Cap. 1 - O Papel da Estatística na Engenharia 1. Objetivos de Aprendizagem. UFMG-ICEx-EST-027/031 14/08/ :27. Cap. 1 - O Papel da Estatística na

Documentos relacionados
O Papel da Estatística na Engenharia

Cap. 1 - O Papel da Estatística na Engenharia 1. Objetivos de Aprendizagem. UFMG-ICEx-EST-027/031 01/08/ :35. Cap. 1 - O Papel da Estatística na

O Papel da Estatística na Engenharia

O Papel da Estatística na Engenharia. Objetivos de Aprendizagem. UFMG-ICEx-EST-032/045 01/09/ :01

O Papel da Estatística em áreas do conhecimento

O Papel da Estatística em outras áreas

Estatística Industrial

O Papel da Estatística em outras áreas

Distribuições Amostrais e Estimação Pontual de Parâmetros

Distribuições Amostrais e Estimação Pontual de Parâmetros

Testes de Hipóteses para. uma Única Amostra. Objetivos de Aprendizagem. 9.1 Teste de Hipóteses. UFMG-ICEx-EST-027/031 07/06/ :07

Probabilidade. Objetivos de Aprendizagem. UFMG-ICEx-EST. Cap. 2 - Probabilidade Espaços Amostrais e Eventos. 2.1.

Cap. 8 - Intervalos Estatísticos para uma Única Amostra

Probabilidade ESQUEMA DO CAPÍTULO. UFMG-ICEx-EST Cap. 2- Probabilidade 1

Amostragem Aleatória e Descrição de Dados - parte I

Introdução ao Planejamento e Análise Estatística de Experimentos 1º Semestre de 2013 Capítulo 3 Introdução à Probabilidade e à Inferência Estatística

Estatística Descritiva. Objetivos de Aprendizagem. 6.1 Sumário de Dados. Cap. 6 - Estatística Descritiva 1. UFMG-ICEx-EST. Média da amostra: Exemplo:

Estatística Descritiva

PROBABILIDADE E ESTATÍSTICA. Profa. Dra. Yara de Souza Tadano

CONTROLE ESTATÍSTICO DE PROCESSOS - CEP. Profa. Ghislaine Miranda Bonduelle UFPR/DETF

Estatística Descritiva

Problemas 1. Determine o valor esperado das seguintes variáveis aleatórias: a. A varável aleatória definida no Probl. 4.1.

Distribuições Amostrais e Estimação Pontual de Parâmetros

Lista Probabilidade Estatística Aplicada à Engenharia de Produção Prof. Michel H. Montoril

Fundamentos de Estatística

Lista nº 1 Variáveis Aleatórias e Independência

Experimentos Balanceados com Dois Fatores

Aula 2 Uma breve revisão sobre modelos lineares

Análise de Regressão Linear Simples e

Distribuições Amostrais e Estimação Pontual de Parâmetros

ANOVA - parte I Conceitos Básicos

MOQ-14 PROJETO e ANÁLISE de EXPERIMENTOS. Professor: Rodrigo A. Scarpel

PROJETO E ANÁLISES DE EXPERIMENTOS (PAE) INTRODUÇÃO AOS MÉTODOS ESTATÍSTICOS EM ENGENHARIA

Análise de Regressão - parte I

Testes de Hipóteses. Ricardo Ehlers Departamento de Matemática Aplicada e Estatística Universidade de São Paulo

Planejamento de Experimentos /2. Aulas terças e quintas de 8 às 10h. Terças na sala F2-007 e quintas no LIG.

Controle Estatístico da Qualidade

AULA 09 Regressão. Ernesto F. L. Amaral. 17 de setembro de 2012

Transformações e Ponderação para corrigir violações do modelo

Análise de regressão linear simples. Diagrama de dispersão

étodos uméricos AJUSTE DE FUNÇÕES Prof. Erivelton Geraldo Nepomuceno PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA

Noções de Probabilidade parte I

Princípios de Estatística

Cap. 4 - Estimação por Intervalo

2 ou mais fatores são de interesse.

