diseño de exp

Introducción al Diseño de
Experimentos
Introducción
Los modelos de diseño de experimentos son modelos estadísticos clásicos cuyo objetivo es
averiguar si unos determinados factores influyen en una variable de interés y, si existe influencia
de algún factor, cuantificar dicha influencia.
Unos ejemplos donde habría que utilizar estos modelos son los siguientes:
— En el rendimiento de undeterminado tipo de máquina (unidades producidas por día): se
desea estudiar la influencia del trabajador que la maneja y la marca de la máquina.
— Se quiere estudiar la influencia de un tipo de pila eléctrica y de la marca, en la duración
de las pilas.
— Una compañía telefónica está interesada en conocer la influencia de varios factores en
la variable duración de una llamada telefónica. Los factoresque se consideran son los
siguientes: hora a la que se produce la llamada; día de la semana en que se realiza la
llamada; zona de la ciudad desde la que se hace la llamada; sexo del que realiza la llamada;
tipo de teléfono (público o privado) desde el que se realiza la llamada.
— Una compañía de software está interesada en estudiar la variable porcentaje en que se
comprime un fichero, alutilizar un programa de compresión teniendo en cuenta el tipo
de programa utilizado y el tipo de fichero que se comprime.
— Se quiere estudiar el rendimiento de los alumnos en una asignatura y, para ello, se desean
controlar diferentes factores: profesor que imparte la asignatura; método de enseñanza;
sexo del alumno.

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La metodología del diseño de experimentos se basa en la experimentación. Essabido que
si se repite un experimento, en condiciones indistinguibles, los resultados presentan una cierta variabilidad. Si la experimentación se realiza en un laboratorio donde la mayoría de las
causas de variabilidad están muy controladas, el error experimental será pequeño y habrá poca
variación en los resultados del experimento. Pero si se experimenta en procesos industriales oadministrativos la variabilidad será mayor en la mayoría de los casos.
El objetivo del diseño de experimentos es estudiar si cuando se utiliza un determinado
tratamiento se produce una mejora en el proceso o no. Para ello se debe experimentar aplicando
el tratamiento y no aplicándolo. Si la variabilidad experimental es grande, sólo se detectará la
influencia del uso del tratamiento cuando éste produzcagrandes cambios en relación con el
error de observación.
La metodología del diseño de experimentos estudia cómo variar las condiciones habituales
de realización de un proceso empírico para aumentar la probabilidad de detectar cambios significativos en la respuesta; de esta forma se obtiene un mayor conocimiento del comportamiento
del proceso de interés.
Para que la metodología de diseño deexperimentos sea eficaz es fundamental que el experimento esté bien diseñado.
Un experimento se realiza por alguno de los siguientes motivos:
— Determinar las principales causas de variación en la respuesta.
— Encontrar las condiciones experimentales con las que se consigue un valor extremo en la
variable de interés o respuesta.
— Comparar las respuestas en diferentes niveles de observación devariables controladas.
— Obtener un modelo estadístico-matemático que permita hacer predicciones de respuestas
futuras.
La utilización de los modelos de diseño de experimentos se basa en la experimentación y
en el análisis de los resultados que se obtienen en un experimento bien planificado. En muy
pocas ocasiones es posible utilizar estos métodos a partir de datos disponibles o datoshistóricos,
aunque también se puede aprender de los estudios realizados a partir de datos recogidos por
observación, de forma aleatoria y no planificada. En el análisis estadístico de datos históricos
se pueden cometer diferentes errores, los más comunes son los siguientes:
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1. Inconsistencia de los datos: Los procesos cambian con el tiempo, se producen cambios
en el personal (cambios de...