Inferencia Y Diseño De Experimentos

INTRODUCCION

La inferencia puede ser la capacidad de obtener información o establecer conclusiones que no están expresadas de forma explícita, bien sea en escritos o en cualquier forma de comunicación. También pudiera ser el acto o proceso de sacar conclusiones lógicas a partir de premisas que se saben o suponen que son verdaderas.

Otra manera de definir la inferencia podría ser: Obtención, por medios no lógicos, pero racionales, mediante la observación de los patrones de los hechos, para ver indirectamente, nuevos significados y contextos para la comprensión o investigación.

INFERENCIA:

Una inferencia es una evaluación que realiza la mente entre proposiciones. En lógica formal, son expresiones bien formadas (EBF) de un lenguaje formal que, al ser relacionadas, permiten trazar una línea lógica de condición o implicación lógica entre las diferentes EBF. De esta forma, parte de lo verdadero a lo falso: posible (como hipótesis) o conocida (como argumento) de alguna o algunas de ellas, puede deducirse la verdad o falsedad de alguna o algunas de las otras EBF.

Surge así lo que conocemos como postulado1 o transformada de una expresión original conforme a reglas previamente establecidas, que puede enmarcarse en uno o varios contextos referenciales diversos, obteniéndose en cada uno de ellos un significado como valor de verdad de equivalente.

Es la operación lógica utilizada en los motores de inferencia de los sistemas expertos.

Qué se entiende por "diseño de un experimento"

• Diseñar un experimento significa planear un experimento de modo que reúna la información pertinente al problema bajo investigación.

• El diseño de un experimento es la secuencia completa de pasos tomados de antemano para asegurar que los datos apropiados se obtendrán de modo de modo que permitan un análisis objetivo que conduzca a deducciones válidas con respecto al problema establecido.

La necesidad de un diseño de experimento surge de la necesidad de responder a preguntas como:

• ¿Cómo se va a medir el efecto? ó ¿Cuáles son las características a analizar?

• ¿Qué factores afectan las características que se van a analizar?

• ¿Cuáles son los factores que se estudiaran en esta investigación?

• ¿Cuántas veces deberá ejecutarse el experimento?

• ¿Cuál será la forma de análisis?

• ¿A partir de que valores se considera importante el efecto?

Objetivos de un diseño de experimentos

• Proporcionar la máxima cantidad de información pertinente al problema bajo investigación.

• El diseño, plan o programa debe ser tan simple como sea posible.

• La investigación debe efectuarse lo más eficientemente posible; ahorrar tiempo, dinero, personal y material experimental. "Proporcionar la máxima cantidad de información al mínimo costo".

2. Principios básicos del diseño de experimentos.

1.- Reproducción.

2.- Aleatorización.

3.- Control Local.

Reproducción.

Repetición del experimento porque:

• Proporciona una estimación del error experimental.

• Permite obtener una estimación más precisa del efecto medio de cualquier factor.

Unidad Experimental.

Unidad a la cual se le aplica un solo tratamiento (que puede ser una combinación de muchos factores) en una reproducción del experimento.

Error Experimental.

Describe la situación de no llegar a resultados idénticos con dos unidades experimentales tratadas idénticamente y refleja:

• Errores de experimentación

• Errores de observación

• Errores de medición

• Variación del material experimental (esto es, entre unidades experimentales)

• Efectos combinados de factores extraños que pudieran influir las características en estudio, pero respecto a los cuales no se ha llamado la atenciónen la investigación.

El error experimental puede reducirse:

• Usando material experimental más homogéneo o por estratificación cuidadosa del material disponible.

• Utilizando información proporcionada por variables aleatorias relacionadas

• Teniendo más cuidado al dirigir y desarrollar el experimento

• Usando un diseño experimental muy eficiente.

Confusión.

Dos o más efectos se confunden en un experimento si es posible separar sus efectos, cuando se lleva a cabo el subsecuente análisis estadístico.

Aleatorizacion.

Asignación al azar de tratamiento a las unidades experimentales. Una suposición frecuente en los modelos estadísticos de diseño de experimentos en que las observaciones o los errores en ellas están distribuidos independientemente. La aleatorización hace válida esta suposición.

Control local.

Cantidad de balanceo, bloqueo y agrupamiento de las unidades experimentales que se emplean en el diseño estadístico adaptado.

Agrupamiento.

Colocación de un conjunto de unidades experimentales homogéneas en grupos, de modo que los diferentes grupos puedan sujetarse a distintos tratamientos.

Bloqueo.

