Estrategias y Técnicas Estadísticas en La Experimentación

 

ESTRATEGIAS Y EXPERIMENTACIÓN

TÉCNICAS

ESTADÍSTICAS

EN

LA

Por: El experimento es uno de los los métodos empíricos y científicos para descu descubrir brir o  probar algo acerca de un sistema o proceso especifico. Por lo tanto un experimento  puede definirse como una prueba prueba o serie de pruebas que en las que se hacen hacen cambios deliberados en las variables de entrada de un proceso o sistema para observar e identificar las razones de los cambios que pudieran observarse en la respuesta de salida. En cualquier experimento, los resultados y las conclusiones que puedan sacarse dependen en gran medida de la la manera en que se recab recabaron aron los datos. Por lo tanto el método utilizado para recabar datos afecta de manera adversa las conclusiones que se puedan obtener del experimento, lo cual hace factible plantear objetivos en el experimento que puedan aportar al método de recoleccin de datos que se elija. !os objetivos del experimento podrían comprender los siguientes" •

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#eterminar cu$les son las variables que tienen mayor influencia sobre la respuesta del proceso. %u$l es el ajuste de las variables del proceso controlables, que tienen mayor  influencia para que la respuesta este siempre cerca del valor nominal. #eterminar cu$l es el ajuste de las variables controlables, que tienen mayor  influencia para que la variabilidad de la respuesta sea mínima. #eterminar cu$l es el ajuste de las variables que podemos controlar, que tienen mayor influencia para que los efectos de las variables no controlables sea mínimo.

 

&tro punto de importancia una vez que se conocen los objetivos del experimento, es determinar la estrategia de experimentacin, ya que esta nos trazara el mejor camino  para conocer de forma forma influyen las variables variables en el mismo. Existe Exis tenn much muchas as es estr trat ateg egia iass de ex expe peri rime ment ntac aci inn qu quee se pu pued eden en util utiliz izar ar para para relacionar las variables en el experimento, estas pueden ser"

Enfoque de la meor !one"ura: este enfoque toma en cuenta el conocimiento y experiencia del investigador para seleccionar las variables y relacionarlas a fin de obtener el mejor resultado en la experimentacin. 'in embargo, el enfoque de la mejor conjetura presenta al menos dos desventajas. !a primera es que la conjetura inicial no produce los resultados esperados, entonces se tendría que hacer otra conjetura acerca de las variables correctas a relacionar, esto podría repetirse por  mucho tiempo sin garantía de éxito. &tro problema podría ser que la primera conjetura produce un resultado satisfactorio( entonces el experimento se ve tentado a suspender las pruebas aun cuando no hay garantía de que se ha encontrado la mejor  solucin. Enfoque de un fa!"or a la #e$: consiste en seleccionar un punto de partida, o línea  base de los niveles, para cada factor, para después variar sucesivamente su factor en su rango, rango, manten mantenien iendo do constant constantes es los factor factores es restant restantes es en el niv nivel el base. !a desventaja principal de esta estrategia es que no puede tomar en consideracin cualquier posible interaccin entre los factores. E%&er'men"o fa!"or'al: éste es el enfoque correcto para trabajar con varios factores. 'e trata de una estrat estrategia egia experime experimental ntal en la que los factore factoress se hace hacenn variar en conjunto, en lugar de uno a la vez. 'e entiend entiendee por D'(e)o *a!"or'al+ un tipo de experimento dise)ado que permite estudiar los efectos que pueden tener varios factores sobre una respuesta. *l realizar  un experimento, el hecho de variar los niveles de todos los factores al mismo tiempo en lugar de uno a la vez permite estudiar las interacciones entre los factores.

*P!+%*%+&E' -P+%*' #E! #+'E/& E0PE1+2E-*! El dise)o experimental es una herramienta de importancia fundamental en el $mbito de la ingeniería para mejorar el despe)o de un proceso de manufactura, al igual que en el desarrollo de procesos nuevos.

 

!a aplicacin de las técnicas del dise)o experimental en las fases iniciales del desarrollo se pueden representar en" 3 2e 2ejo jora rass en el rren endi dimi mien ento to del del pro proce ceso so.. 3 4ari riab abil ilid idad ad re redu duci cida da y co conf nfor ormi mida dadd m$s m$s ce cerc rcan anaa con con los los re requ quer erim imie ient ntos os nominales o proyectados. 33 1e 1edu ducc cci in del tiem tiempo po de degl desa de sarr rrol ollo 1e 1edu ducc cci innn de ddeelllos os co cost stos os glob obal ales es. .lo..

