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Introducción al Diseño de Experimentos - Coggle Diagram
Introducción al Diseño de
Experimentos
INTRODUCCIÓN
Los modelos de diseño de experimentos son modelos estadísticos clásicos cuyo objetivo es averiguar si unos determinados factores influyen en una variable de interés y, si existe influencia de algún factor, cuantificar dicha influencia.
La metodología del diseño de experimentos se basa en la experimentación. Es sabido que si se repite un experimento, en condiciones indistinguibles, los resultados presentan una cierta variabilidad.
TIPOS DE VARIABILIDAD
los principales objetivos de los modelos estadísticos y, en particular, de los modelos de diseño de experimentos, es controlar la variabilidad de un proceso aleatorio que puede tener diferente origen. De hecho, los resultados de cualquier experimento están sometidos a tres tipos de variabilidad cuyas características son las siguientes:
Variabilidad sistemática y no planificada: Produce una variación sistemática en los resultados y es debida a causas desconocidas y no planificadas
Variabilidad típica de la naturaleza del problema y del experimento: Es la variabilidad debida al ruido aleatoria. Es una variabilidad impredecible e inevitable.
Variabilidad sistemática y planificada: Viene originada por la posible dispersión de los resultados debida a diferencias sistemáticas entre las distintas condiciones experimentales impuestas en el diseño por expreso deseo del experimentador.
PLANIFICACIÓN DE UN EXPERIMENTO
La experimentación forma parte natural de la mayoría de las investigaciones científicas e industriales los resultados del proceso de interés se ven afectados por la presencia de distintos factores, cuya influencia puede estar oculta por la variabilidad de los resultados muéstrales
Esta metodología presenta grandes inconvenientes
— No es posible estudiar la existencia de interacción entre los factores.
— Es inviable, en muchos casos, por problemas de tiempo o costo.
Las etapas a seguir en el desarrollo de un problema de diseño de experimentos son las siguientes:
— Especificar el modelo.
— Esquematizar los pasos del análisis.
— Ejecutar un experimento piloto.
— Determinar el tamaño muestral.
se hace una breve descripción de las decisiones que hay que tomar en cada uno de los pasos enumerados.
Definir los objetivos del experimento: Se debe hacer una lista completa de las preguntas concretas a las que debe dar respuesta el experimento.
Identificar todas las posibles fuentes de variación: Una fuente de variación es cualquier cosa que pueda generar variabilidad en la respuesta.
Elegir una regla de asignación de las unidades experimentales a las condiciones de estudio: La regla de asignación o diseño experimental especifica que unidades experimentales se observarán bajo cada tratamiento
Especificar las medidas que se realizarán: Variable respuesta o variable de interés. Los datos que se recogen en un experimento son medidas de una variable denominada variable respuesta o
variable de interés.
Ejecutar un experimento piloto: Un experimento piloto es un experimento que utiliza un número pequeño de observaciones. El objetivo de su ejecución es ayudar a completar y chequear la lista de acciones a realizar.
Especifica el modelo: En este modelo la respuesta viene dada por una combinación lineal de términos que representan las principales fuentes de variación planificada más un término residual debido a las fuentes de variación no planificada.
Esquematizar los pasos del análisis estadístico: Se deben esquematizar los pasos del análisis a realizar que deben incluir:
— estimaciones que hay que calcular,
— contrastes a realizar,
— intervalos de confianza que se calcularán,
Determinar el tamaño muestral: Calcular el número de observaciones que se deben tomar para alcanzar los objetivos del experimento.
Revisar las decisiones anteriores: De todas las etapas enumeradas, el proceso de recogida de datos suele ser la tarea que mayor tiempo consume, pero es importante realizar una planificación previa, detallando los pasos interiores,