▷ Análise de Variância – ANOVA – 2 Fatores com repetição no Excel

Olá Pessoal seja bem vindo ao meu novo artigo! Após realizar o artigo anterior sobre o ANOVA - Um fator, neste artigo será demonstrado uma aplicação do ANOVA com dois fatores com repetição. Será utilizado o seguinte exemplo: 4 fornecedores (Fornecedor 1 ao 4) e 4 tipos de materiais (Aço Carbono 1020, 1045, 1090 e o Aço Inox 316).

A questão é, será que existe alguma variação significativa na entrega dos materiais? Caso houver, em qual fornecedor e em qual material? Vamos a base dos dados, que segue abaixo:

ANOVA 2 fatores no Excel

Com esses dados disponibilizados deverá ser convertido em outra disposição, que segue abaixo:

ANOVA 2 fatores no Excel

Neste momento foi criado duas colunas auxiliares para retornar os valores não duplicados que estão na coluna O e P, onde irá auxiliar na construção da tabela da Célula E1 até a célula L36, segue suas fórmulas abaixo:

Fornecedor (Células O2 a O23)

=SE(SEERRO(ÍNDICE($A$2:$A$40; CORRESP(0; ÍNDICE(CONT.SE($O$1:O1;$A$2:$A$40);0;0);0));"")=0;"";SEERRO(ÍNDICE($A$2:$A$40; CORRESP(0; ÍNDICE(CONT.SE($O$1:O1;$A$2:$A$40);0;0);0));""))

ou em inglês

=IF(IFERROR(INDEX($A$2:$A$40; MATCH(0; INDEX(COUNTIF($O$1:O1;$A$2:$A$40);0;0);0));"")=0;"";IFERROR(INDEX($A$2:$A$40; MATCH(0; INDEX(COUNTIF($O$1:O1;$A$2:$A$40);0;0);0));""))

Material (Células P2 a P23)

=SE(SEERRO(ÍNDICE($B$2:$B$40; CORRESP(0; ÍNDICE(CONT.SE($P$1:P1;$B$2:$B$40);0;0);0));"")=0;"";SEERRO(ÍNDICE($B$2:$B$40; CORRESP(0; ÍNDICE(CONT.SE($P$1:P1;$B$2:$B$40);0;0);0));""))

ou em inglês

=IF(IFERROR(INDEX($B$2:$B$40; MATCH(0; INDEX(COUNTIF($P$1:P1;$B$2:$B$40);0;0);0));"")=0;"";IFERROR(INDEX($B$2:$B$40; MATCH(0; INDEX(COUNTIF($P$1:P1;$B$2:$B$40);0;0);0));""))

Necessitaremos da quantidade combinada entre o Fornecedor e o Material, neste caso tivemos 3 amostras por fornecedor e material, que segue a fórmula da célula N1

=MÁXIMO(ÍNDICE(CONT.SES($A:$A;DESLOC($O$1;1;0;CONT.SE(O:O;">=a")-1;1);$B:$B;DESLOC($P$1;1;0;CONT.SE(P:P;">=a")-1;1));0))

ou em inglês

=MAX(INDEX(COUNTIFS($A:$A;OFFSET($O$1;1;0;COUNTIF(O:O;">=a")-1;1);$B:$B;OFFSET($P$1;1;0;COUNTIF(P:P;">=a")-1;1));0))

Com esses dados definidos agora podemos converter os dados na tabela demonstrada, que segue abaixo

Fornecedores com duplicação - Célula E2 a E29

=SE(LINS($E$2:E2)=1;DESLOC($O$1;1;0);SE(CONT.SE($E$1:E1;E1)<$N$1;E1;ÍNDICE(O:O;CORRESP(E1;O:O;0)+1;0)))

ou em inglês

=IF(ROWS($E$2:E2)=1;OFFSET($O$1;1;0);IF(COUNTIF($E$1:E1;E1)<$N$1;E1;INDEX(O:O;MATCH(E1;O:O;0)+1;0)))

Material sem duplicação - Célula F1 a L1

=SE(DESLOC($P$1;COLS($F$1:F1);0)="";"";DESLOC($P$1;COLS($F$1:F1);0))

ou em inglês

=IF(OFFSET($P$1;COLUMNS($F$1:F1);0)="";"";OFFSET($P$1;COLUMNS($F$1:F1);0))