2. Probabilidade. Aula 3

Planejamento de Experimentos Experimento com um fator aleatório

Análise de Processos ENG 514

Econometria em Finanças e Atuária

Controle Estatístico do Processo (CEP)

Planejamento Experimental

Variáveis Aleatórias Contínuas e Distribuição de Probabilidad

AULA 1 - Modelos determinísticos vs Probabiĺısticos

Intervalos de conança

Regressão linear simples

Lista 1 de Exercícios Estatística II-CE003

Inferência para duas populações

Planejamento e pesquisa

Precisão, Exatidão, e a Terminologia das Medições

Modelos de Regressão

Modelos de Regressão Linear Simples parte I

Probabilidade e Estatística

Modelo de Regressão Múltipla

TESTE t-student TESTE IGUALDADE DE VARIÂNCIAS

Princípios de Bioestatística Inferência e Intervalo de Confiança

Distribuições Amostrais - Tamanho da Amostra

Lista 6 de Estatística e Probabilidade. Distribuição Amostral, Técnicas de Amostragem, Correlação e Regressão Linear Simples

Modelos de Regressão Linear Simples - parte I

PLANEJAMENTO DE EXPERIMENTOS

Controle Estatístico de Qualidade. Capítulo 5 (montgomery)

Testes de Hipóteses. Ricardo Ehlers Departamento de Matemática Aplicada e Estatística Universidade de São Paulo

Planejamento de Experimentos Introdução - Teste t

Tipos de estudos e processos de produção de dados (Notas de aula) Idemauro Antonio Rodrigues de Lara

CURSO DE EXPERIMENTAÇÃO

Técnicas Experimentais Aplicadas à Zootecnia UNIDADE 1. NOÇÕES DE PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL

1 Teoria da Decisão Estatística

1. ANÁLISE EXPLORATÓRIA E ESTATÍSTICA DESCRITIVA

DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS LONGITUDINAIS DE VIGAS T

a) 19% b) 20% c) Aproximadamente 13% d) 14% e) Qualquer número menor que 20%

Planejamento de Experimentos

Amostragem Aleatória e Descrição de Dados - parte II

EMILIO LUIZ VIEIRA LOUZADA ESTUDO EXPERIMENTAL SOBRE O COMPORTAMENTO MECÂNICO DE MULTIFILAMENTOS DE POLIÉSTER SUBMETIDOS A CARREGAMENTOS DINÂMICOS

PROJETO E ANÁLISES DE EXPERIMENTOS (PAE) EXPERIMENTOS COM DOIS FATORES E O PLANEJAMENTO FATORIAL

AGA Análise de Dados em Astronomia I 7. Modelagem dos Dados com Máxima Verossimilhança: Modelos Lineares

Inferência Estatística

NOÇÕES SOBRE EXPERIMENTOS FATORIAIS

Aula 01 Planejamento de uma Pesquisa

4ª LISTA DE EXERCÍCIOS - LOB1012. Variáveis Aleatórias Contínuas, Aproximações e TLC

Lucas Santana da Cunha de outubro de 2018 Londrina

Escola Politécnica Universidade de São Paulo. PSI3663 Experiência 3. Medidas Elétricas Básicas e Lei de Ohm PSI - EPUSP. Escola Politécnica da USP

ESTATÍSTICA COMPUTACIONAL

Conceitosintrodutórios Planejamentode Experimentos. Prof. Dr. Fernando Luiz Pereira de Oliveira Sala1 ICEB I DEMAT

Estatística stica na Pesquisa Clínica

6EMA Lucas Santana da Cunha 19 de abril de Universidade Estadual de Londrina

TOMADA DE DECISÃO PARA DUAS AMOSTRAS INTRODUÇÃO ROTEIRO. Estatística Aplicada à Engenharia 1 INFERÊNCIA SOBRE A DIFERENÇA DE MÉDIAS

Contabilometria. Prof.: Patricia Maria Bortolon, D. Sc.

Em aplicações práticas é comum que o interesse seja comparar as médias de duas diferentes populações (ambas as médias são desconhecidas).

