Trabajo

Índice Introducción.................. Introducción........................... ................. ................. .................. .................. .................. ................. ........................................1 ................................1 Unidad III.-.............. III.-....................... .................. .................. .................. ................. ................. .................. ..............................................3 .....................................3 3.1.- Diseño de experimentos e xperimentos de un factor.................... factor............................. .................. ................. ......................3 ..............3 3.2.- Diseño completamente aleatorio y anova........... ano va.................... ..........................................8 .................................8 3.3.- Aplicaciones del destino de experimentos.................... experimentos............................. ................. ................. ..............1 .....1 3.!.- "onceptos....................................................................................................12 a# $xperimento.................. $xperimento........................... ................. ................. .................. .................. ..........................................12 .................................12 %# Diseño.................. Diseño........................... ................. ................. .................. .................. .................. ................. ................. .................. .................13 ........13 c# &actor.................. &actor.......................... ................. .................. .................. .................. ................. ................. .................. .................. ..................13 .........13 d# Unidad experimental................. experimental.......................... .................. .................. .................. ................. ................. .................. .............13 ....13 e# 'ratamiento............ 'ratamiento..................... .................. ................. ................. .................. .................. .................. ................. ................. ...............13 ......13 f# $fecto................ $fecto......................... .................. .................. ................. ................. .................. .................. .................. ................. ...................1! ...........1! (# $rror aleatorio.................. aleatorio........................... .................. ................. ................. .................. .................. .................. ......................1! .............1! )# $rror experimental.................. experimental........................... .................. .................. .................. ................. ......................... ........................1! .......1! i# Aleatori*ación.................. Aleatori*ación........................... ................. ................. .................. .................. .................. ...............................1! ......................1!  +# ,eplicación.................. ,eplicación........................... ................. ................. .................. .................. .................. ...................................1 ..........................1 # /lo0ueo.................. /lo0ueo........................... .................. .................. ................. ................. .................. .................. .................. .................. ..............1 .....1 /i%lio(rafa...............................................................................................................1

Introducción os escenarios 0ue rodean a las industrias )oy4 en da en un mundo (lo%ali*ado donde los adelantos tecnoló(icos y cientficos est5n en constante evolución4 )acen 0ue el nivel de calidad de los productos y

servicios

sea

cada

ve*

mayor.

$n la actualidad uno de los factores claves para el 6xito de una industria4 es )acer uso de toda de su capacidad de conocimiento y aprendi*a+e4 as como de su experiencia. a experimentación en las industrias es uno de los elementos 0ue m5s pueden contri%uir al aprendi*a+e y a la me+ora de los productos

y

procesos.

a aplicación del Diseño de $xperimentos 7Do$# se presenta como una )erramienta efectiva para entender y optimi*ar los procesos y productos en la industria. a metodolo(a estadstica por excelencia para optimi*ar la experimentación se conoce como Diseño de $xperimentos. e define simplemente como un m6todo para aplicar sistem5ticamente la estadstica al proceso de experimentación. e puede definir como la reali*ación de un con+unto de prue%as en las cuales se reali*an cam%ios voluntarios a los par5metros de control de un proceso o sistema4 cuyo o%+etivo es o%servar e identificar las ra*ones de los cam%ios en la varia%le de estudio o respuesta y cuantificarla.

2

Unidad III.3.1.- Diseño de experimentos de un factor  9ara poder in(resar o anali*ar datos de D:$ en ;inita%4 primero de%e crear un diseño de experimento en la )o+a de tra%a+o. ;inita% ofrece una variedad de diseños.

Factorial Incluye diseños completos de 2 niveles4 diseños fraccionados de 2 niveles4 diseños de parcelas divididas y diseños de 9lacett-/urman.

Superficie de respuesta Incluye diseños compuestos centrales y diseños de /ox-/e)nen.

Mezcla Incluye diseños centroides simplex4 diseños reticulares simplex y diseños de v6rtices extremos.

Tauc!i Incluye diseños de 2 niveles4 diseños de 3 niveles4 diseños de ! niveles4 diseños de  niveles y diseños de niveles mixtos. Usted eli(e el diseño adecuado dependiendo de los re0uisitos de su experimento. $li+a el diseño en el men< Estadísticas > DOE.

