planejamento de experimentos

Planejamento de experimentos: entendendo correlação e causa

Você já parou para pensar que fazemos experimentos o tempo todo em nossas vidas? Testamos novos caminhos, novas receitas, novas maneiras de realizar determinado trabalho. O problema é que muitas vezes esses testes são realizados sem a devida organização, o que gera pouco aprendizado. As técnicas de planejamentos de experimentos nos ajudam a organizar nossos testes de tal maneira que nossa aprendizado seja otimizado!

Não seria ótimo ao final de um experimento conseguir responder todas as nossas respostas? E poder convencer todos com os resultados obtidos? Então confira aqui algumas dicas que preparamos para você conhecer qual a melhor maneira de se realizar um experimento!

Solução da violência urbana: reduzir número de padeiros!


Para aprender sobre planejamento de experimentos, é preciso primeiro conhecer o conceito de correlação espúria. Apesar do novo esquisito, é um conceito super importante e que esta presente muitas vezes em nossas vidas quando tentamos correlacionar eventos. Para que você também não cometa o disparate de dizer que a solução para a violência urbana é reduzir o número de padeiros confira o exemplo que separamos para você.

Um funcionário de uma prefeitura quer estudar o número de crimes de sua cidade. Para isso ele coleta dados de diversas cidades no Brasil e nota um fato interessante: o número de crimes é altamente correlacionado com o número de padeiros da cidade. O funcionário percebeu esse fato observando o gráfico de correlação abaixo.


Exemplo de planejamento de experimentos: padeiros criminosos

O que observamos nesse gráfico é que quanto maior o número de padeiros, maior o número de crimes na cidade. Ou seja, uma alta correlação positiva entre as duas variáveis. Com isso, o funcionário chega a conclusão de que a solução é diminuir o número de padeiros de sua cidade para diminuir o número de crimes.

A moral da história é que o funcionário tomou uma decisão no mínimo precipitada baseada na correlação acima.

O que ele não sabia era que correlação não necessariamente implica causa! Para avaliar se o número de padeiros realmente implica em um número maior de crimes basta fazer o simples experimento de manter presos todos os padeiros da cidade ao longo de uma semana e anotar o número de crimes. Na semana seguinte soltar 25% dos padeiros e anotar o número de crimes. Na próxima soltar mais 25%, anotar o número de crimes e repetir o procedimento até que todos os padeiros tenham sido soltos. O funcionário ia observar que o número de padeiros soltos na cidade não influenciaria em nada no número de crimes da cidade, como mostra o gráfico abaixo.


Resultado do experimento

Esse problema de correlação espúria é muito comum em estudos observacionais, ou seja, aquelas em que não interferimos na população em estudo, somente coletamos informações. Esses estudos são extremante importantes para levantar hipóteses iniciais.

Sempre que possível é importante ir um passo além e tentar confirmar essas teorias com um experimento planejado. Um exemplo desse tipo de experimento é o testes de medicamento, onde sorteia-se aleatoriamente qual medicamento qual individuo irá receber.

Aprendendo a aprender com os dados utilizando planejamento de experimentos

O aprendizado é um processo constante que envolve deduções, verificação dos fatos através da análise de dados e reformulação da hipótese até que você tenha evidências suficientes para tomar uma decisão. Podemos simplificar esse conceito em 3 etapas: observar dados, criar teorias a partir desses dados e testar essas teorias… também coletando dados!

Esse processo é ilustrado abaixo.

Fluxo de aprendizado

Primeiramente temos uma ideia e formulamos uma hipótese em cima dela. Por exemplo, dizemos que hoje vai chover. Daí, vamos coletar os dados para verificar essa hipótese. Neste caso, uma simples olhada pela janela pode lhe mostrar um céu limpo e os ventos indicam tempo seco. Assim podemos reformular nossas ideias e concluir que não vai chover.

Esse processo de aprendizado pode ser otimizado através do Planejamento de Experimentos, também conhecido como DoE (Design of Experiments, em inglês). Essa metodologia de planejamento de experimentos nos proporciona um conjunto de ferramentas para que possamos aprender sobre um processo da maneira mais eficiente possível. Em outras palavras, problemas podem ser resolvidos de maneira mais rápida, processos industriais otimizados em pouco tempo e planejamento de campanhas de marketing mais eficientes.

Planejamento de Experimentos

Suponha que você fez o curso de DoE da Escola EDTI e seu colega não tem conhecimento do assunto. Vocês precisam fazer com que o produto A reaja com o produto B para resultar no produto C da maneira mais eficiente possível. Seu colega começa o trabalho imediatamente para impressionar o chefe e realiza testes com 10 temperaturas diferentes aumentando poucos graus Celsius a cada teste.

Depois de horas de produção sem resultados significativos, seu colega decide então testar tempos de reação diferentes e gasta mais horas de produção.

Por fim, acabou que ele se perdeu em suas notações e não conseguiu identificar quais fatores são relevantes para uma reação mais eficiente. Por outro lado, você, profissional formado pela Escola EDTI, busca maiores informações acerca da reação e planeja seu experimento de maneira eficiente, combinando diferentes temperaturas e tempos de reação em intervalos previamente estabelecidos e coletando todos os dados de forma que no fim do processo você possa chegar a conclusão qual a melhor combinação de temperatura e tempo de reação que produz o produto C de maneira mais eficiente.

A formação em DoE lhe proporciona uma nova maneira de aprender com os dados do processos e tirar as informações que você precisa para tomar a decisão correta. A Escola EDTI oferece um curso completo de DoE com técnicas da metologia de planejamento de experimentos para você obter o máximo conhecimento acerca do seu processo industrial, campanha de marketing e diversas outras aplicações.

Viu como é interessante o planejamento de experimentos? Se interessou pela metodologia de planejamento de experimentos? Assista a uma aula introdutória com o prof. Ademir Petenate da Unicamp no link abaixo. Ele é uma das principais referências sobre o assunto no Brasil, além de ter ajudado dezenas de grandes empresas a organizar ótimos experimentos.

Video-Prof-Ademir-DOE

Quer saber mais sobre como a metologia de planejamento de experimentos pode lhe ajudar a extrair as informações chave de seu processo e sobre como melhorá-lo, tire suas dúvidas com a nossa equipe!

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