!os métodos del dise)o experimental desempe)an también un papel importante en las actividades del dise)o de ingeniería, donde se desarrollan productos nuevos y se hacen mejoramientos de los productos existentes. Entre estas aplicaciones se pueden destacar" 3 !a evalu evaluacin acin y compar comparaci acinn de configurac configuracione ioness de dise) dise)oo bb$sico $sicos. s. 3 Ev Eval alua uaci cin ndedellos ma mate rial ales estros alte altern rnat ativ ivos os..o para 'ele 'eleccin ccin os par$me pteri ar$metros del dise) dise)o para que que el produ producto cto sea robust robusto. o. 3 !a de determi terminaci nacinn de los los par$met par$metros ros clave clave del del dise)o dise)o ddel el pr product oductoo que afec afectan tan el desempe)o del mismo. !a aplicacin de dise)o de experimental, puede resumirse en la optimizacin de maquinaria, en productos mejorados, en bajos costos de produccin y tiempo cortos de dise)o y desarrollo del producto. Para llevar a cabo un experimento con mayor eficiencia, es necesario utilizar un enfoque estadístico para planearlo. El dise)o estadístico experimental, nos permite recaba rec abarr dat datos os ade adecua cuados dos que puedan puedan anali analizar zarse, se, con mét método odoss est estadí adísti sticos cos que llevaran a conclusiones validas y objetivas. %uando %uan do un pr prob oble lema ma in incl cluy uyee da dato toss es esta tadí díst stic icos os que que es est$ t$nn suje sujeto toss a er erro rore ress experimentales, la metodología estadística es el 5nico enfoque objetivo del an$lisis. Por lo que cualquier experimento incluye dos aspectos" el dise)o de experimento y el an$l an$lis isis is esta estadí díst stic icoo de lo loss da dato tos. s. !os !os tres tres prin princi cipi pios os b$si b$sico coss del del dise dise)o )o experimental son" 

1ealizacin de replicas" por ello se entiende la repeticin del experimento  b$sico. Ello permite al experimentador obtener una estimacin de error  experimental.

 

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*leatorizacin" se considera como el punto principal en el que s fundamenta el uso de los métodos estadísticos en el dise)o experimental. 'e entiende  por la aleatorizaci aleatorizacin n que la asignacin del material experimental así como el or orde denn en que que se re real aliz izan an lo loss en ensa sayo yoss indi indivi vidu dual ales es del del expe experi rime ment ntoo se determinan al azar. 6ormacin de bloques" es una técnica de dise)o que se utiliza para mejorar la  precisin de las comparaciones que se hacen entre los factores de interés. 2uchas veces esta técnica se utiliza para entender la variabilidad trasmitida  por factores perturbadores. perturbadores.

P*7-*' 8EE1*!E' P*1* #+'E/*1 E0PE1+2E-&' Para aplicar el enfoque estadístico en el dise)o y an$lisis de experimento, es necesario que todo lo que participan el mismo tengan desde el principio una idea clara de que es exactamente lo que va a estudiarse, como van a colectarse los datos y  por lo menos una comprensin cualitativa de la forma en que van a analizarse estos dato datos. s. * cont contin inua uaci cin n se de desg sglo losa sa un es esqu quem emaa gene genera rall del del proc proced edim imie ient ntoo recomendado" 

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+d +den enti tifi fica caci cin n y en enun unci ciac aci inn de dell pr prob oble lema ma"" un unaa enun enunci ciac aci inn clar claraa del del  problema aporta sustancialmente para alcanzar una mejor comprensin sobre los fenmenos bajo estudio y solucin final del problema. Eleccin de los factores, los niveles y los rangos" al considerar los factores que pueden influir en el desempe)o del proceso, es f$cil determinar que estos factores pueden ser potenciales o perturbadores( entendiéndose por factores  potenciales como los que se quieren hacer variar en el experimento. Por otro lado los factores perturbadores suelen clasificarse como factores controlables, no controlables y de ruido. 'eleccin de variable de sistema" para seleccionar esta variable, hay que tener  certeza de que esta variable proporciona en realidad informacin 5til acerca del proceso bajo estudio. En la mayoría de los casos ésta ser$ el promedio o la deviacin est$ndar de ala característica medida. Eleccin del dise)o experimental" la eleccin del dise)o experimental implica la consideracin del tama)o de la muestra , la seleccin de un orden de corridas corri das adecuado adecuado para los ensayos experiment experimentales ales y la deter determinac minacin in de si entra o no en juego la formacin de bloques u otras restricciones sobre la aleatorizacin aleatorizac in .

 

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%uando se lleva a cabo el experimento es vital monitorear con atencin el  proceso a fin de asegurarse de que todo se esté haciendo conforme a la  planeacin. Por ellos ellos es importante realizar realizar varias corridas pilot pilotoo o de prueba. *n$lisis estadístico de los datos" deber$n usarse métodos estadísticos para analizar los datos a fin de que los resultados y las conclusiones sean objetivos y no de car$cter apreciativo. %onclusiones y recomendaciones" una vez que se han analizado los datos, es necesario sacar conclusiones pr$cticas acerca de los resultados y recomendar  un curso de accin. !os métodos gr$ficos son muy 5tiles en esta etapa, en  particular para presentar los resultados.

1eferencia bibliogr$fica. #ise)o y an$lisis de experimentos, #ouglas %. 2ontgomery !imusa 9iley, 9iley, :;;<