Distribución de las unidades experimentales en bloques, de manera que las unidades dentro de un bloqueo sean relativamente homogéneas, de esta manera, la mayor parte de la variación predecible entere las unidades queda confundida con el efecto de los bloques.

Balanceo.

Obtención de las unidades experimentales, el agrupamiento, el bloqueo y la asignación de los tratamientos a las unidades experimentales de manera que resulte una configuración balanceada.

Tratamiento o combinación de tratamientos.

Conjunto particular de condiciones experimentales que deben imponerse a una unidad experimental dentro de los confines del diseño seleccionado.

Factor.

Una variable independiente. En la mayoría de las investigaciones se trata con más de una variable independiente y con los cambios que ocurren en la variable independiente, cuando varia una o más de las variables independientes.

ETAPAS DE UN DISEÑO DE EXPERIMENTOS.

• Enunciado o planteamiento del problema.

• Formulación de hipótesis.

• Proposición de la técnica experimental y el diseño.

• Examen de sucesos posibles y referencias en que se basan las razones para la indagación que asegure que el experimento proporcionará la información requerida y en la extensión adecuada.

• Consideración de los posibles resultados desde el punto de vista de los procedimientos estadísticos que se aplicarán y para asegurar que se satisfagan las condiciones necesarias para que sean válidos estos procedimientos.

• Ejecución del experimento.

• Aplicación de las técnicas estadísticas a los resultados experimentales.

• Extracción de conclusiones con medidas de la confiabilidad de las estimaciones generadas. Deberá darse cuidadosa consideración a la validez de las conclusiones para la población de objetos o eventos a la cual se van a aplicar.

• Valoración de la investigación completa y contrastación con otras investigaciones del mismo problema o similares.

Lista de comprobación para planear programas de pruebas.

Obtenga un enunciado claro del problema

1. Identifique la nueva e importante área del problema.

2. Subraye el problema específico dentro de sus limitaciones usuales.

3. Defina el propósito exacto del programa de prueba.

4. Determine la relación del problema particular con la investigación total o desarrollo del programa

Reúna la información básica disponible.

1. Investigue todas las fuentes de información posible.

2. Tabule los datos pertinentes para planear el nuevo problema.

Diseñe el programa de prueba

1. Sostenga una conferencia respecto a todas las partes concernientes.

a. Enuncie las proposiciones por probar.

b. Especifique respecto a la magnitud de las diferencias que usted considere que valen la pena.

c. Esboce las alternativas posibles de los sucesos.

d. Escoja los factores por estudiar.

e. Determine el rango práctico de estos factores y los niveles específicos a los qie se harán las pruebas.

f. Escoja las mediciones finales que van a hacerse.

g. Considere el efecto de variabilidad de muestreo y de la precisión de métodos de prueba.

h. Considere las posibles interrelaciones ( o interacciones) de los factores.

i. Determine las limitaciones de tiempo, costo, materiales, potencia humana, instrumentación y otros factores y de condiciones extrañas tales como condiciones metereológicas.

j. Considere los aspectos de las relaciones humanas del programa.

1. Diseñe el programa en forma preliminar.

a. prepare una cédula sistemática y completa.

b. Proporcione las etapas de ejecución o adaptación de la cédula si es necesario.

c. Elimine los efectos de las variables que no están en estudio.

d. Reduzca al mínimo el número de ejecuciones del experimentos.

e. Elija el método de análisis estadístico.

f. Haga las indicaciones prudentes para una acumulación ordenada de datos.

1. Revise el diseño con todo lo concerniente.

a. Ajuste el programa de acuerdo con los comentarios.

b. Desglose en términos precisos los pasos a seguir.

Planee y lleve a cabo el trabajo experimental.

1. Desarrolle métodos, materiales y equipo.

2. Aplique los métodos o técnicas.

3. Supervise y cheque los detalles modificando los métodos si es necesario.

4. Registre cualquier modificación al diseño del programa.

5. Sea cuidadoso en la colección de datos.

6. Registre el avance del programa.

Analice los datos.

1. Reduzca los datos registrados a forma numérica, si es necesario.

2. Aplique las técnicas adecuadas de la Estadística Matemática.

Interprete los resultados.

1. Considere todos los datos observados.

2. Limite las conclusiones a deducciones estrictas a partir de la evidencia obtenida.

3. Pruebe, mediante experimentos independientes, las controversias que susciten los datos.

4. Llegue a conclusiones, tanto respecto al significado técnico de resultados como respecto a significancia estadística.

5. Especifique lo que implican los resultados para su aplicación y para trabajos posteriores.

6. Tome en cuente las limitaciones impuestas por los métodos usados.

7. Enuncie los resultados en términos de probabilidades verificables.

Prepare el reporte.