Lucas Santana da Cunha de outubro de 2018 Londrina

1 O canal de comunicação radiomóvel

Análise de Regressão

Transcrição:

-027/031 14/08/2018 20:27 1 ESQUEMA DO CAPÍTULO O Papel da Estatística na 1.1 O MÉTODO DE ENGENHARIA E O JULGAMENTO ESTATÍSTICO 1.1.1 e resolução de problemas 1.1.2 1.2 COLETA DE DADOS EM ENGENHARIA 1.3 MODELOS MECANICISTAS E EMPÍRICOS 1.4 PLANEJAMENTO DE INVESTIGAÇÕES EXPERIMENTAIS 1.5 OBSERVAÇÃO DE PROCESSOS AO LONGO DO TEMPO 1 Objetivos de Aprendizagem Após estudo cuidadoso deste capítulo você deverá ser capaz de: 1. Identificar o papel que a estatística desempenha no processo de resolução de problemas de engenharia; 2. Discutir como a variabilidade afeta os dados coletados e utilizados para a tomada de decisão em engenharia; 3. Explicar a diferença entre estudos enumeradores e analíticos; 4. Discutir os diferentes métodos que os engenheiros utilizam para coletar dados; 5. Identificar as vantagens que os estudos planejados possuem sobre os outros métodos de coleta de dados de engenharia; 6. Explicar as diferenças entre os modelos mecanicistas e empíricos; 7. Discutir como a probabilidade e os modelos probabilísticos são utilizados na engenharia e na ciência. 2 1.1 O Método de e o Um engenheiro é alguém que resolve problemas de interesse da sociedade, pela aplicação eficiente de princípios científicos por: refinamento de produtos ou processos existentes; projeto de um novo produto ou processo. 3 1

-027/031 14/08/2018 20:27 1.1 O Método de e o Fig. 1.1 O método de engenharia 4 1.1 O Método de e o O campo da estatística lida com a coleta, apresentação, análise e uso dos dados para: Tomar decisões; Resolver problemas; Planejar produtos e processos. 5 1.1 O Método de e o Métodos estatísticos são usados para nos ajudar a entender a variabilidade; Por variabilidade, queremos dizer que sucessivas observações de um sistema ou fenômeno não produzem exatamente o mesmo resultado; A Estatística nos fornece uma estrutura para descrever essa variabilidade e para aprender sobre as fontes de variabilidade potenciais. 6 2

-027/031 14/08/2018 20:27 1.1 O Método de e o Exemplo de engenharia: Um engenheiro está projetando um conector de nylon para uma aplicação em um motor automotivo. O engenheiro considera estabelecer como especificação do projeto uma espessura de parede de 3/32 polegadas, mas está inseguro sobre o efeito desta decisão na força de remoção do conector. Se a força for muito baixa, o conector pode falhar quando instaldo no motor. Oito (8) unidades do protótipo são produzidas e suas forças de remoção são medidas, resultando nos seguintes dados (em libras-pé): 12,6; 12,9; 13,4; 12,3; 13,6; 13,5; 12,6; 13,1. 7 1.1 O Método de e o Exemplo de engenharia: O diagrama de pontos é um gráfico bastante útil para exibir uma pequeno conjunto de dados, isto é, cerca de 20 observações; Este gráfico nos permite ver facilmente duas características dos dados; a localização, ou o meio, e o espalhamento ou a variabilidade. Fig. 1.2 Diagrama de pontos dos dados de força de remoção, para uma espessura de 3/32 polegadas 8 1.1 O Método de e o Exemplo de engenharia: O engenheiro considera um projeto alternativo e oito (8) protótipos são construídos e as forças de remoção são medidas; O diagrama de pontos pode ser utilizado para comparar estas duas alternativas. Fig. 1.3 Diagrama de pontos dos dados de força de remoção para duas espessura de parede 9 3

-027/031 14/08/2018 20:27 1.1 O Método de e o Exemplo de engenharia: Como as forças de remoção exibem variabilidade, elas são uma variável aleatória; Uma variável aleatória, X, pode ser modelada por: X = +, onde é uma constante e é um distúrbio aleatório. 10 1.1 O Método de e o Fig. 1.4 Inferência estatística é um tipo de raciocínio 11 1.2.2 Estudo retrospectivo: por meio de dados históricos; 1.2.3 Estudo de observação: obtenção de dados à medida que se tornem disponíveis; 1.2.4 Experimentos planejados: Exemplo: Estudo da força de remoção do conector de náilon; Abordagem poderosa para sistemas complexos; 12 4

