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¿Qué es DOE Diseño de Experimentos?
DOE diseño de experimentos se define como un conjunto de técnicas activas que manipulan un proceso para inducirlo a proporcionar la información que se requiere para mejorarlo mediante los cambios en sus variables y su interacción o secuencia de ejecución.
Los experimentos son realizados prácticamente en todos los campos del conocimiento, por lo general, con la finalidad de descubrir algo sobre un proceso o sistema.
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El diseño estadístico de experimentos es la forma más eficaz de hacer pruebas en los procesos.
Al realizar pruebas controladas y relacionadas con el proceso, así como establecer un método en la secuencia de aplicación podemos obtener datos que estadísticamente pueden proporcionarnos conclusiones comprobables del proceso o sistema.
El diseño de experimentos es precisamente la aplicación del método científico para generar conocimiento acerca de un sistema o proceso.
El diseño experimental se plantea un conjunto de pruebas documentadas de manera en que los datos recabados puedan ser analizados mediante la estadística para obtener patrones o respuestas predecibles válidas y objetivas que nos formen una conclusión efectiva.
Pasos de Diseño de Experimentos:
Paso 1: Identificación del enunciado del problema
Un enunciado claro del problema contribuye sustancialmente para alcanzar una mejor comprensión de los fenómenos bajo estudio y la solución final del problema.
Indicamos al inicio del proceso una situación inicial como un hecho real que tenemos la sospecha que está relacionado con el funcionamiento de las variables que vamos a estudiar, se menciona una Hipótesis sobre nuestro proceso.
Como resultado de la experiencia previa tenemos ciertos conocimientos sobre el proceso por lo que establecemos ciertos criterios más o menos comprobados por un análisis experimental repetitivo o histórico para de cierta manera aprobar dicha hipótesis.
Más adelante el método nos proporcionará los resultados concluyentes para establecer si la hipótesis inicial es válida o es nula.
Enunciar el problema por parte del sujeto que conoce el problema requiere expresarlo en forma concreta, considerándolo en términos de una oración simple o compuesta (sujeto-verbo-predicado) donde quedan expresadas las variables del proceso.
Paso 2: Elección de los factores, los niveles y los rangos
Los factores pueden clasificarse en factores potenciales de diseño y factores perturbadores.
Los factores potenciales del diseño cuentan con factores que se mantienen constantes, y factores que se permite variar. Estos factores de diseño estarán contenidos en el experimento.
Los factores constantes pueden tener cierto efecto sobre la respuesta, pero no son de interés, por lo que se mantendrán fijos. Los que se permite variar son aquellos en los que se ignora su variabilidad.
Por lo que serán los factores que estudiaremos para comprender esa variación y establecer patrones que nos ayuden a predecir esa variabilidad.
Los factores perturbadores pueden tener efectos considerables que deben tomarse en cuenta, pero no hay interés en ellos en el contexto del experimento, se clasifican como controlables, no controlables y de ruido.
Una vez que se han seleccionado los factores del diseño, se debe elegir los rangos en los que hará variar estos factores, así como los niveles específicos con los que se realizarán las corridas.
Paso 3: Selección de variables de respuesta
El experimentador deberá tener la certeza de que la variable de respuesta proporciona en realidad información útil acerca del proceso bajo estudio
Paso 4: Elección del diseño experimental
Implica la consideración del tamaño de la muestra, la selección de un orden de corridas adecuado y la determinación de si entran en juego o no la formación de bloques u otras restricciones para la aleatorización.
Paso 5: Realización del experimento
Monitorear el proceso para asegurar la ejecución conforme a planeación. Conveniente realizar corridas piloto.
Paso 6: Análisis estadístico de los datos
Es muy útil presentar los resultados en forma de modelo empírico.
Paso 7: Conclusiones y recomendaciones
- El experimentador debe sacar conclusiones prácticas y recomendar un curso de acción
- Recomendaciones generales para quien realiza un proyecto experimental
- Uso de conocimientos no estadísticos del problema
- Mantener el diseño y análisis tan simple como sea posible
- Tener presente la diferencia entre significación práctica y significación estadística
- Experimentación es iterativa
- Es un gran error diseñar un solo experimento comprensivo y extenso al principio de un estudio
- Un experimento exitoso requiere conocer los factores importantes, los rangos en los que deberán hacerse variar estos factores, el número apropiado de niveles que deberán usarse y las unidades de medición apropiadas para estas variables
- No deberá invertirse más del 25% de los recursos en el primer experimento
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Diseño de Experimentos – DOE
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