diseño experimental
Páginas: 14 (3292 palabras)
Publicado: 9 de abril de 2013
DISEÑO DE EXPERIMENTOS
En muchas industrias el uso efectivo del diseño de experimentos es la clave para obtener altos rendimientos, reducir la variabilidad, reducir los tiempos de entrega, mejorar los productos, reducir los tiempos de desarrollo de nuevos productos y tener clientes más satisfechos.
¿QUÉ ES EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS (DOE)?
Un diseño de experimentos es una prueba o serie depruebas en las cuales se hacen cambios a propósito en las variables de entrada de un proceso, de tal forma que se puedan observar e identificar cambios en la respuesta de salida.
Los productos resultantes tienen una o más características de calidad observables o respuestas (Críticas para la calidad si el cliente reclama por su no cumplimiento – CTQ’s). Algunas de las variables del proceso X1, X2,X3,……, Xp son controlables o factores de control, mientras que otras Z1, Z2, Z3, ….., Zq no son controlables (a pesar de que pueden ser controladas durante el desarrollo de las pruebas), y se denominan factores de ruido.
Los objetivos del diseño de experimentos son:
1. Determinar cuáles variables tienen más influencia en la respuesta, y.
2. Determinar en donde ajustar las variables deinfluencia x’s, de tal forma que y se acerque al requerimiento nominal deseado.
3. Determinar donde ajustar las variables de influencia x’s de tal forma que la variabilidad en y sea pequeña.
4. Determinar donde ajustar las variables de influencia x’s de tal forma que los efectos de las variables incontrolables z sean minimizados.
Con la aplicación del DOE durante el desarrollo de los procesospodemos obtener los beneficios siguientes:
1. Rendimiento mejorado.
2. Variabilidad reducida y comportamiento cercano al valor nominal.
3. Tiempo de desarrollo reducido.
4. Costos totales reducidos.
5. Mejor desempeño y confiabilidad en el campo.
Como ejemplos de aplicaciones del diseño de experimentos tenemos las siguientes:
1. Evaluación y comparación de configuraciones básicas de diseño.2. Evaluación de alternativas de material.
3. Evaluación de diferentes proveedores.
3. Determinación de parámetros clave de diseño (ej: ángulo, velocidad, método) con impacto en el desempeño.
GUÍA PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Para tener éxito en el diseño de experimentos, es necesario que todos los involucrados en el experimento tengan una idea clara del objetivo del experimento, de losfactores a ser estudiados, como se realizará el experimento y al menos una idea cualitativa de cómo se analizarán los datos. El procedimiento recomendado por Montgomery tiene los pasos siguientes:
1. Reconocimiento y establecimiento del problema.
2. Selección de factores y niveles.
3. Selección de la variable de respuesta.
4. Selección del diseño experimental.
5. Realización del experimento.6. Análisis de los datos.
7 Conclusiones y recomendaciones.
EXPERIMENTOS FACTORIALES
Los experimentos factoriales se utilizan cuando hay varios factores de interés en un experimento. En los experimentos factoriales se deben utilizar en cada réplica, todas las combinaciones de los factores que se están investigando. Si se tienen dos factores A y B con niveles a y b respectivamente, cadaréplica contendrá todas las posibles combinaciones ab.
Definiciones:
Factores: Son las variables controlables en el experimento Ej:Temperatura, Presión, Velocidad; se designan con letras mayúsculas A, B,C.
Niveles: Se refiere a la cantidad de valores que tienen los factores del experimento. Ej: en un experimento tomamos los siguientes valores de Temperatura: 15°, 20° ; en este caso tenemos 2niveles.
Los niveles se designan con números: “1”, “2” o con signos “-, +” que representan los niveles “bajo” y “alto” en cada caso.
Replica: Es el número de repeticiones del experimento.
Efecto de un factor: es el cambio en la respuesta como resultado de un cambio en el nivel del factor, se denomina efecto principal ya que se refiere a los factores primarios del estudio.
