Matodo taguchi

Ingeniería Química: Diseño de experimentos Ing. Misael González Macías

Diseño de Experimentos Robusto (Taguchi) Concepto de robustez
En un experimento o proceso existen dos tipos de factores, ver la siguiente figura:

Factores que intervienen en un experimento

Controlables

No controlables (ruido)

El diseño robusto busca obtener un producto o proceso insensible al ruido que no esposible controlar, o minimizar el efecto de dicho ruido en la propiedad deseada. Por ejemplo: en una copiadora el usuario utiliza una determinada tinta y desea que la calidad de las hojas se la misma sin importar la humedad del ambiente (nótese que la tinta a usar puede ser un factor controlable y la humedad del ambiente no puede ser controlada en un negocio que se dedique a la reproducción decopias en papel, entonces la humedad es un ruido en este ejemplo). Los factores de ruido se clasifican como muestra el siguiente diagrama:

Factores de ruido
Externos
• Factores por el ambiente o área de trabajo.

Internos
• Errores de uso del equipo o errores de la maquinaria usada.

De deterioro
• Desgaste de piezas o degradación del proceso.

Arreglos ortogonales
Los arreglosortogonales son utilizados determinar la matriz de diseño que proporciona las corridas a realizar para evaluar los factores controlables y los de ruido con sus niveles correspondientes. Existen diferentes arreglos ortogonales (ver Figura 9.6 del libro H. Gutiérrez, Análisis y Diseño de Experimentos, Segunda Edición, Mc-Graw Hill, 2008), por ejemplo el L8 tiene ocho corridas y se pueden estudiar de doshasta siete factores con dos niveles cada uno (ver Tabla 1), el L4 tiene cuatro corridas y se pueden estudiar dos y tres factores con dos niveles cada uno (ver Tabla 2). Cuando no se estudian todos los factores posibles en el arreglo es necesario asignar las columnas según el número de factores, por ejemplo, si desean estudiar 3 factores con un L8 las columnas asignadas serán 1, 2, 4 para cadafactor. Para factores con dos niveles cada factor se utilizan L4, L8, L12 y L16 y para tres niveles cada factor se utilizan L9 y L18.

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Ingeniería Química: Diseño de experimentos Ing. Misael González Macías

Diseño de Experimentos Robusto (Taguchi)
Tabla 1: Arreglo L8
Corrida 1 No. de columna 2 3 4 5 6 7

Tabla 2: Arreglo L4
No. de columna Corrida 1 2 3

1 2 3 4 5 6 7 81 1 1 1 2 2 2 2

1 1 2 2 1 1 2 2

1 1 2 2 2 2 1 1

1 2 1 2 1 2 1 2

1 2 1 2 2 1 2 1

1 2 2 1 1 2 2 1

1 2 2 1 2 1 1 2

1 2 3 4

1 1 2 2

1 2 1 2

1 2 2 1

2 factores: 1 y 2. 3 factores: las tres columnas

2 factores: 1, 2. 3 factores: 1, 2, 4. 4 factores: 1, 2, 4, 7. 5 factores: 1, 2, 4, 7, 6. 6 factores: 1, 2, 4, 7, 6, 5. 7 factores: todas las columnas

Diseño conarreglo interno y externo
Un diseño robusto debe tener al menos un factor de ruido (que no se pretende controlar) para que se busque que el proceso sea insensible a este factor. Determinados los factores controlables y los de ruido, se construye un arreglo ortogonal para los factores de control (interno) y otro arreglo para los factores de ruido (externo). Ejemplo: una característica importante en laproducción de pigmentos es el color, se tiene el problema de que existe un exceso en la variación en el color y después de analizar se tiene que los factores controlables son: Factores controlables A: Tiempo de carga del material. B: Tiempo de amasado. C: Exceso de sal. D: Temperatura de amasado. E: Orden de introducción de materiales. F: Velocidad de amasado. G: Tipo de aspas de amasado.Factores de ruido K: Calidad de la sal. L: Aspecto de la resina M: Temperatura del agua para enfriar.

Se puede escoger una L8 para los factores de control y un L4 para los de ruido (para realizar las pruebas los factores no controlables pueden ser controlados, aunque esto no sucede en el proceso real) y así obtener la siguiente tabla:
Factores de ruido 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2 2 1

K L M A

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