DISEÑO DE EXPERIMENTOS INTRODUCCIÓN Ing. Felipe Llaugel

¿QUE SON LOS DISEÑOS DE EXPERIMENTOS? El diseño de experimentos consiste en la preparación de una prueba o una serie de pruebas donde se hacen cambios intencionales a variables de entrada o controlables de un proceso o sistema con el objetivo de observar e identificar las razones del cambio en la o las variables de respuesta. Ing. Felipe Llaugel

OBJETIVO DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS El objetivo en muchos casos del diseño de experimentos sería desarrollar un proceso robusto, es decir, un proceso que sea afectado de forma mínima por fuentes de variabilidad externas. Ing. Felipe Llaugel

TERMINOLOGÍA BÁSICA Factor: Elemento controlable por el experimentador cuyo efecto sobre la respuesta, es parte de los objetivos del experimento. Respuesta: Característica de calidad o variable de experimentación que se desea optimizar. Nivel del factor: Valores de ajuste posible de cada factor. Tratamiento: Combinación de niveles de los factores en la cual se realiza una prueba. Ing. Felipe Llaugel

ENFOQUES Y ESTRATEGIAS Estrategia de experimentación: Es el enfoque general para planear y llevar a cabo el experimento. Enfoque de mejor cobertura: Consiste en fijar uno o varios factores y cambiar los demás en función de los resultados de la prueba anterior. Funciona de manera adecuada cuando el experimentador cuenta con gran cantidad de conocimientos técnicos o teóricos del proceso en estudio. Ing. Felipe Llaugel

ENFOQUES Y ESTRATEGIAS (cont.) Enfoque de un factor a la vez: Este método consiste en seleccionar un punto de partida, o línea base de los niveles, para cada factor, para después variar sucesivamente cada factor en un rango, manteniendo constantes los factores restantes en el nivel base. Este enfoque desconoce el efecto de la interacción entre los factores. Ing. Felipe Llaugel

MODELO GENERAL DE UN PROCESO FACTORES CONTROLABLES (niveles) PROCESO ENTRADA SALIDA (respuesta) FACTORES INCONTROLABLES(desconocidos) Ing. Felipe Llaugel

APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Mejoramiento de rendimiento de procesos. Reducción de variabilidad. Reducción de tiempo de desarrollo de nuevos productos o procesos. Reducción de costos. Ing. Felipe Llaugel

APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Evaluación y comparación de configuraciones de diseño básicas. Evaluación de materiales alternativos. Selección de parámetros de diseño para productos orientados a diferentes condiciones de trabajo. Determinación de factores clave para impactar el desempeño de productos. Ing. Felipe Llaugel

PRINCIPIOS BÁSICOS Consiste en repetir el experimento varias veces para poder hacer estimaciones de los efectos al azar involucrados en el experimento y poder aislar el error aleatorio. También permite poder hacer conjeturas mas seguras desde el punto de vista estadístico REPLICAS ALEATORIEDAD BLOQUEO Ing. Felipe Llaugel

PRINCIPIOS BÁSICOS Es la garantía de que los resultados obtenidos y las conclusiones hechas a partir de estos resultados, son robustas desde el punto de vista estadístico. REPLICAS ALEATORIEDAD BLOQUEO Aleatoriedad consiste en que el orden en que son tomadas las muestras para el experimento, y el orden de los materiales usados son determinados aleatoriamente. Ing. Felipe Llaugel

PRINCIPIOS BÁSICOS Es la técnica empleada para incrementar la precisión del experimento. REPLICAS ALEATORIEDAD BLOQUEO Un bloque es una porción del material experimental que debería ser mas homogéneo que el resto de los materiales para experimentación. El bloqueo consiste en hacer comparaciones entre las condiciones de interés en el experimento dentro de cada bloque. Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 1. Reconocimiento del Problema Consiste en el planteamiento claro del problema a ser resuelto mediante el diseño de experimentos. Debe buscarse el auxilio de todas las partes involucradas en el proceso a ser mejorado. El reconocimiento claro del problema contribuye a un mejor entendimiento de la solución final. Ing. Felipe Llaugel

2. Selección de factores y de los niveles GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Se deben seleccionar los factores o variables que se creen influyentes en la respuesta final que se quiere optimizar. El análisis estadístico de los resultados del experimento, es el que dirá, que factores son realmente los influyentes. Una vez seleccionados los factores, se debe determinar a que niveles de estos factores se correrán los experimentos. Debe establecerse como se controlaran los factores a los niveles seleccionados y también como deberán ser medidos estos niveles. Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 3. Selección de la variable o variables de respuesta El experimentador debe determinar que variables de respuesta son las que dan una idea clara sobre el comportamiento del sistema o proceso que se quiere mejorar. Frecuentemente la media o desviación estándar de alguna característica de calidad es la respuesta a optimizar. Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 4. Selección del diseño del experimento Tamaño de la muestra (numero de replicas) Otros aspectos de aleatoriedad Orden de las corridas del experimento Uso o no de bloqueo Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 5. Ejecutar el experimento Se debe tener sumo cuidado en este paso para garantizar la validez de las informaciones recabadas en el experimento. Se deben cumplir con todos los puntos detallados en el diseño del experimento y en la ejecución del mismo. De no hacerse el experimento de acuerdo al diseño, se podría invalidar todo el análisis estadístico posterior. Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 6. Análisis de datos Se debe usar análisis estadístico en esta etapa para garantizar que los resultados y conclusiones son objetivos. Si el experimento ha sido diseñado y ejecutado correctamente, el análisis de datos es sencillo. Hay que recalcar que el análisis estadístico no es un veredicto categórico sobre la influencia de un factor en la o las variables de respuesta, sino que, nos da una idea de la certeza estadística de la influencia de los factores en la respuesta. Ing. Felipe Llaugel

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 7. Conclusiones y recomendaciones Una vez se han analizado los datos, el experimentador puede hacer conclusiones sobre los resultados y recomendar un curso de acción. Los métodos gráficos son muy útiles en esta etapa, particularmente para mostrar los resultados a otras personas no involucradas en el experimento. Se deben ejecutar corridas de confirmación para validar los resultados del experimento. Ing. Felipe Llaugel

USO DE TÉCNICAS ESTADÍSTICAS Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos cuando se usan técnicas estadísticas: Usar los conocimientos no estadísticos sobre el problema 1 2 3 4 Iteratividad de los experimentos Mantener el diseño y el análisis tan simple como sea posible Reconocer la diferencia entre significación practica y estadística Ing. Felipe Llaugel

INTRODUCCION AL MINITAB Ing. Felipe Llaugel

RESISTENCIA A PRESIÓN DE EJEMPLO: RESISTENCIA A PRESIÓN DE TANQUES DE GAS EN Kg./Pulg 2 TRATAMIENTOS Muestra A B 1 108.5 96.0 2 91.9 97.4 3 159.5 126.0 4 102.2 57.0 5 154.2 174.5 6 111.0 105.4 7 122.6 139.2 8 82.2 55.2 9 98.4 55.7 10 130.7 110.7 11 28.6 126.9 12 102.5 42.3 13 155.2 32.9 14 160.4 106.1 15 178.7 114.9 SON IGUALES LOS TRATAMIENTOS? Ing. Felipe Llaugel

INTRODUCCION AL MINITAB Ing. Felipe Llaugel

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