1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
MAESTRÍA EN DISEÑO MECÁNICO
ASIGNATURA: DISEÑO DE EXPERIMENTOS
UNIDAD: DISEÑO DE EXPERIMENTOS
Docente: DrC. Julio Nolberto Pérez Guerrero
Ambato, febrero 2018
2. Sumario:
METODOLOGÍA GENERAL PARA LA REALIZACIÓN DE
EXPERIMENTOS- CONTINUACION.
PRÁCTICA DE APLICACIÓN SOBRE EL
DE
PROCESO DE
ELABORACIÓN DE UN DISEÑO EXPERIMENTO.
CONTINUACIÓN. ASPECTOS:
1. Selección del material experimental, los métodos y
los instrumentos de medición
2. Seleccionar el diseño experimental adecuado y el
número de repeticiones
Planear y organizar el trabajo experimental.
Bosquejo del análisis estadístico.
Realización del experimento,
Análisis e interpretación de los resultados
Conclusiones.
3.
4.
5.
6.
7.
3. Objetivo de la clase
CONOCER LOS ASPECTOS ESENCIALES Y
RECOMENDACIONES PARA DISEÑAR UN
EXPERIMENTO ESTADISTICO.
APLICAR LA METODOLOGIA GENERAL DE
DISEÑO DE EXPERIMENTO A UN CASO
DE ESTUDIO
5. Metodología general para la realización de experimentos
1. Definición del problema, la hipótesis, los objetivos y las
fuentes de variación de la investigación experimental.
2. Elegir las variables respuesta. Hacer diagrama de
procesos.
3. Selección del material experimental,
instrumentos de medición
los métodos y los
4. Seleccionar el diseño experimental adecuado
número de repeticiones
Planear y organizar el trabajo experimental
Bosquejo del análisis estadístico.
Realización del experimento,
Análisis e interpretación de los resultados
Conclusiones
y el
5.
6.
7.
8.
9.
6. EXPERIMENTO. Un estudio en el que el investigador tiene un alto grado
de
control sobre las fuentes de variación importantes, se denomina experimento. Si se
tiene poco control sobre los factores, se habla de un estudio observacional.
FACTORES. Los fenómenos que potencialmente causan variación, y que
son
controlados por el experimentador, se denominan factores. También a veces se
denominan tratamientos.
NIVELES DE UN FACTOR. Son los valores que toma un factor. En general
toman
valores que se miden en escala categórica, aunque a veces suelen ser medidos en
escalas numéricas.
COMBINACIÓN DE TRATAMIENTOS. Cada una de las combinaciones de niveles
de
todos los factores involucrados en el experimento.
CORRIDA EXPERIMENTAL. Cada una de las fases en que se lleva a cabo
el
experimento. Cada corrida experimental corresponde a una realización del
experimento, bajo una determinada combinación de tratamientos, y produce una
observación.
RÉPLICAS. Todas las corridas experimentales que corresponden a una
misma
RECORDAR LAS DEFINICIONES.
7. EXPERIMENTO BALANCEADO. Es un experimento en que todos los niveles de
cada
factor aparece el mismo número de veces. Si no se da esta situación, el experimento
es desbalanceado.
DISEÑO. La estructura constituida por los factores y los niveles que se les
asignan, en la experimentación. El diseño es la parte que controla el experimentador.
RESPUESTA. La variable objetivo, que se pretende optimizar, y que depende
potencialmente de los factores. La respuesta es lo que se mide como resultado de la
experimentación, no es controlada por el experimentador. Es una variable medida en
escala numérica.
EFECTO PRINCIPAL. Un efecto principal es la variación en la respuesta, atribuida
al cambio en un factor determinado, a través de sus distintos niveles.
INTERACCIÓN. El efecto producido por la acción de un factor, influido por
la presencia de otro. Es un efecto combinado de dos o más factores. Si no existe
un efecto de interacción, se dice que los efectos de los factores son aditivos.
ERROR EXPERIMENTAL. La parte de la variabilidad que no está explicada por
los
factores involucrados en el experimento.
RECORDAR LAS DEFINICIONES.
8. DIAGRAMA DE DISEÑO.
Formulación de
Nuevas Hipótesis
Interpretación de los
Resultados
Análisis Estadístico
Recolección de Datos
Desempeño del
Experimento
Formulación de
hipótesis
Desarrollo de un
Diseño Estadístico
Principios y Leyes
de tema discutido
Formulación de hipótesis
Identificación de un problema.
Formulación de objetivo.
9. Selección del material experimental, los métodos y los
instrumentos de medición
Describir los
instrumentos y
equipos
de medición a emplear.
