PLANEAMENTO E CONTROLO DA QUALIDADE
2018−
−2019
Desenho de Experiências
Guia de Trabalho Experimental
1. OBJETIVO DO TRABALHO
Pretende-se com este trabalho proporcionar aos alunos uma implementação do
Desenho de Experiências aplicado a uma catapulta. Os alunos terão de planear e
executar as experiências e proceder à respetiva análise dos resultados. A catapulta é
um objecto especialmente desenvolvido para efeitos pedagógicos, o qual permite
efetuar várias experiências utilizando, no máximo, sete fatores a dois ou três níveis
cada.
Pretende-se, com este trabalho, identificar a melhor combinação de níveis dos fatores
que permitam atingir o alvo ou que mais se aproximem dele.
Os alunos poderão recorrer a um software específico (Statistica, Minitab ou outro) para
análise dos resultados experimentais.
2. ESQUEMA DE MONTAGEM
Lista de Material:
•
Catapulta em madeira
•
Bolas
•
Elástico(s)
•
Fita métrica
3. TRABALHO EXPERIMENTAL
O trabalho experimental deverá ser inteiramente realizado durante uma aula prática e
consiste no planeamento e realização de 21 “experiências” (16 experiências não
replicadas segundo o fatorial desenvolvido e 5 pontos centrais).
Considere o seguinte procedimento experimental:
•
Posicione corretamente a catapulta, colocando a mesma, presa à estrutura,
sobre as marcas indicadas; com o auxílio de uma fita métrica marque o alvo a
uma distância de 250 centímetros (este valor poderá sofrer uma correcção pelo
docente).
•
Com base no esquema de montagem, apresentado no ponto 2, tente perceber
bem o funcionamento da catapulta; a catapulta possui características que lhe
permitem identificar vários fatores controláveis; as bolas e a posição dos
elásticos fornecidos irão igualmente servir como fatores controláveis.
•
Considere os seguintes fatores controláveis e respetivos níveis:
Fatores controláveis
Tipo de bola
Nível baixo Nível Médio
Nível alto
Laranja
Amarela
Branca
Posição da bola (*)
1ª cavidade
2ª cavidade
3ª cavidade
Posição do elástico na placa vertical (**)
1ª posição
2ª posição
3ª posição
Posição do elástico na placa móvel (**)
1ª posição
2ª posição
3ª posição
alto
médio
baixo
Posição do pino de encosto
(*) - a 1ª cavidade é a que se situa mais abaixo no braço da catapulta, a 2ª cavidade a que se
situa imediatamente a seguir (a do meio) e a 3ª cavidade a que se situa mais acima no
braço da catapulta.
(**) - a 1ª posição é a que se localiza mais abaixo, a 2ª posição a que se localiza imediatamente
a seguir (a do meio) e a 3ª posição a que se localiza mais acima.
•
Antes de dar início às experiências propriamente ditas, faça o planeamento das
mesmas considerando 16 experiências não replicadas acrescidas de 5 pontos
centrais (experiências em que os fatores são experimentados com os níveis
médios); para tal, pode utilizar o software “Statistica", “Minitab” ou outro, para
definir a ordem pela qual as 21 “experiências” irão ser realizadas.
•
Com base no planeamento obtido no ponto anterior, proceda à realização das
21 “experiências” da seguinte forma:
a) Um dos membros do grupo posiciona-se ao lado da catapulta e, recorrendo
ao planeamento previamente realizado, coloca os cinco fatores controláveis
nas posições correspondentes aos níveis apresentados na primeira
experiência a ser efectuada. Seguidamente faz o lançamento da bola.
b) Dois membros do grupo posicionam-se junto do alvo; assim que a bola for
lançada, os alunos devem verificar onde a mesma toca pela primeira vez no
solo e colocar uma “marca”.
c) O quarto elemento do grupo deve confirmar, ou não, se a marcação foi bem
efectuada e, com o auxílio de uma fita métrica, proceder à sua medição e
respetivo registo; caso este elemento não confirme a posição da “marca”,
esse lançamento deverá ser repetido.
•
Repita os passos, indicados em a), b) e c), para as restantes 20 “experiências”.
4. ANÁLISE DE RESULTADOS
Para efetuar a análise de resultados os alunos deverão recorrer ao software Statistica,
Minitab ou outro, para o tratamento dos resultados experimentais, e elaborar um
power point com a seguinte estrutura:
•
Objectivo do Trabalho
•
Metodologia utilizada e preparação das experiências:
Deverão ser abordados, de uma forma sucinta mas cuidada, qual a abordagem
utilizada na preparação das experiências. Neste ponto devem referir como foi
efetuado o estudo preliminar, quais os fatores principais e o fator gerado e
correspondente gerador, relação de definição e resolução do planeamento (o
gerador deverá ser constituído pela combinação de três fatores principais).
Devem apresentar a matriz de planeamento a que chegaram.
•
Análise de Resultados:
Pretende-se que seja analisada a resposta obtida pelo processo de medição.
A análise anterior pressupõe, entre outras, a verificação dos pressupostos da
análise de variância, verificação se a curvatura é significativa, estudo dos
efeitos confundidos e conclusão quanto à melhor combinação dos níveis dos
fatores a utilizar (considere a hipótese de realizar experiências de confirmação).
•
Conclusão:
Apresente um quadro resumo dos efeitos considerados significativos, assim
como os melhores níveis dos fatores.
•
Anexos (caso se justifique)
VOTOS DE BOAS EXPERIÊNCIAS