1. Describa claramente el trabajo dando antecedentes, aclaraciones pertinentes del problema y del significado de los resultados.

2. Use métodos gráficos y tabulares para la presentación de los datos en forma eficiente para usos futuros.

3. Suministre información suficiente para que el lector pueda verificar resultados y sacar sus propias conclusiones.

4. Limite las conclusiones a un resumen objetivo, tal que el trabajo evidencie su uso para consideraciones rápidas y acciones decisivas.

TECNICAS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Los analistas utilizan una variedad de métodos a fin de recopilar los datos sobre una situación existente, como entrevistas, cuestionarios, inspección de registros (revisión en el sitio) y observación. Cada uno tiene ventajas y desventajas. Generalmente, se utilizan dos o tres para complementar el trabajo de cada una y ayudar a asegurar una investigación completa.

Para llevar a cabo un trabajo de investigación el investigador cuenta con gran variedad de métodos para diseñar un plan de recolección de datos. Tales métodos varían de acuerdo con cuatro dimensiones importantes: estructura, confiabilidad, injerencia del investigador y objetividad.

La presencia de estas dimensiones se reduce al mínimo en los estudios cualitativos, mientras que adquieren suma importancia en los trabajos cuantitativos, no obstante el investigador a menudo tiene la posibilidad de adaptar la estrategia a sus necesidades. Cuando la investigación está altamente estructurada, a menudo se utilizan instrumentos o herramientas para la recolección formal de datos.

Las tres principales técnicas de recolección de datos son:

1. Entrevistas

2. La encuesta

3. La observacion

4. sesion de grupo.

LA ENTREVISTA.

La entrevista, desde un punto de vista general, es una forma específica de interacción social. El investigador se sitúa frente al investigado y le formula preguntas, a partir de cuyas respuestas habrán de surgir los datos de interés. Se establece así un diálogo, pero un diálogo peculiar, asimétrico, donde una de las partes busca recoger informaciones y la otra se nos presenta como fuente de estas informaciones.

Una entrevista es un dialogo en el que la persona (entrevistador), generalmente un periodista hace una serie de preguntas a otra persona (entrevistado), con el fin de conocer mejor sus ideas, sus sentimientos su forma de actuar.

LA ENCUESTA

Una encuesta es un conjunto de preguntas normalizadas dirigidas a una muestra representativa de la población o instituciones, con el fin de conocer estados de opinión o hechos específicos.

Tipos

Las encuestas tienen por objetivo obtener información estadística indefinida, mientras que los censos y registros vitales de población son de mayor alcance y extensión. Este tipo de estadísticas pocas veces otorga, en forma clara y precisa, la verdadera información que se requiere, de ahí que sea necesario realizar encuestas a esa población en estudio, para obtener los datos que se necesitan para un buen análisis. Este tipo de encuesta abarca generalmente el UNIVERSO de los individuos en cuestión.

Otro tipo de Encuestas es Encuestas por Muestreo en donde se elige una parte de la población que se estima representativa de la población total. Debe tener un diseño muestral, necesariamente debe tener un marco de donde extraerla y ese marco lo constituye el censo de población. La encuesta (muestra o total), es una investigación estadística en que la información se obtiene de una parte representativa de las unidades de información o de todas las unidades seleccionadas que componen el universo a investigar. La información se obtiene tal como se necesita para fines estadístico-demográficos.

Una forma reducida de una encuesta por muestreo es un "sondeo de opinión", esta forma de encuesta es similar a un muestreo, pero se caracteriza porque la muestra de la población elegida no es suficiente para que los resultados puedan aportar un informe confiable. Se utiliza solo para recolectar algunos datos sobre lo que piensa un número de individuos de un determinado grupo sobre un determinado tema.

Actualmente, existen sistemas de gestión de encuestas en Internet, que están acercando su utilización a investigadores que hasta el momento no tenían acceso a los medios necesarios para ejecutarlas.

Ejemplo de uso.

. Medir las relaciones entre variables demográficas, económicas y sociales.

2. Evaluar las estadísticas demográficas como errores, omisiones e inexactitudes.

3. Conocer profundamente patrones de las variables demográficas y sus factores asociados como fecundidad y migraciones determinantes.