'am%i6n

puede

a%rir

la

%arra

de

)erramientas

apropiada

eli(iendo Herramientas > Barras de herramientas. Despu6s de 0ue usted eli(e el diseño y sus caractersticas4 ;inita% crea el diseño y lo almacena en la )o+a de tra%a+o. eleccionar un diseño Usted desea crear un diseño factorial para examinar la relación entre dos factores4 el sistema de procesamiento de pedidos y el procedimiento de empa0ue4 as como el tiempo 0ue se necesita para preparar un pedido para el envo. Elija Archivo > Nuevo > Proyecto. Elija Estadísticas > DOE > Factorial  > Crear diseño factorial.

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Cuando usted crea un diseño en Minitab, solo están habilitados dos botones, ostrar diseños

dis!oni"les y Diseños. Los otros botones se habilitan cuando usted completa el cuadro de diálogo secundario Diseños. Haga clic en ostrar diseños dis!oni"les.

Para la mayora de los tipos de diseños, Minitab muestra todos los diseños posibles y el n!mero de corridas e"perimentales necesarias en el cuadro de diálogo ostrar diseños dis!oni"les. Haga clic en Ace!tar para regresar al cuadro de diálogo principal. En #i!o de diseño, seleccione Factorial de $ niveles %&eneradores !redeterminados'. En N(mero de factores, seleccione $. Haga clic en Diseños.

!

El área en la parte superior del cuadro de diálogo secundario muestra todos los diseños disponibles para el tipo de diseño y el n!mero de #actores $ue usted seleccion%. En este ejemplo, como &a a ejecutar un diseño #actorial con dos #actores, solo dispone de una opci%n' un diseño #actorial completo con cuatro corridas e"perimentales. (n diseño de ) ni&eles con dos #actores tiene )) *cuatro+ posibles combinaciones de #actores. En N(mero de r)!licas !ara !untos factoriales, seleccione *. Haga clic en Ace!tar para regresar al cuadro de diálogo principal. hora todos los botones están habilitados.

In(resar los nom%res de los factores y esta%lecer los niveles de los factores ;inita% utili*a los nom%res de los factores como las eti0uetas para los factores en la salida del an5lisis y las (r5ficas. i usted no in(resa niveles de factores4 ;inita% esta%lece el nivel %a+o en =1 y el nivel alto en 1. Haga clic en Factores. En la -la de Factor A, en Nom"re, ingrese Sist Orden. En #i!o, seleccione #e+to. En Ba,o, ingrese Nuevo. En Alto , ingrese Actual. En la -la de Factor B, en Nom"re, ingrese Empaque. En #i!o, seleccione #e+to. En Ba,o, ingrese A. En Alto , ingrese B.



Haga clic en Ace!tar para regresar al cuadro de diálogo principal.

 Aleatori*ar y almacenar el diseño De manera predeterminada4 ;inita% aleatori*a el orden de las corridas de todos los tipos de diseños4 excepto de los diseños de 'a(uc)i. a aleatori*ación ayuda a (aranti*ar 0ue el modelo cumpla con ciertos supuestos estadsticos. a aleatori*ación tam%i6n puede ayudar a reducir los efectos de los factores 0ue no est5n incluidos en el estudio. $specifi0ue la %ase del (enerador de datos aleatorios para ase(urarse de o%tener el mismo orden de las corridas cada ve* 0ue cree el diseño. Haga clic en O!ciones. En Base !ara el &enerador de datos aleatorios, ingrese 9.

eri-$ue $ue Almacenar diseño en ho,a de tra"a,o est/ seleccionado. Haga clic en Ace!tar en cada cuadro de diálogo.



"er el diseño "ada ve* 0ue usted crea un diseño4 ;inita% almacena la información del diseño y los factores en las columnas de la )o+a de tra%a+o. Ma"imice la hoja de trabajo para &er la estructura de un diseño tpico. 0ambi/n puede abrir la hoja de trabajo 12E.M03 en la carpeta 4ntroducci%n. 12E.M03 incluye el diseño y los datos de respuesta.

a columna OrdenCorrida 7"2# indica el orden de recolección de los datos. i no aleatori*a el diseño4 las columnas OrdenEst y OrdenCorrida son i(uales. $n este e+emplo4 como usted no a(re(ó puntos centrales ni colocó las corridas en %lo0ues4 ;inita% esta%lece todos los valores de "3 y "! en 1. os factores 0ue in(resó se almacenan en las columnas " 7Sist Orden# y " 7Paquete#.

