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DISEDISEÑO DE EXPERIMENTOSÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
INTRODUCCIÓN
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.
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
¿QUE SON LOS DISEÑOS 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.
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
OBJETIVO DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
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.
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
TERMINOLOGÍA BÁSICA
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.
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
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.
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
ENFOQUES Y ESTRATEGIAS (cont.)
Ing. Felipe Llaugel
MODELO GENERAL DE UN PROCESO
PROCESOENTRADA
FACTORES CONTROLABLES (niveles)
SALIDA (respuesta)
FACTORES INCONTROLABLES(desconocidos)
Ing. Felipe Llaugel
APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Mejoramiento de rendimiento de procesos. Mejoramiento de rendimiento de procesos.
Reducción de variabilidad.
Reducción de variabilidad.
Reducción de tiempo de desarrollo de nuevos productos o procesos.
Reducción de tiempo de desarrollo de nuevos productos o procesos.
Reducción de costos. Reducción de costos.
Ing. Felipe Llaugel
Evaluación y comparación de configuraciones de diseño básicas.
Evaluación y comparación de configuraciones de diseño básicas.
Evaluación de materiales alternativos.
Evaluación de materiales alternativos.
Selección de parámetros de diseño para productos orientados a diferentes condiciones de trabajo.
Selección de parámetros de diseño para productos orientados a diferentes condiciones de trabajo.
Determinación de factores clave para impactar el desempeño de productos.
Determinación de factores clave para impactar el desempeño de productos.
APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
PRINCIPIOS BÁSICOS
REPLICAS
ALEATORIEDAD
BLOQUEO
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
Ing. Felipe Llaugel
REPLICAS
ALEATORIEDAD
BLOQUEOAleatoriedad consiste en que el orden en que son tomadas las muestras para el experimento, y el orden de los materiales usados son determinados aleatoriamente.
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.
PRINCIPIOS BÁSICOS
Ing. Felipe Llaugel
REPLICAS
ALEATORIEDAD
BLOQUEO
• Es la técnica empleada para incrementar la precisión del experimento.
• 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.
PRINCIPIOS BÁSICOS
Ing. Felipe Llaugel
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
El reconocimiento claro del problema contribuye a un mejor entendimiento de la solución final.
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.
Ing. Felipe Llaugel
2. Selección de factores y de los niveles
Debe establecerse como se controlaran los factores a los niveles seleccionados y también como deberán ser medidos estos niveles.
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.
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
Frecuentemente la media o desviación estándar de alguna característica de calidad es la respuesta a optimizar.
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.
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
4. Selección del diseño del experimento
Tamaño de la muestra (numero de
replicas)
Orden de las corridas del experimento
Uso o no de bloqueo
Otros aspectos de aleatoriedad
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
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.
5. Ejecutar el experimento
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
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.
6. Análisis de datos
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
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.
7. Conclusiones y recomendaciones
GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Ing. Felipe Llaugel
Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos cuando se usan técnicas estadísticas:
USO DE TÉCNICAS ESTADÍSTICAS
Usar los conocimientos no estadísticos sobre el
problema
1
2
3
4Mantener el diseño y el análisis tan simple como
sea posible
Reconocer la diferencia entre significación practica y
estadística
Iteratividad de los experimentos
Ing. Felipe Llaugel
INTRODUCCION AL MINITAB
Ing. Felipe Llaugel
RESISTENCIA A PRESIÓN DE
TANQUES DE GASEN Kg./Pulg 2
EJEMPLO:
TRATAMIENTOSMuestra A B
1 108.5 96.02 91.9 97.4
3 159.5 126.04 102.2 57.05 154.2 174.56 111.0 105.47 122.6 139.28 82.2 55.29 98.4 55.710 130.7 110.711 28.6 126.912 102.5 42.313 155.2 32.914 160.4 106.115 178.7 114.9
SON IGUALES LOS
TRATAMIENTOS?
Ing. Felipe Llaugel
INTRODUCCION AL MINITAB
INTRODUCCION AL MINITAB
INTRODUCCION AL MINITAB
![Compendio de Experimentos Clásicos de la Física Moderna FELIPE ANDRÉ BUITRAGO PORRAS G02E07FELIPE [1]](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/5665b4e61a28abb57c949a88/compendio-de-experimentos-clasicos-de-la-fisica-moderna-felipe-andre-buitrago.jpg)
