Análise do Tempo para filtrar café

...

5.2 Efeitos 17

5.3 Análise de Resíduos................................................................................21

5.4 Análise das Variâncias 22

5.5 Análise da Equações 23

6. Conclusões 24

Bibliografia 25

Anexos 27

1. Introdução

A disciplina PRO3371 – Controle de Qualidade é fundamental para qualquer engenheiro de produção, visto que, ao aliar estatística com engenharia, permite que problemas reais sejam identificados e solucionados, por meio de métodos estatísticos.

Seja por meio de ferramentas básicas e gerenciais de qualidade (para descobrir problemas e causas), por Delineamento de Experimentos (em que diversos experimentos são realizados para verificar a influência de determinados fatores em determinada variável resposta), por Controle Estatístico de Processos ou Inspeção por Amostragem, a disciplina oferece diversos meios para se realizar o controle e garantir a qualidade na produção.

O projeto descrito neste experimento utiliza o método de Delineamento de Experimentos (DOE) para verificar a influência de alguns fatores sobre uma variável resposta. Decidiu-se estudar o tempo necessário para filtrar uma quantia de café, utilizando 6 (seis) diferentes fatores.

O tema decidido fora pautado pensando tanto no tempo para a realização dos experimentos quanto nos experimentos em si (seria necessário um tema que possibilitasse a experimentação, contendo todos os fatores, níveis e repetições/réplicas no tempo existente para o desenvolvimento do seminário), cumprindo os requisitos básicos do projeto, descritos na seção 2.

Assim, buscou-se obter um tema de interesse geral, com fatores cujas influências não fossem óbvias o suficiente para que não fosse necessário experimentar com diferentes níveis e combinações (e, para os fatores mais previsíveis, verificar se o senso comum está de fato alinhado com a teoria).

2. Objetivo

O objetivo do delineamento realizado é reduzir o tempo necessário para filtrar uma quantia de café (no caso, 150 ml), garantindo que a filtragem ocorra devidamente; a redução é proposta pensando em como, em muitos casos, a demora para filtrar o café pode atrapalhar uma rotina corrida de diversas pessoas.

O DOE deve ser realizado seguindo os requisitos da disciplina, no caso:

- Presença de pelo menos 5 (cinco) fatores de influência;

- Máximo de 64 experimentos realizados, contando repetições/réplicas;

- Delineamento do tipo fatorial fracionado.

A análise dos fatores deve permitir concluir quais são mais significativos, de forma a reduzir o tempo total de filtragem. O DOE permite tal análise, com o auxílio do software Minitab, formando uma equação em que se possa ajustar as variáveis controladas para que suas variações sejam mínimas.

Além disso, o projeto tem como objetivo desenvolver o grupo que o realiza, tornando a realização de Delineamento de Experimentos familiar para este (de forma que possa aprender os conceitos relacionados ao tema), e familiarizando-o com o software Minitab.

3. Planejamento

Para realizar o delineamento, com base no tema pelo grupo, necessita-se cumprir algumas etapas. Seguindo o que é proposto por Douglas Montgomery, estas etapas estão indicadas a seguir.

3.1. Caracterização do problema

O problema deve ser caracterizado para que se desenvolvam as principais ideias a ele relacionadas. Neste caso, o tema em questão é, como citado acima, o tempo de filtragem de café.

Assim, o problema pode ser caracterizado como: “O quê influencia no tempo de filtragem de determinado volume de café?”.

A filtragem do café é uma forma tradicional de se preparar a bebida em questão, visto que existe para separar os grãos moídos da semente da água. Esta dissolve os grãos, mas a presença de um filtro é essencial para que a bebida não contenha grãos não dissolvidos, visto que a presença destes pode prejudicar seu sabor e sua textura. Atualmente, a existência de cafés solúveis e de máquinas que produzem o café por outros métodos tornaram tal prática menos comum; todavia, muitas casas optam por fazer o café diário dessa forma, pois costuma ser mais barata e, muitas vezes, mais saborosa.

A filtragem ocorre por meio de filtros, sendo os mais comuns os compostos por papel e pano. O filtro é posicionado sobre um funil, algumas colheres de café são colocadas neste e a água (em geral, fervendo a 100º C) é colocada no filtro. A filtragem pode demorar, de acordo com diversos fatores que influenciam em seu tempo; isso pode desestimular as pessoas mais apressadas.

3.2. Seleção da variável resposta

Tendo em vista o problema caracterizado acima, optou-se pela variável resposta seguinte: tempo necessário para filtrar 150 ml de café. Tal variável foi definida tendo em vista que esta fornece informação útil sobre o tema estudado, e pode ser medida com relativa precisão pelo experimentador.

O volume definido como base para a variável resposta (150 ml) equivale a três xícaras de café (cada uma possui, em média, 50 ml). Tal volume fora definido por ser uma quantia razoável a ser produzida de café, e por permitir maiores tempos de filtragem (de forma que houvesse maior precisão e maiores diferenças entre cada medição). Além disso, o medidor de volume utilizado possuía marcação para volumes de 150 ml, facilitando o trabalho do experimentador (que deve iniciar o cronômetro assim que a água começa a ser despejada no filtro, encerrando-o quando o volume de café atingir a marca supracitada).

3.3. Fatores de influência e seus respectivos níveis

Desta forma, após brainstormings em conjunto, foram obtidos diferentes fatores e níveis que possivelmente têm influência significativa na variável resposta, mas exigem experimentação para esta ser comprovada.

Os fatores escolhidos e seus níveis correspondentes foram:

- Tipo de filtro: De