DISEÑO DE EXPERIMENTOS

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.

¿QUE SON LOS DISEÑOS DE EXPERIMENTOS?

Es un cambio en las condiciones de operación de un

proceso, con el propósito de medir el efecto del

cambio en una o varias propiedades del producto.

EXPERIMENTO

MODELO GENERAL DE UN PROCESO

PROCESOENTRADA

FACTORES CONTROLABLES (niveles)

SALIDA (respuesta)

FACTORES INCONTROLABLES(desconocidos)

Factor:

Variable controlable por el experimentador cuyo

efecto sobre la respuesta, es parte de los objetivos

del experimento.

Nivel del factor:

Diferentes valores que se asignan a los factores.

Tratamiento:

Combinación de niveles de los factores en la cual se

realiza una prueba.

TERMINOLOGÍA BÁSICA

Factores no controlables:

Variables que no se pueden controlar durante un

experimento

Respuesta:

Característica de calidad o variable de

experimentación que se desea optimizar.

TERMINOLOGÍA BÁSICA

ERROR:

Es la variabilidad de las respuestas, y se define

como la diferencia entre un valor medido y un valor

esperado de respuesta

TERMINOLOGÍA BÁSICA

TIPOS DE ERRORES

Errores aleatorios:

Errores que ocurren en las mediciones, que

aparecen al repetir una prueba, sin causa aparente.

Errores sistemáticos:

Errores que aparecen por mala calibración de un

equipo de medición y que pueden corregirse.

TERMINOLOGÍA BÁSICA

Exactitud:

Cuanto se acerca una medición del valor verdadero.

Precisión

El grado de reproductibilidad de una medida

TERMINOLOGÍA BÁSICA

APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

Mejoramiento de rendimiento de procesos.

Reducción de variabilidad.

Reducción de tiempo de desarrollo de nuevosproductos o procesos.

Reducción de costos.

Evaluación y comparación de configuraciones dediseño básicas.

Evaluación de materiales alternativos.

Selección de parámetros de diseño para productosorientados a diferentes condiciones de trabajo.

Determinación de factores clave para impactar eldesempeño de productos.

APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

PRINCIPIOS BÁSICOS

REPLICAS

ALEATORIEDAD

BLOQUEO

Consiste en repetir el experimento

varias veces para poder estimar el

error aleatorio.

REPLICAS

ALEATORIEDAD

BLOQUEO

Consiste en realizar las pruebas en

orden “ALEATORIO”. Cada prueba

tiene la misma posibilidad de ser

realizada

PRINCIPIOS BÁSICOS

REPLICAS

ALEATORIEDAD

BLOQUEO

• Es la técnica empleada paraincrementar la precisión delexperimento.

• Un bloque es una porción del materialexperimental que debería ser mashomogéneo que el resto de losmateriales para experimentación.

PRINCIPIOS BÁSICOS

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

El reconocimiento claro del problema contribuye aun mejor entendimiento de la solución final.

1. Reconocimiento del Problema

Consiste en el planteamiento claro del problema aser resuelto mediante el diseño de experimentos.

Debe buscarse el auxilio de todas las partesinvolucradas en el proceso a ser mejorado.

2. Selección de factores y de los niveles

Debe establecerse como se controlaran los factores a losniveles seleccionados y también como deberán ser medidosestos niveles.

Se deben seleccionar los factores o variables que se creeninfluyentes en la respuesta final que se quiere optimizar.

El análisis estadístico de los resultados del experimento, esel que dirá, que factores son realmente los influyentes.

Una vez seleccionados los factores, se debe determinar aque niveles de estos factores se correrán los experimentos.

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

Frecuentemente la media o desviación estándarde alguna característica de calidad es larespuesta a optimizar.

3. Selección de la variable o variables de respuesta

El experimentador debe determinar que variablesde respuesta son las que dan una idea clara sobreel comportamiento del sistema o proceso que sequiere mejorar.

GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

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

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

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

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

Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos cuandose 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