Dados ajustados entre os fornecedores e materiais - Célula F2 a L29

=SE(OU(F$1="";$E2="";MAIOR(ÍNDICE(($A$1:$A$100=$E2)*($B$1:$B$100=F$1)*LIN($C$1:$C$100);0);CONT.SE($E$2:$E2;$E2))=0);"";ÍNDICE($C:$C;MAIOR(ÍNDICE(($A$1:$A$100=$E2)*($B$1:$B$100=F$1)*LIN($C$1:$C$100);0);CONT.SE($E$2:$E2;$E2));0))

ou em inglês

=IF(OR(F$1="";$E2="";LARGE(INDEX(($A$1:$A$100=$E2)*($B$1:$B$100=F$1)*ROW($C$1:$C$100);0);COUNTIF($E$2:$E2;$E2))=0);"";INDEX($C:$C;LARGE(INDEX(($A$1:$A$100=$E2)*($B$1:$B$100=F$1)*ROW($C$1:$C$100);0);COUNTIF($E$2:$E2;$E2));0))

Com os dados já estruturados, vamos aos cálculos necessários para a identificação das diferenças ou não entre os fornecedores e materiais, que segue abaixo:

ANOVA 2 fatores no Excel

1° Parte - Análises Iniciais e Cálculo da Soma Quadrática

ANOVA 2 fatores no Excel

Obtendo os dados de maneira transposta - Célula AD3 até a AI3

=DESLOC($P$1;COLS($T$3:T3);0) 

ou em inglês

=OFFSET($P$1;COLUMNS($T$3:T3);0) 

Contagem dos Produtos - Célula AD4 até AI4

=SE(AD3="";"";CONT.NÚM(F:F)) 

ou em inglês

=IF(AD3="";"";COUNT(F:F))

Soma dos Produtos - Célula AD5 até AI5

=SE(AD3="";"";SOMA(F:F))

ou em inglês

=IF(AD3="";"";SUM(F:F))

Média dos Produtos - Célula AD6 até AI6

=SE(AD3="";"";MÉDIA(F:F))

ou em inglês

=IF(AD3="";"";AVERAGE(F:F))

Variância dos Produtos - Célula AD7 até AI7

=SE(AD3="";"";VAR.A(F:F)) 

ou em inglês

=IF(AD3="";"";VAR.S(F:F))

Será necessário calcular o SSW (Sum of Squares Within Groups) entre os Fornecedores e Materiais, segue os cálculos abaixo:

SSW do Grupo dos Fornecedores - Célula AD11 até AD16

=SE(AC11="";"";DEVSQ(DESLOC($E$1;CORRESP($AC11;$E:$E;0)-1;1;$N$1;7))) 

ou em inglês

=IF(AC11="";"";DEVSQ(OFFSET($E$1;MATCH($AC11;$E:$E;0)-1;1;$N$1;7)))

Soma dos Fornecedores - Célula AE10

=SOMA(AE11:AE16) 

ou em inglês

=SUM(AE11:AE16) 

Soma dos Fornecedores entre os Materiais - Célula AE11 até AE16

=SE(AC11="";"";SOMA(AF11:AJ11)) 

ou em inglês

=IF(AC11="";"";SUM(AF11:AJ11))

SSW do Grupo dos Materiais - Célula AF10 até AK10

=SE(AF$9="";"";DEVSQ(DESLOC($A$1;1;CORRESP(AF$9;$1:$1;0)-1;CONT.NÚM($C:$C);1)))

ou em inglês

=IF(AF$9="";"";DEVSQ(OFFSET($A$1;1;MATCH(AF$9;$1:$1;0)-1;COUNT($C:$C);1)))

SSW entre os Grupos Fornecedores/Materiais - Célula AF11 até AK16

=SE(OU(AF$9="";$AC11="");"";DEVSQ(DESLOC($A$1;CORRESP($AC11;$E:$E;0)-1;CORRESP(AF$9;$1:$1;0)-1;$N$1;1))) 

ou em inglês

=IF(OR(AF$9="";$AC11="");"";DEVSQ(OFFSET($A$1;MATCH($AC11;$E:$E;0)-1;MATCH(AF$9;$1:$1;0)-1;$N$1;1))) 

Com os dados calculados poderemos realizar o ANOVA 2 fatores com repetição, conforme a imagem abaixo

ANOVA 2 fatores no Excel

SS - Coluna AD

Amostras - Célula AD24

=$AD$29-AJ24

Colunas - Célula AD25

=$AD$29-AJ25

Interações - Célula AD26

=AD29-AD27-AD24-AD25

Resíduos - Célula AD27

=AE10

Total - Célula AD29

=DEVSQ(C:C)

Graus de Liberdade (df) - Coluna AE

Amostras - Célula AE24

=CONT.SE(O:O;">=a")-1-1

ou em inglês

=COUNTIF(O:O;">=a")-1-1

Colunas - Célula AE25

=CONT.SE(P:P;">=a")-1-1

ou em inglês

=COUNTIF(P:P;">=a")-1-1

Interações - Célula AE26

=((CONT.SE(O:O;">=a")-1)-1)*((CONT.SE(P:P;">=a")-1)-1)

ou em inglês

=((COUNTIF(O:O;">=a")-1)-1)*((COUNTIF(P:P;">=a")-1)-1)