-027/031 14/08/2018 20:27 1.2.4 Experimentos planejados (cont.): Fig. 1.5 Planejamento fatorial para a coluna de destilação 13 1.2.4 Experimentos planejados (cont.): Fig. 1.6 Experimento fatorial com quatro fatores para a coluna de destilação 14 1.2.4 Experimentos planejados (cont.): Fig. 1.7 Experimento fatorial fracionário para a coluna de destilação 15 5

-027/031 14/08/2018 20:27 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo: Fig. 1.8 Diagrama de pontos ilustra variação, mas não identifica problema Fig. 1.9 Diagrama de séries temporais fornece mais informações 16 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo (cont.): Fig. 1.10 Experimento de Deming 17 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo (cont.): Fig. 1.11 Ajustes aplicados a perturbações aleatórias controlam em demasia o processo e aumentam os desvios em relação ao alvo 18 6

-027/031 14/08/2018 20:27 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo (cont.): Fig. 1.12 A mudança na média do processo é detectada na observação de número 57 e um ajuste 19 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo (cont.): Fig. 1.13 Um gráfico de controle para os dados de concentração de um processo químico 20 1.2.5 Observando processos ao longo do tempo (cont.): Fig. 1.14 Estudo enumerativo versus estudo analítico 21 7

-027/031 14/08/2018 20:27 Um modelo mecanicista é construído a partir de nossos conhecimento do mecanismo físico básico que relaciona essas variáveis; Exemplo, Lei de Ohm: corrente = tensão / resistência, ou I = E/R; Modelo melhor: I = E/R + 22 Um modelo empírico é construído do uso da nossa engenharia e do nosso conhecimento científico do fenômeno, porém não é diretamente desenvolvido a partir de nosso conhecimento teórico ou dos princípios fundamentais do mecanismo básico. 23 Exemplo: Suponha que estejamos interessados no peso molecular médio (M n ) de um polímero. Agora, sabemos que M n está relacionado à viscosidade (V) do material e também depende da quantidade de catalizador (C) e da temperatura (T ) no reator de polimerização, quando o material é fabricado. A relação entre M n e essas variáveis é: M n = f(v,c,t), em que a forma da função f ié desconhecida. Um modelo de trabalho via expansão em série de Taylor pode ser: em que os b s são parâmetros desconhecidos. 24 8

-027/031 14/08/2018 20:27 Exemplo 2: Na Tab. 1.2, há dados referentes a um planta de fabricação de semicondutores. O semicondutor é um arame colado a uma estrutura. As variáveis reportadas são a resistência à tração y (uma medida da quantidade de força requerida para romper a cola), o comprimento do arame x 1 e a altura da matriz x 2. Gostaríamos de encontrar um modelo relacionando a resistência à tração ao comprimento do arame e à altura da matriz (note que esse é um exemplo de um estudo observacional). 25 Tab. 1.2 Dados sobre resistência de tração do fio colado 26 Em geral, este tipo de modelo empírico é denominado modelo de regressão: Resistência à tração = β 0 + β 1 (comprimento do fio) + β 2 (altura do molde) + ε O modelo de regressão estimado é dado por: Resistência à tração = 2,26 + 2,74(comprimento do fio) + 0,0125(altura do molde) 27 9

-027/031 14/08/2018 20:27 A figura representa um gráfico tridimensional de todas as 25 observações da resistência à tração, comprimento do arame e altura do molde. 28 A figura representa um gráfico dos valores previstos da resistência à tração versus o comprimento do arame e altura do molde, obtidos a partir da equação do modelo de regressão estimado. 29 1.4 Probabilidade e Modelos de Probabilidade Os modelos de probabilidade auxiliam na quantificação do risco envolvido na inferência estatística, ou seja, o risco envolvido nas decisões tomadas diariamente; A probabilidade fornece uma estrutura para o estudo e a aplicação da estatística. 30 10

-027/031 14/08/2018 20:27 TERMOS E CONCEITOS IMPORTANTES Estudo analítico Causa e efeito Experimento planejado Modelo empírico Método de engenharia Estudo enumerativo Experimento fatorial Experimento fatorial fracionado Teste de hipóteses Interação Modelo mecanicista Estudo observacional Sobrecontrole População Modelo de probabilidade Método de solução de problemas Aleatorização Estudo retrospectivo Amostra Inferência estatística Controle estatístico de processos Julgamento estatístico Ajuste no processo Séries temporais Variabilidade 31 11