3.#.- Diseño completamente aleatorio $ ano%a $l diseño completamente al azar   es el m5s sencillo de los diseños de experimentos 0ue tratan de comparar dos o m5s tratamientos4 puesto 0ue sólo considera dos fuentes de varia%ilidad> los tratamientos y el error aleatorio. 9ara ilustrar el diseño4 supon(amos 0ue 0ueremos determinar si cuatro dosificaciones de un )ormi(ón  A4/4" y D presentan una misma resistencia caracterstica a compresión. 9ara ello se )an ela%orado  pro%etas para cada tipo de dosificación y4 a los 28 das4 se )an roto las pro%etas a compresión simple y los resultados son los 0ue )emos reco(ido en la ta%la 0ue si(ue.

?

D&SIFI'('I&)*S D* +&,MI)

,esistencia caracter0stica

a

compresión fc 2Mpa

(

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'

D

!2

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!



3@

!

1



!8

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2

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

@

!!

!3

8



9ara este caso4 la %aria4le de respuesta es la resistencia caracterstica del )ormi(ón a compresión 7;9a#4 la unidad experimental es la pro%eta de )ormi(ón y el factor  es la dosificación de )ormi(ón. $n este caso se trata de un diseño 4alanceado por0ue )emos reali*ado el mismo n ormalidad Barian*a constante 7i(ual varian*a en los tratamientos# Indepedencia

8

9ara los 0ue 0uer5is sa%er 0u6 )a pasado con nuestro experimento con las amasadas4 os dir6 0ue 0ue el  A:BA dió como resultado el rec)a*o de la i(ualdad de medias4 es decir4 0ue la resistencia media se ve afectada por la dosificación. in em%ar(o4 las cuatro dosificaciones no son i(ual de efectivas4 pues existen diferencias si(nificativas entre las resistencias medias de cada una de ellas. De )ec)o4 las dosificaciones A y / no presentan diferencias si(nificativas entre s4 tampoco entre la " y la D4 sin em%ar(o4 entre am%os (rupos s 0ue )ay diferencias si(nificativas. Asimismo4 se )a podido compro%ar  0ue se cumplieron los supuestos de normalidad4 varian*a constante e independencia.

3.3.- (plicaciones del destino de experimentos $l diseño de experimentos tiene una (ran variedad de aplicaciones y puede ser aplicado a un (ran n
 A continuación se muestran al(unos e+emplos de aplicaciones existentes se(
Industrias pesadas o de 4ase Cumica pesada

*studio de la composición para la ela4oración de productos > $studio de los valores m5s apropiados para la ela%oración de compuestos 0umicos 0ue re0uieran diversos componentes. An5lisis del efecto de las condiciones del entorno en la ela%oración del producto como la temperatura am%iente4 )umedad relativa etc.

Industrias de 4ienes de e7uipo ;a0uinaria

Medida de la %aria4ilidad de los instrumentos de medida> $s posi%le aplicar el diseño de experimentos como )erramienta para determinar y me+orar los ndices de capacidad de un proceso concreto apoy5ndose en estudios de reproduci%ilidad y repetitividad.

@

Diseño de motores el8ctricos > $studio de las caractersticas constructivas del motor y su influencia en varia%les importantes como la p6rdida de flu+o y la constante de velocidad.

Diseño de electrodos> $studio de los esfuer*os en los electrodos en función de la fuer*a de aplicación y el tamaño del electrodo.

Diseño de elementos de su9eción> An5lisis de la influencia de los par5metros (eom6tricos en la resistencia de los remac)es.

Materiales de construcción *studios de corrosión> $studios de la influencia del tiempo en la corrosión de aceros de construcción y metales en (eneral.

(plicaciones en el mecanizado> estudio de la varia%ilidad en los procesos de mecani*ado4 ayuda a la reducción de pie*as defectuosas y aumento de la capacidad de producción. 9roducción de ve)culos industriales

*studio de procesos de soldadura> estudio de un proceso de soldadura4 para determinar las varia%les 0ue influyen en la resistencia de la soldadura. 11 Industria aeron5utica

&ptimización del proceso de anodizado $ pintado> optimi*ar los procesos de anodi*ado y pintado para conse(uir una %uena protección anticorrosion.12

Industrias lieras o de uso $ consumo &armacia y 0umica li(era Inform5tica y telecomunicaciones

*studio del rendimiento de una red inform6tica > ,eali*ando simulaciones es posi%le cuantificar el rendimiento y las varia%les crticas 0ue )acen 0ue la transferencia de datos en la red sea económicamente renta%le.

Me9ora del rendimiento de un procesador > e usa para determinar el impacto 0ue tienen varia%les importantes como la temperatura y las )oras de uso en el rendimiento del procesador.