Resíduos - Célula AE27

=AE29-SOMA(AE24:AE26)

ou em inglês

=AE29-SUM(AE24:AE26)

Total - Célula AE29

=CONT.NÚM(C:C)-1

ou em inglês

=COUNT(C:C)-1

MS - Célula AF24 a AF27

=AD24/(AE24)

F - Célula AF24 a AF26

=AF24/$AF$27

P-Value - Célula AF24 a AF26

=DIST.F.CD(AG24;AE24;$AE$27)

ou em inglês

=F.DIST.RT(AG24;AE24;$AE$27)

F-crítico

=INV.F.CD($AI$22;AE24;$AE$27)

ou em inglês

=F.INV.RT($AI$22;AE24;$AE$27)

SSW Amostras - Célula AJ24

=SOMA(AD11:AD16)

ou em inglês

=SUM(AD11:AD16)

SSW Colunas - Célula AJ25

=SOMA(AF10:AK10)

ou em inglês

=SUM(AF10:AK10)

Com os dados calculados podemos realizar duas verificações para verificar se os dados apresentados contêm alguma diferença significativa

1° Verificação, Comparação do Cálculo do F com o F Crítico - Células AK24 a AK26

=SE(AG24>AI24;"Há Diferença Significativa!")

ou em inglês

=IF(AG24>AI24;"Há Diferença Significativa!")

2° Verificação, Comparação do Valor-P com alfa - Células AL24 a AL26

=SE(AH24<$AI$22;"Há diferença Significativa!";"")

ou em inglês

=IF(AH24<$AI$22;"Há diferença Significativa!";"")

Neste momento constamos que há uma diferença significativa nos dados apresentados e será necessário aplicar o modelo de Tukey

2° Parte - Cálculo de Tukey (1949)

Será necessário os seguintes dados para calcular o Q-Crítico, são eles:

Graus de Liberdade das amostras (k) - Célula AE24 +1 | 4

Graus de Liberdade do Resíduo (df) - Célula AE27 | 32

Alfa - Célula AI22 | 0,05

Com estas três variáveis definidas aplicando na tabela estudentizada (nos próximos artigos irei descrever o código onde irá resultar esse valor sem a necessidade de tabelas), resultou em 3,83306121826171

Com o valor de Q-Crítico definido, deverá ser calculado os DMS (Diferença Mínima Significativa) para a amostra e para o grupo, que segue abaixo

DMS - n (Amostra) - Célula AD34

=AD33*RAIZ(AF27/(AE25+1))

ou em inglês

=AD33*SQRT(AF27/(AE25+1))

DMS - Group (Grupo) - Célula AD35

=AD33*RAIZ(AF27/(SOMA($AE$24:$AE$26)))

ou em inglês

=AD33*SQRT(AF27/(SUM($AE$24:$AE$26)))

Para avaliarmos se um grupo possui diferença significativa, segue a fórmula na célula AH34 até a AH35 (Atenção essa fórmula só irá funcionar no Excel 2016 ou superior)

=SE($AE34="";"";ABS(MÉDIASES($C:$C;$A:$A;$AF34)-MÉDIASES($C:$C;$A:$A;$AG34)))

ou em inglês

=IF($AE34="";"";ABS(AVERAGEIFS($C:$C;$A:$A;$AF34)-AVERAGEIFS($C:$C;$A:$A;$AG34)))

Com os valores, deverá verificar se o valor é maior do que o DMS - Grupo, caso o valor calculado for maior, pode afirmar que existe diferença significativa entre os grupos.

Para avaliarmos se os grupos e os materiais tem diferença significativa, segue a fórmula na célula AI34 até AN45

=SE(OU(AI$33="";$AE34="");"";ABS(MÉDIASES($C:$C;$A:$A;$AF34;$B:$B;AI$33)-MÉDIASES($C:$C;$A:$A;$AG34;$B:$B;AI$33)))

ou em inglês

=IF(OR(AI$33="";$AE34="");"";ABS(AVERAGEIFS($C:$C;$A:$A;$AF34;$B:$B;AI$33)-AVERAGEIFS($C:$C;$A:$A;$AG34;$B:$B;AI$33)))

Nesta análise deverá verificar se o valor calculado é maior do que o DMS - amostra, caso o valor for maior, podemos afirmar que existe uma diferença significativa entre os fornecedores e com seu respectivo material.

Espero que tenha gostado desse artigo!

Caso tenha alguma sugestão de outra técnica, poste aqui nos comentários.

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E ja conhece o meu novo curso online de Excel?

Abraços a todos e até o próximo artigo!

Fabio BALDINI

Frase do dia: "Você não pode vencer uma pessoa que nunca desiste" Autor: Babe Ruth

OBS: Quero agradecer imensamente ao Grande Mestre e Amigão Alessandro Trovato pelas eternas revisões dos artigo para que sempre fique esmero. Obrigadão grande Mestre!

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