejamento fatorial

5. AJUSTE DE MODELOS.

    5.1. Modelo de Primeira ordem.

    5.2. Modelo de segunda ordem.

    5.3. Verificação da validade dos modelos: ANOVA.

    5.4. Análise de Superfície de Resposta: definição das faixas ótimas de operação.

6. TREINAMENTO EM APLICATIVOS COMPUTACIONAIS

    6.1. Análise de efeitos

    6.2. ANOVA

    6.3. Modelos

    6.4. Superfícies de respostas.

7. SCREENING DESIGN.

    7.1. Planejamento Fatorial Fracionado.

    7.2. Definição da resolução mais adequada.

    7.3. Elaboração do Planejamento Fatorial Fracional.

    7.4. Análise dos efeitos dos fatores nas respostas desejadas.

    7.5. Plackett Burman (PB).

8. OTIMIZAÇÃO DE PROCESSOS. DESEJABILIDADE.

    8.1. Otimização simultânea de várias respostas.

    8.2. Desejabilidade.

    8.3. Treinamento em aplicativos computacionais.

9. MISTURAS

    9.1 Propriedades.

    9.2 Tipos de planejamento.

    9.3. Treinamento em aplicativos computacionais.

10. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO.

11. ESTUDO DE CASOS.

4. ATIVIDADES PRÁTICAS:

• • Treinamento em aplicativos computacionais.

  • Estudos de Caso (Processos de Produção, Engenharia, Alimentícios, Químicos, Biotecnológicos,…).

5. METODOLOGIA:

1- Aulas teóricas utilizando:

• • Aulas remotas síncronas

2- Aulas práticas:

• • Computador pessoal.

6. AVALIAÇÃO:

• Estudo de casos + Seminário (50%);

• Projeto (50%).

7. BIBLIOGRAFIA BÁSICA:

• • BARROS NETO, B. de; SCARMINIO, I. S.; BRUNS, R. E. Como fazer experimentos - Aplicações na ciência e na indústria. Porto Alegre, Editora Bookman, 4Ed, 2010.

  • CALADO, V. e MONTGOMERY, D. C. Planejamento de experimentos usando o Statistica. E-Papers Serviços Editoriais. Rio de Janeiro, 2003, 260p.

  • RODRIGUES, M. I; IEMMA, A. F. Planejamento de experimentos e otimização de processos. Casa do Espirito Amigo Fraternidade Fé e Amor. 3Ed. Campinas, 2014. 358p.

  • STATSOFT, INC. STATISTICA for Windows [Computer program]. Tulsa, OK: StatSoft, Inc., 2006.

8. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:

Periódicos:       

• Web Of Science (ISI; JCR)

• Scopus

• Science Direct

• Periódicos CAPES

• Scielo