calidad

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE EL MANTE.

Ingeniería de calidad

Unidad 5
Análisis de resultados

“5.3 EXPERIMENTOS CON FACTORES DE RUIDO”
5.4 ANÁLISIS DE EXPERIMENTOS CON FACTORES DE RUIDO”







5.3 EXPERIMENTOS CON FACTORES DE RUIDO.
Introducción:
Si se repite un experimento, en condiciones indistinguibles, los resultados presentan variabilidad.
Si la experimentaciónse realiza en un laboratorio donde la mayoría de las causas de variabilidad están muy controladas.
El objetivo del diseño de experimentos es estudiar si utilizar un determinado tratamiento produce una mejora en el proceso o no. La metodología del Diseño de Experimentos estudia cómo variar las condiciones habituales de realización de un proceso empírico para aumentar la probabilidad de detectarcambios significativos en la respuesta.
Para que la metodología de diseño de experimentos sea eficaz es fundamental que el experimento esté bien diseñado.
¿Por qué un experimento?

1. Determinar las principales causas de variación en la respuesta.
2. Encontrar las condiciones experimentales con las que se consigue un valor extremo en la variable de interés o respuesta.
3. Comparar lasrespuestas en diferentes niveles de observación de variables controladas.
4. Obtener un modelo estadístico-matemático que permita hacer predicciones de respuestas futuras.

No siempre es posible el tener datos históricos y aunque los tuviésemos estos tienen ciertas desventajas:

Inconsistencia de los datos: cambios de personas, mejoras del personal por procesos de aprendizaje, motivación, cambiosen las máquinas.

Variables con fuerte correlación: Puede ocurrir que en el proceso existan dos o más variables altamente correlacionadas que pueden llevar a situaciones confusas. Puede haber confusión en los efectos, o problemas con una variable oculta.

Tipos de variabilidad:
Uno de los principales objetivos de los modelos de diseño de experimentos, es controlar la variabilidad. Losresultados de cualquier experimento están sometidos a tres tipos de variabilidad:

Variabilidad sistemática y planificada.
Variabilidad típica de la naturaleza del problema y del experimento.
Variabilidad sistemática y no planificada.

Variabilidad sistemática planificada:

Originada por las distintas condiciones experimentales impuestas en el diseño por expreso deseo del experimentador.
Cuandoeste tipo de variabilidad está presente y tiene un tamaño importante, se espera que las respuestas tiendan a agruparse formando grupos (clusters).
Es deseable que exista esta variabilidad y que sea identificada y cuantificada por el modelo.

Variabilidad típica de la naturaleza y el experimento:

Ruido aleatorio que contiene el error de medida. Es una variabilidad impredecible e inevitable.Diferencia entre diferentes medidas de un mismo objeto.
Existe un patrón de comportamiento, todas las medidas tienen a fluctuar en torno a un valor central y siguiendo un modelo probabilístico que podemos estimar.
Es una variabilidad que va a estar siempre presente pero que es tolerable.

Variabilidad sistemática no planificada:

Debida a causas desconocidas y no planificadas. En otras palabras,los resultados están siendo sesgados sistemáticamente por causas desconocidas.
La presencia de esta variabilidad supone la principal causa de conclusiones erróneas y estudios incorrectos al ajustar un modelo estadístico.
Existen dos estrategias básicas para tratar de evitar la presencia de este tipo de variabilidad: la aleatorización y la técnica de bloques.

Controlar la variabilidad:

Paracontrolar la variabilidad existen tres técnicas:

Replicados
Aleatorización
Formación de bloques
Planificación de un experimento:
La forma tradicional que se utilizaba en la experimentación se basaba en estudiar los factores uno a uno. Los inconvenientes de esta metodología son:

Es necesario un gran número de pruebas.
Las conclusiones obtenidas en el estudio de cada factor tiene un campo...