DISEÑO DE EXPERIMENTOS INTRODUCCIÓN

Transcripción

1 DISEÑO DE EXPERIMENTOS INTRODUCCIÓN

2 QUE SON LOS DISEÑOS DE EXPERIMENTOS? El diseño de experimentos consiste en la preparación de una prueba o una serie de pruebas donde se hacen cambios intencionales a variables de entrada o controlables de un proceso o sistema con el objetivo de observar e identificar las razones del cambio en la o las variables de respuesta.

3 EXPERIMENTO Es un cambio en las condiciones de operación de un proceso, con el propósito de medir el efecto del cambio en una o varias propiedades del producto.

4 MODELO GENERAL DE UN PROCESO FACTORES CONTROLABLES (niveles) ENTRADA PROCESO SALIDA (respuesta) FACTORES INCONTROLABLES(desconocidos)

5 TERMINOLOGÍA BÁSICA Factor: Variable controlable por el experimentador cuyo efecto sobre la respuesta, es parte de los objetivos del experimento. Nivel del factor: Diferentes valores que se asignan a los factores. Tratamiento: Combinación de niveles de los factores en la cual se realiza una prueba.

6 TERMINOLOGÍA BÁSICA Factores no controlables: Variables que no se pueden controlar durante un experimento Respuesta: Característica de calidad o variable de experimentación que se desea optimizar.

7 TERMINOLOGÍA BÁSICA ERROR: Es la variabilidad de las respuestas, y se define como la diferencia entre un valor medido y un valor esperado de respuesta

8 TERMINOLOGÍA BÁSICA TIPOS DE ERRORES Errores aleatorios: Errores que ocurren en las mediciones, que aparecen al repetir una prueba, sin causa aparente. Errores sistemáticos: Errores que aparecen por mala calibración de un equipo de medición y que pueden corregirse.

9 TERMINOLOGÍA BÁSICA Exactitud: Cuanto se acerca una medición del valor verdadero. Precisión El grado de reproductibilidad de una medida

10 APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Mejoramiento de rendimiento de procesos. Reducción de variabilidad. Reducción de tiempo de desarrollo de nuevos productos o procesos. Reducción de costos.

11 APLICACIONES DEL DISEÑO DE EXPERIMENTOS Evaluación y comparación de configuraciones de diseño básicas. Evaluación de materiales alternativos. Selección de parámetros de diseño para productos orientados a diferentes condiciones de trabajo. Determinación de factores clave para impactar el desempeño de productos.

12 PRINCIPIOS BÁSICOS REPLICAS Consiste en repetir el experimento varias veces para poder estimar el error aleatorio. ALEATORIEDAD BLOQUEO

13 PRINCIPIOS BÁSICOS REPLICAS ALEATORIEDAD Consiste en realizar las pruebas en orden ALEATORIO. Cada prueba tiene la misma posibilidad de ser realizada BLOQUEO

14 PRINCIPIOS BÁSICOS REPLICAS ALEATORIEDAD BLOQUEO Es la técnica empleada para incrementar la precisión del experimento. Un bloque es una porción del material experimental que debería ser mas homogéneo que el resto de los materiales para experimentación.

15 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 1. Reconocimiento del Problema Consiste en el planteamiento claro del problema a ser resuelto mediante el diseño de experimentos. Debe buscarse el auxilio de todas las partes involucradas en el proceso a ser mejorado. El reconocimiento claro del problema contribuye a un mejor entendimiento de la solución final.

16 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 2. Selección de factores y de los niveles Se deben seleccionar los factores o variables que se creen influyentes en la respuesta final que se quiere optimizar. El análisis estadístico de los resultados del experimento, es el que dirá, que factores son realmente los influyentes. Una vez seleccionados los factores, se debe determinar a que niveles de estos factores se correrán los experimentos. Debe establecerse como se controlaran los factores a los niveles seleccionados y también como deberán ser medidos estos niveles.

17 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 3. Selección de la variable o variables de respuesta El experimentador debe determinar que variables de respuesta son las que dan una idea clara sobre el comportamiento del sistema o proceso que se quiere mejorar. Frecuentemente la media o desviación estándar de alguna característica de calidad es la respuesta a optimizar.

18 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 4. Selección del diseño del experimento Tamaño de la muestra (numero de replicas) Otros aspectos de aleatoriedad Orden de las corridas del experimento Uso o no de bloqueo

19 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 5. Ejecutar el experimento Se debe tener sumo cuidado en este paso para garantizar la validez de las informaciones recabadas en el experimento. Se deben cumplir con todos los puntos detallados en el diseño del experimento y en la ejecución del mismo. De no hacerse el experimento de acuerdo al diseño, se podría invalidar todo el análisis estadístico posterior.

20 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 6. Análisis de datos Se debe usar análisis estadístico en esta etapa para garantizar que los resultados y conclusiones son objetivos. Si el experimento ha sido diseñado y ejecutado correctamente, el análisis de datos es sencillo. Hay que recalcar que el análisis estadístico no es un veredicto categórico sobre la influencia de un factor en la o las variables de respuesta, sino que, nos da una idea de la certeza estadística de la influencia de los factores en la respuesta.

21 GUÍAS PARA EL DISEÑO DE EXPERIMENTOS 7. Conclusiones y recomendaciones Una vez se han analizado los datos, el experimentador puede hacer conclusiones sobre los resultados y recomendar un curso de acción. Los métodos gráficos son muy útiles en esta etapa, particularmente para mostrar los resultados a otras personas no involucradas en el experimento. Se deben ejecutar corridas de confirmación para validar los resultados del experimento.

22 USO DE TÉCNICAS ESTADÍSTICAS Se deben tener en cuenta los siguientes aspectos cuando se usan técnicas estadísticas: Usar los conocimientos no estadísticos sobre el problema 1 Iteratividad de los experimentos 4 2 Mantener el diseño y el análisis tan simple como sea posible 3 Reconocer la diferencia entre significación practica y estadística