Precisar el nivel de
certificación u
homologación. Precisar
el error de medición
del equipamiento.
Factores de escala y
calibración. Describir el
equipamiento de
prueba con los detalles
anteriores.
Escoger material homogéneo,
representativo de para la prueba.
Muestreo adecuado. Ver si existen
normas, exámenes de calidad etc.
Describir el proceso de selección
de material.
Explicar como se miden
las variables
dependientes, que
procedimiento empleo,
existen normativas al
respecto. Precisar y
describir-
Al desarrollar estos puntos
coherente.
ir a los aspectos esenciales de forma
10. Seleccionar el diseño experimental adecuado
número de repeticiones
y el
Aspectos que más influyen en la selección
diseño experimental:
de un
El
E
l
E
l
objetivo del experimento.
número de factores a estudiar.
número de niveles que se prueban en cada factor.
Los efectos que interesa investigar (relación factores-
respuesta).
El costo del experimento, tiempo y precisión
deseada.
11. Seleccionar el diseño experimental adecuado y
número de repeticiones
el
• Algunas recomendaciones de diseños a emplear en
función del objetivo del estudio.
sobre una o más variables
2��
−𝑝
• Diseños factoriales fraccionados
Al desarrollar este aspecto se precisa de forma resumida pero
argumentada la elección del diseño realizada.
Objetivos Tipo de diseño.
Comparar dos • Diseño completamente al azar
o más tratamientos • Diseño de bloques completos al azar
• Diseño de cuadros latino y grecolatino
Estudiar el • Diseños factoriales 2𝑘
efecto de varios factores • Diseños factoriales
3𝑘
de respuesta
Mejorar ( optimizar) procesos • Diseños factoriales 2𝑘 , fraccionados 2��−𝑝
• Diseños factoriales
3𝑘 ,
fraccionados
3��−𝑝
12. Planear y organizar el trabajo experimental
Con base en el diseño seleccionado, organizar
y
•
•
planear con detalle el trabajo experimental:
Las personas que van a intervenir,
la forma operativa en que se harán
etc.
El modo de registro de los datos,
Horarios de trabajos, etc.
las cosas,
•
•
13. Bosquejo del análisis estadístico
• Recordar que los resultados experimentales son observaciones muestrales, no
poblacionales. Por ello, se debe recurrir a métodos estadísticos inferenciales
para ver si las diferencias o efectos muestrales (experimentales) son lo
suficientemente grandes para que garanticen diferencias poblacionales (o a
nivel proceso).
La técnica estadística central en el análisis de los experimentos es el llamado
análisis de varianza ANOVA.
•
Hacer una especie de guía del análisis con los aspectos, el orden y contenido
esencial. A modo de ejemplo:
Pasos Contenido.
1 Formulación de la Hipótesis de nulidad
2 Formulación de la Hipótesis alternativa
3 Estadístico de la prueba y nivel de significación
4 Cálculo del valor empírico del estadístico de la prueba.
5 Decisión estadística de aceptar o rechazar la hipótesis de nulidad.
14. Realizar el experimento
Seguir al pie de la letra el plan previsto
la etapa anterior, y en caso de
algún
en
imprevisto, determinar a qué persona se le
reportaría y lo que se haría.
15. Análisis e interpretación de los resultados
• Aquí, con el respaldo del análisis estadístico formal, se
debe analizar con detalle lo que ha pasado en el
experimento, desde contrastar las conjeturas iniciales con
los resultados del experimento, hasta observar los nuevos
aprendizajes que sobre el proceso se lograron,
Verificar supuestos y elegir el tratamiento ganador,
siempre
con apoyo de las pruebas estadísticas.
Contrastar los resultados contra otros trabajos similares.
•
•
Explicar concordancias y diferencias. Explicar si se puede
los acuerdos y desacuerdos.
16. • Las conclusiones deben estar en correspondencia con los la
hipótesis y objetivos planteados,
Deben ser breves, precisas y convincentes,
En todos los casos deben mostrar con claridad que son una
consecuencia lógica de los resultados del experimento
obtenidos por el autor, lo que se ha fundamentado y
demostrado convenientemente en el análisis e
interpretación del experimento.
•
•
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
17. • La posibilidad de incluir las recomendaciones permite al
autor sugerir que hacer y como hacer con los resultados..
• Las recomendaciones deben plantear:
• En qué aspectos propone el autor que se debería trabajar más
para completar o ampliar su investigación o experimentos.
• La posibilidad de resolver problemas similares en otras ramas
de la
ciencia o la técnica.
• Las condiciones necesarias para introducir los resultados de la
producción o la práctica social, etcétera"
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
