Generalidades del diseño de experimentos

Generalidades del Diseño de Experimentos

2.1.1 Introducción

En la industria es una práctica común hacer experimentos haciendo algunos cambios en los materiales, métodos o condiciones de operación de un proceso con los que se puedan detectar, resolver, o minimizar los problemas de calidad. Es común que estas pruebas o experimentos se hagan sobre la marcha, a prueba y error, apelando a laexperiencia y a la intuición; en lugar de seguir un plan experimental adecuado que garantice una buena respuesta a las interrogantes planteadas.
Algo similar puede decirse respecto al análisis de los datos experimentales, dónde más que hacer un análisis riguroso de toda la información obtenida y que tome en cuenta la variación se hace un análisis informal e “intuitivo”. Es tal el poder de laexperimentación que a pesar de que en ocasiones el experimento se hizo a prueba y error se logran mejoras. Sin embargo, en muchas ocasiones no es suficiente aplicar experimentación a prueba y error, por lo que es mejor proceder siempre en una forma eficaz que garantice la obtención de las respuestas a las interrogantes planteadas en un lapso corto de tiempo y utilizando pocos recursos.
El diseñoestadístico de experimentos es precisamente la forma eficaz de hacer pruebas en los procesos ya que proporciona la técnica y la estrategia necesarias para llevar de manera eficaz los procesos a mejores condiciones de operación. En su parte medular, el diseño de experimentos consiste en determinar cuales pruebas y como es que se deben realizar, para obtener datos que al analizarlos estadísticamentese obtengan conclusiones y decisiones que deriven en mejoras del proceso. Algunos problemas típicos de la industria que se pueden resolver con el diseño y análisis de experimentos son los siguientes:
* Comparar a dos o más proveedores del mismo material con el fin de elegir al que mejor cumple los requerimientos.
* Comparar varios instrumentos de medición para verificar si trabajan con lamisma precisión y exactitud.
* Proponer una nueva manera de operar el proceso, variar sus condiciones y hacer cambios con el objetivo de reducir el número de defectos.
* Determinar los factores o fuentes de variabilidad que tienen impacto en la capacidad del proceso para cumplir con sus requerimientos más importantes.
* Localizar las condiciones de operación (temperatura, velocidad,humedad, por ejemplo) dónde el proceso logra su desempeño óptimo.
* Hacer el proceso insensible o robusto a oscilaciones de variables ambientales.
* Apoyar en el diseño o rediseño del producto o proceso para mejorar su desempeño.

En general, cuando se quiere mejorar un proceso existen dos maneras básicas de obtener la información necesaria para ello: una es observar o monitorear hastaobtener señales útiles que permitan mejorarlo. La otra manera es experimentar, es decir, hacer cambios estratégicos y deliberados al proceso para obtener dichas señales útiles. Al analizar los resultados del experimento se obtienen de manera inmediata las pautas a seguir, que muchas veces se concretan en mejoras sustanciales al proceso.
El diseño de experimentos (DDE) es un conjunto de técnicasactivas, en el sentido de que no espera a que el proceso mande las señales útiles, sino que éste se “manipula” para inducirlo a proporcionar esa información que se requiere para mejorarlo. Son técnicas estadísticas y de ingeniería que permiten lograr la máxima eficacia de los procesos de producción al menor costo.
El diseño de experimentos y otras técnicas estadísticas, combinadas con elconocimiento del proceso, sitúan al responsable del mismo como observador perceptivo y proactivo, que es capaz de observar algo interesante (oportunidades de mejora) en el proceso y en los datos donde otra persona no ve nada.
El DDE tiene una enorme utilidad en la industria porque permite mejorar el rendimiento de los procesos y la calidad de sus productos. También en el desarrollo de nuevos...