Diseño De Experimentos:

Definiciones

Diseño de Experimentos: La experimentación es una técnica utilizada para encontrar el comportamiento de una variable a partir de diferentes combinaciones de factores o variables de entrada de un proceso, que al cambiar afectan la respuesta. Para entrar a experimentar es necesario pasar primero por el diseño de experimentos, esta técnica busca la manipulación sistemática de lasvariables de entrada de un proceso para entender el efecto que estas pueden causar en la variable respuesta. Es ampliamente utilizado en las empresas debido a que éste permite visualizar situaciones que pueden suceder a partir de la realización de un proceso. En la industria se utiliza principalmente para buscar el mejoramiento del rendimiento de un proceso, para reducir la variabilidad y permitirque haya un mayor acercamiento a los parámetros de la empresa, para reducir tiempos de procesamiento y reducir costos. Cualquier problema experimental incluye: diseño del experimento y análisis de los datos. Diseño del Experimento: Se refiere al proceso de planear el experimento que se desea. Es la adquisición de los datos apropiadamente para analizarlos de manera estadística. Cuando se tiene unproceso para análisis, es importante definirlo correctamente y proceder a buscar el mejor diseño de experimentos, de manera que se le pueda sacar el mejor provecho a los datos colectados por medio del análisis estadístico. Las bases de un diseño de experimentos son: replicación, aleatoriedad y bloqueo. Replicación o Repetición: Es el número de ocasiones que se efectúa una misma condición experimentalen la prueba o experimento que se esta haciendo. Si por ejemplo se desea probar el efecto que produce el cambio de temperatura (100 oC y 200 oC) y el cambio de presión (3 PSI y 6 PSI) en un componente, se tendría una condición experimental al establecer la prueba con 100 oC de temperatura y 3 PSI de presión; si bajo esta condición experimental se hacen dos pruebas, entonces se están realizandodos replicas o repeticiones. La siguiente figura ilustra la situación:

Factor 1: Temperatura Nivel 1 del factor Factor 2: Presión temperatura: 100 oC Nivel 1 del factor Presión: 3 PSI Nivel 2 del factor Presión: 6 PSI X1 X2
Respuestas bajo la condición 100 oC y 3 PSI

Nivel 2 del factor temperatura: 200 oC Y1 Y2 Z1 Z2

W1 W2

Las letras de color rojo, indican las respuestas a la primeraréplica bajo las condiciones allí mostradas. Las letras de color negro, indican las respuestas a la segunda replica bajo las condiciones allí mostradas. Aleatoriedad: Es el orden en que se ejecutan las condiciones experimentales en el experimento. Bajo la aleatoriedad todos los tratamientos tiene la misma oportunidad de ser seleccionados. Es usada con el propósito de cancelar efectos de variablesque no se están controlando (como efectos del ambiente en el que se realiza el experimento → humedad). La aleatoriedad cancela el efecto de factores que quizá no conocemos que están allí, incluso estos pueden estar cambiando sus niveles a medida que corremos el experimento. Cuando se conoce la fuente de variabilidad y se puede controlar, se usa una técnica llamada bloqueo.

La figura muestra dosbolsas que representan el factor, dentro de cada una se encuentran 4 papeles que están etiquetados con los niveles para cada factor. Una forma de hacer un procedimiento aleatorio, para el caso del ejemplo mencionado en la definición de replicación, seria tomar de cada bolsa sin mirar, un papelito. Allí se ilustra una mano tomando un papelito de cada bolsa, la misma persona entonces toma un papelde la bolsa de temperatura y luego otro papel de la bolsa de presión y se establece entonces la primera condición experimental. Una vez establecida estos papeles se dejan afuera de las bolsas y se prosigue con la siguiente condición experimental. Una vez no hayan papeles en la bolsa se ha terminado de establecer la primera réplica; si se desea tener más de una réplica, entonces se ingresan los...