En las estrategias de prueba y error

PREGUNTAS Y EJERCICIOS CAPITULO 1

1. Explique las ventajas que tiene el diseño de experimentos sobre una estrategia de prueba y error.

En las estrategias de prueba y error se realiza un análisis informal, apelando a la experiencia y la intuición, en lugar de seguir un plan experimental adecuado que garantice una buena respuesta a los interrogantes planteados.

En cambio el diseño estadístico de experimentos es precisamente la forma más eficaz de hacer pruebas. El diseño de experimentos consiste en determinar cuales pruebas se pueden realizar y de que manera, para obtener datos que, al ser analizados estadísticamente, proporcionen evidencias objetivas que permitan responder los interrogantes planteados, y de esa manera clarificar los aspectos inciertos de un proceso, resolver el problema y lograr mejoras.

2. ¿Qué es un experimento y que es diseñar un experimento?

Un experimento es un cambio en las condiciones de operaciones de un sistema o proceso, que se hace con el objetivo de medir el efecto del cambio sobre una o varias propiedades del producto o resultado.

Diseñar un experimento es la aplicación del método científico para generar conocimiento acerca de un sistema o proceso, por medio de pruebas planeadas adecuadamente.

3. En el contexto de un diseño de experimentos, ¿Qué es una variable de respuesta?, ¿Qué es un factor estudiado? Y ¿Qué relación se esperaría que haya entre la variable y los factores?

Variable de respuesta: Característica de interés de tipo cuantitativo que interesa optimizar, a través de estas variables se conoce el efecto o los resultados de cada prueba experimental, por lo que pueden ser características de la calidad de un producto y variables que miden el desempeño de un proceso.

Factor estudiado: Son las variables que se investigan en el experimento, respecto de cómo influyen o afectan a las variables de respuesta. Los factores estudiados pueden ser controlables o no controlables, a estos últimos quizá fue posible y de interés controlarlos durante el experimento.

En principio, cualquier factor, sea controlable o no, puede tener alguna influencia en la variable de respuesta que se refleja en su media o en su variabilidad. Para fines de un diseño de experimento deben seleccionarse los factores que se considera, por conocimiento del objeto de estudio, que pueden tener efecto sobre la respuesta de interés. Obviamente, si se decide o interesa estudiar el efecto de un factor no controlable, parte de la problemática a superar durante el diseño es ver la manera en que se controlara durante el experimento tal factor.

4. ¿En un experimento solo es posible estudiar los factores que actualmente se controlan en la operación normal del proceso?

Los factores controlables son variables de proceso o características de los materiales experimentales que se pueden fijar en un nivel dado. Algunos de estos son los que usualmente se controlan durante la operación normal del proceso, y se distinguen porque, para cada uno de ellos, existe la manera o el mecanismo para cambiar o manipular su nivel de operación. Esto último es lo que hace posible experimentar con ellos.

Los factores no controlables o de ruido son variables o características de materiales y métodos que no se pueden controlar durante el experimento o la operación normal del proceso.

5. ¿Es posible estudiar como influye un factor sobre la variable de respuesta, si el factor se mantiene fijo en todas las corridas o pruebas experimentales? Explique.

Para que un factor pueda ser estudiado es necesario que durante el experimento se haya probado en, al menos, dos niveles o condiciones.

Los diferentes valores que se asignan a cada factor estudiado en un diseño experimental se llaman niveles. Una combinación de niveles de todos los factores estudiados se llama tratamiento o punto de diseño.

Entonces al tener una combinación de niveles es necesario probar cada tratamiento para así obtener el correspondiente valor en la variable de respuesta.

Por lo tanto, cuando se corre un diseño experimental es importante que la variabilidad observada de la respuesta se deba principalmente a los factores estudiados y en menor medida al error aleatorio, y además que este error sea efectivamente aleatorio. Cuando la mayor parte de la variabilidad observada se debe a factores no estudiados o a un error no aleatorio, no se podrá distinguir cual es el verdadero efecto que tienen los factores estudiados, con lo que el experimento no alcanzaría su objetivo principal. De aquí la importancia de no dejar variar libremente a ningún factor que pueda influir de manera significativa sobre el comportamiento de la respuesta.

6. Se tiene un experimento en el que los factores a estudiar y sus niveles son los siguientes: temperatura (10, 20 y 30ºC); tiempo ( 60 y 90 minutos). Elabore una lista de todos los posibles tratamientos de este diseño.

|Nivel de temperatura |Nivel de tiempo |Tratamiento |

|10 |60 |1 |

|20 |60 |2 |

|30 |60 |3 |

|10 |90 |4 |

|20 |90 |5 |

|30 |90 |6 |

7. ¿Qué es el error aleatorio y que es el error experimental?

En un estudio experimental, siempre habrá un remanente de variabilidad que se debe a causas comunes o aleatorias, que generan la variabilidad natural del proceso. Esta variabilidad constituye el llamado error aleatorio que es aquel error inevitable que se produce por eventos únicos imposibles de controlar durante el proceso de medición.

Un error experimental: es una desviación del valor medido de una magnitud física respecto al valor real de dicha magnitud. En general los errores experimentales son ineludibles y dependen básicamente del procedimiento elegido y la tecnología disponible para realizar la medición.

8. ¿Por qué es importante

...