,educción del tiempo del ':U> $l estudio se %asa en la aplicación del diseño de experimentos para determinar la me+or com%inación de factores 0ue redu*can el tiempo de "9U. 1

&ptimización de materiales en semiconductores > $studio de las propiedades el6ctricas del arsienuro de (alio dopado con silano.

Diseño de filtros pasi%os > se utili*a el diseño de experimentos para determinar los valores de las tolerancias de los componentes para optimi*ar los circuitos. /iotecnolo(a

&peraciones en un sistema de fanos acti%os> optimi*ar y entender las reacciones 0ue se dan en el tratamiento secundario de una $DA,4 por e+emplo4 los fan(os activos.

3.;.- 'onceptos a *xperimento

Un experimento es un procedimiento mediante el cual se trata de compro%ar  7confirmar o verificar# una o varias )ipótesis relacionadas con un determinado fenómeno4 mediante la manipulación y el estudio de las correlaciones de las varia%les 0ue presumi%lemente son su causa. a experimentación constituye uno de los elementos claves de la investi(ación cientfica y es fundamental para ofrecer explicaciones causales.

4 Diseño

e refiere a un 4oceto4 4os7ue9o o es7uema 0ue se reali*a4 ya sea mentalmente o en un soporte material4 antes de concretar la producción de al(o. $l t6rmino tam%i6n se emplea para referirse a la apariencia de ciertos productos en cuanto a sus lneas4 forma y funcionalidades.

c Factor 

Factores de producción4 recursos o materiales 0ue al ser com%inados en la producción a(re(an valor a los %ienes y servicios.

Factores de coaulación4 compuestos implicados en el proceso de coa(ulación. 11

Factor 4 un len(ua+e de pro(ramación. d Unidad experimental

a planificación de un con+unto de prue%as experimentales4 de forma 0ue los datos (enerados puedan anali*arse estadsticamente para o%tener conclusiones v5lidas y o%+etivas acerca del pro%lema esta%lecido.

e Tratamiento

tratamiento se desi(nar5 a la acción y el resultado de tratar al(una cuestión o cosa4 es decir4 la forma o a0uellos medios 0ue se utili*ar5n para lle(ar a conocer la esencia 0ue compone al(o y 0ue no se nos presenta de manera clara4 ya sea por0ue no se conoce o %ien por0ue su composición fue alterada por  otros

componentes.

f *fecto $l efecto es el resultado4 el fin4 la conclusión4 la consecuencia4 lo 0ue se deri%a de una causa4 de a) proviene el principio fundamental causa-efecto4 de la ciencia y de la filosofa. $l t6rmino efecto proviene del latn effectus 4 y posee varios si(nificados dependiendo del 5rea en el 0ue se utili*a.

 *rror aleatorio

*rror aleatorio o accidental es a0uel error inevita%le 0ue se produce por eventos
! *rror experimental Un error experimental es una desviación del valor medido de una ma(nitud fsica respecto al valor real de dic)a ma(nitud. $n (eneral los errores experimentales son ineludi%les y dependen %5sicamente del procedimiento ele(ido y la tecnolo(a disponi%le para reali*ar la medición.

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i (leatorización a aleatori*ación es una t6cnica utili*ada para e0uili%rar el efecto de condiciones externas o no controla%les 0ue pueden influir en los resultados de un experimento. 9or e+emplo4 la temperatura am%iente4 la )umedad4 la materia prima o los operadores pueden cam%iar durante un experimento y afectar inadvertidamente los resultados de la prue%a.

 9 ,eplicación

a replicación es el proceso de copiar y mantener actuali*ados los datos en varios nodos de %ases de datos ya sean estos persistentes o no. ste usa un concepto donde existe un nodo amo o maestro 7master # y otros sirvientes o esclavos 7 slaves #. a replicación est5 codificada en un len(ua+e de D6cima Eeneración llamado $,"14 0ue fue diseñado a mediados de los años 2 por el ;atem5tico-&ilósofo F)ronG)ell trn)Gell "..4 codificado en un entorno visual. irve adem5s4 entre otras cosas4 para medir la cantidad de texto 0ue se introduce en los datos. a replicación de discos y particiones es la respuesta a una parte importante de esas dos acciones de mantenimiento. a replicación es el proceso mediante el cual se (enera una copia exacta de parte del sistema. $sa parte puede ser desde un arc)ivo )asta una carpeta4 una partición4 un disco o incluso varios discos.

 /lo7ueo a pala%ra %lo0ueo desi(na a la acción de %lo0uear y su resultado. $n tanto4 %lo0uear4 puede consistir  en> cortar las comunicaciones entre dos partes4 detener el funcionamiento normal de al(
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