4. Otorga información suplementaria en relación a la otorgada por los Censos.

5. Evaluar periódicamente los resultados de un programa en ejecución.

6. Probar la eficiencia de un método antes de aplicarlo al total de la población.

7. Saber la opinión del público acerca de un determinado tema.

LA OBSERVACIÓN

Otra técnica útil para el analista en su progreso de investigación, consiste en observar a las personas cuando efectúan su trabajo. La tarea de observar no puede reducirse a una mera percepción pasiva de hechos, situaciones o cosas. Hablábamos anteriormente de una percepción "activa", lo cual significa concretamente un ejercicio constante encaminado a seleccionar, organizar y relacionar los datos referentes a nuestro problema.

No todo lo que aparece ante el campo del observador tiene importancia y, si la tiene, no siempre en el mismo grado; no todos los datos se refieren a las mismas variables o indicadores, y es precio estar alerta para discriminar adecuadamente frente a todo este conjunto posible de informaciones.

Como técnica de investigación, la observación tiene amplia aceptación científica. Los sociólogos, sicólogos e ingenieros industriales utilizan extensamente ésta técnica con el fin de estudiar a las personas en sus actividades de grupo y como miembros de la organización. El propósito de la organización es múltiple: permite al analista determinar que se está haciendo, como se está haciendo, quien lo hace, cuando se lleva a cabo, cuanto tiempo toma, dónde se hace y por qué se hace.

"¡Ver es creer! Observar las operaciones la proporciona el analista hechos que no podría obtener de otra forma.

TIPOS DE OBSERVACIÓN.

El analista de sistemas puede observar de tres maneras básicas. Primero, puede observar a una persona o actitud sin que el observado se dé cuenta y su interacción por aparte del propio analista. Quizá esta alternativa tenga poca importancia para el analisis de sistema, puesto que resulta casi imposible reunir las condiciones necesarias. Segundo, el analista puede observar una operación sin intervenir para nada, pero estando la persona observada enteramente consciente de la observación. Por último, puede observar y a la vez estar en contacto con las personas observas. La interacción puede consistir simplemente en preguntar respecto a una tarea específica, pedir una explicación, etc.

Preparación para la observación.

1. Determinar y definir aquella que va a observarse.

2. Estimular el tiempo necesario de observación.

3. Obtener la autorización de la gerencia para llevar a cabo la observación.

4. Explicar a las personas que van a ser observadas lo que se va a hacer y las razones para ello.

Conducción de la observación.

1. Familiarizarse con los componentes físicos del área inmediata de observación.

2. Mientras se observa, medir el tiempo en forma periódica.

3. Anotar lo que se observa lo más específicamente posible, evitando las generalidades y las descripciones vagas.

4. Si se está en contacto con las personas observadas, es necesario abstenerse de hacer comentarios cualitativos o que impliquen un juicio de valores.

5. Observar las reglas de cortesía y seguridad.

Muestra estadística.

En estadística, una muestra es un subconjunto de casos o individuos de una población estadística.

Las muestras se obtienen con la intención de inferir propiedades de la totalidad de la población, para lo cual deben ser representativas de la misma. Para cumplir esta característica la inclusión de sujetos en la muestra debe seguir una técnica de muestreo. En tales casos, puede obtenerse una información similar a la de un estudio exhaustivo con mayor rapidez y menor coste (véanse las ventajas de la elección de una muestra, más abajo).

Por otra parte, en ocasiones, el muestreo puede ser más exacto que el estudio de toda la población porque el manejo de un menor número de datos provoca también menos errores en su manipulación. En cualquier caso, el conjunto de individuos de la muestra son los sujetos realmente estudiados.

El número de sujetos que componen la muestra suele ser bastante inferior a la población total, aunque suficiente grande como para que la estimación de los parámetros determinados tenga un nivel de confianza adecuado. Para que el tamaño de la muestra sea idóneo es preciso recurrir a su cálculo.

CONCLUSION

En este trabajo podemos darnos cuenta de la importancia del diseño de experimentos, o dicho de otra manera, el planear paso a paso las operaciones para así obtener un resultado satisfactorio a nuestro problema planteado.

Para el diseño de un experimento debemos tener en cuenta los efectos y las características de nuestro problema a resolver. Como se puede apreciar un diseño debe de ser lo más sencillo posible y así poder ahorrar tiempo, inversión y personal, pero no por eso se deben de olvidar considerar los principios básicos en el diseño.

Observamos el trabajo conjunto de los investigadores con los estadísticos que nos llevan a obtener una mejor planeación del experimento, aunque tiene sus desventajas se puede notar que actuando de manera correcta se puede cambiar la forma de ver de los inconvenientes que puede representar el alto costo que se tiene con los estadísticos.

Podemos estar seguros de que si llevamos a cabo todos los elementos de la lista de comprobación tendremos una planeación efectiva de nuestro experimento y así obtener los resultados esperados.

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