Ej. Consideremos...
En muchas industrias el uso efectivo del diseño de experimentos es la clave para obtener altos rendimientos, reducir la variabilidad, reducir los tiempos de entrega, mejorar los productos, reducir los tiempos de desarrollo de nuevos productos y tener clientes más satisfechos.
¿QUÉ ES EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS (DOE)?
Un diseño de experimentos es una prueba o serie depruebas en las cuales se hacen cambios a propósito en las variables de entrada de un proceso, de tal forma que se puedan observar e identificar cambios en la respuesta de salida.
Los productos resultantes tienen una o más características de calidad observables o respuestas (Críticas para la calidad si el cliente reclama por su no cumplimiento – CTQ’s). Algunas de las variables del proceso X1, X2,X3,……, Xp son controlables o factores de control, mientras que otras Z1, Z2, Z3, ….., Zq no son controlables (a pesar de que pueden ser controladas durante el desarrollo de las pruebas), y se denominan factores de ruido.
Los objetivos del diseño de experimentos son:
1. Determinar cuáles variables tienen más influencia en la respuesta, y.
2. Determinar en donde ajustar las variables deinfluencia x’s, de tal forma que y se acerque al requerimiento nominal deseado.
3. Determinar donde ajustar las variables de influencia x’s de tal forma que la variabilidad en y sea pequeña.
4. Determinar donde ajustar las variables de influencia x’s de tal forma que los efectos de las variables incontrolables z sean minimizados.
Con la aplicación del DOE durante el desarrollo de los procesospodemos obtener los beneficios siguientes:
1. Rendimiento mejorado.
2. Variabilidad reducida y comportamiento cercano al valor nominal.
3. Tiempo de desarrollo reducido.
4. Costos totales reducidos.
5. Mejor desempeño y confiabilidad en el campo.
Como ejemplos de aplicaciones del diseño de experimentos tenemos las siguientes:
1. Evaluación y comparación de configuraciones básicas de diseño.2. Evaluación de alternativas de material.
3. Evaluación de diferentes proveedores.
3. Determinación de parámetros clave de diseño (ej: ángulo, velocidad, método) con impacto en el desempeño.
GUÍA PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Para tener éxito en el diseño de experimentos, es necesario que todos los involucrados en el experimento tengan una idea clara del objetivo del experimento, de losfactores a ser estudiados, como se realizará el experimento y al menos una idea cualitativa de cómo se analizarán los datos. El procedimiento recomendado por Montgomery tiene los pasos siguientes:
1. Reconocimiento y establecimiento del problema.
2. Selección de factores y niveles.
3. Selección de la variable de respuesta.
4. Selección del diseño experimental.
5. Realización del experimento.6. Análisis de los datos.
7 Conclusiones y recomendaciones.
EXPERIMENTOS FACTORIALES
Los experimentos factoriales se utilizan cuando hay varios factores de interés en un experimento. En los experimentos factoriales se deben utilizar en cada réplica, todas las combinaciones de los factores que se están investigando. Si se tienen dos factores A y B con niveles a y b respectivamente, cadaréplica contendrá todas las posibles combinaciones ab.
Definiciones:
Factores: Son las variables controlables en el experimento Ej:Temperatura, Presión, Velocidad; se designan con letras mayúsculas A, B,C.
Niveles: Se refiere a la cantidad de valores que tienen los factores del experimento. Ej: en un experimento tomamos los siguientes valores de Temperatura: 15°, 20° ; en este caso tenemos 2niveles.
Los niveles se designan con números: “1”, “2” o con signos “-, +” que representan los niveles “bajo” y “alto” en cada caso.
Replica: Es el número de repeticiones del experimento.
Efecto de un factor: es el cambio en la respuesta como resultado de un cambio en el nivel del factor, se denomina efecto principal ya que se refiere a los factores primarios del estudio.
Ej. Consideremos...
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