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Introducción a la Análisis de Variancia (ANOVA) en Experimentos, Apuntes de Diseño de experimentos

Conceptos básicos sobre experimentos, diseño de experimentos, ventajas de este último sobre pruebas y error, variables de respuesta y factores estudiados, tratamientos posibles en un experimento, error aleatorio y experimental, etapas en el diseño de un experimento y su importancia, y ejemplos prácticos. Además, se incluyen ejercicios para su comprensión.

Tipo: Apuntes

2021/2022

Subido el 18/11/2022

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TAREA 1. INTRODUCCION ANOVA
1. ¿Qué es un experimento y qué es diseñar un experimento?
*Un experimento es un cambio en las condiciones de operación de un sistema o proceso,
que se hace con el objetivo de medir el efecto del cambio en una o varias propiedades del
producto o resultado.
*Diseñar un experimento consiste en planear y realizar un conjunto de pruebas con el
objetivo de generar datos que, al ser analizados estadísticamente, proporcionen
evidencias objetivas que permitan responder las interrogantes planteadas por el
experimentador sobre determinada situación.
2. Explique las ventajas que tiene el diseño de experimentos sobre una estrategia de
prueba y error.
La ventaja es que el primero sigue un plan experimentado adecuado que garantiza una
buena respuesta a los interrogantes planteados, es una de las formas más eficaces de
hacer pruebas y a su vez garantiza la obtención de respuestas en un corto tiempo y
utilizando pocos recursos.
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: A través de esta(s) variable(s) se conoce el efecto o los resultados
de cada prueba experimental, por lo que pueden ser características de la calidad de un
producto y/o 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 la(s) variable(s) de respuesta. Los factores estudiados pueden
ser controlables o no controlables, a estos últimos quizá fue posible y de interés
controlarlos durante el experimento. Para que un factor pueda ser estudiado es necesario
que durante el experimento se haya probado en, al menos, dos niveles o condiciones.
*La relación que se espera que haya es que los factores que se tienen en cuenta para el
diseño del experimento tienen influencias y un gran efecto en las variables de respuesta
que se reflejan en su media o variabilidad.
4. Se tiene un experimento en el que los factores a estudiar y sus niveles son los siguientes:
temperatura (10, 20 y 30 °C); tiempo (60 y 90 minutos). Elabore una lista de todos los
posibles tratamientos de este diseño.
Tiempo(min) Temperatura (°C)
10 20 30
60
90
No. De tratamientos= 6
5. ¿Qué es el error aleatorio y qué es el error experimental?
*Error aleatorio: Es la variabilidad observada que no se puede explicar por los factores
estudiados; resulta del pequeño efecto de los factores no estudiados y del error
experimental.
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¡Descarga Introducción a la Análisis de Variancia (ANOVA) en Experimentos y más Apuntes en PDF de Diseño de experimentos solo en Docsity!

TAREA 1. INTRODUCCION ANOVA

1. ¿Qué es un experimento y qué es diseñar un experimento? *Un experimento es un cambio en las condiciones de operación de un sistema o proceso, que se hace con el objetivo de medir el efecto del cambio en una o varias propiedades del producto o resultado. *Diseñar un experimento consiste en planear y realizar un conjunto de pruebas con el objetivo de generar datos que, al ser analizados estadísticamente, proporcionen evidencias experimentador sobre determinada situación. objetivas que permitan responder las interrogantes planteadas por el 2. Explique las ventajas que tiene el diseño de experimentos sobre una estrategia de prueba y error. La ventaja es que el primero sigue un plan experimentado adecuado que garantiza una buena respuesta a los interrogantes planteados, es una de las formas más eficaces de hacer pruebas y a su vez garantiza la obtención de respuestas en un corto tiempo y utilizando pocos recursos. 3. (^) es un factor estudiado? y ¿qué relación se esperaría que haya entre la variable y losEn el contexto de un diseño de experimentos, ¿qué es una variable de respuesta?, ¿qué factores? *Variable de respuesta: A través de esta(s) variable(s) se conoce el efecto o los resultados de cada prueba experimental, por lo que pueden ser características de la calidad de un producto y/o 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 la(s) variable(s) de respuesta. Los factores estudiados pueden ser controlables o no controlables, a estos últimos quizá fue posible y de interés controlarlos durante el experimento. Para que un factor pueda ser estudiado es necesario que durante el experimento se haya probado en, al menos, dos niveles o condiciones. *La relación que se espera que haya es que los factores que se tienen en cuenta para el diseño del experimento tienen influencias y un gran efecto en las variables de respuesta que se reflejan en su media o variabilidad. 4. Se tiene un experimento en el que los factores a estudiar y sus niveles son los siguientes: temperatura (10, 20 y 30 °C); tiempo (60 y 90 minutos). Elabore una lista de todos los posibles tratamientos de este diseño. Tiempo(min) 10 Temperatura (°C) 20 30 (^6090) 5. ¿Qué es el error aleatorio y qué es el error experimental?^ No. De tratamientos= 6 *Error aleatorio: Es la variabilidad observada que no se puede explicar por los factores estudiados; resulta del pequeño efecto de los factores no estudiados y del error experimental.

*Error experimentador en la planeación y ejecución del experimento. experimental Componente del error aleatorio que refleja los errores del

6. ¿Por qué es importante aleatorizar el orden en que se corren los diferentes tratamientos en un diseño de experimentos? Porque aumenta la probabilidad de que el supuesto de independencia de los errores se cumpla, y también es una manera de asegurar que las pequeñas diferencias provocadas por materiales, equipo y todos los factores no controlados, se repartan de manera homogénea en todos los tratamientos. 7. Señale las etapas en el diseño de un experimento, así como algunos aspectos clave de cada una de ellas. *Planeación y realización: Son actividades encaminadas a entender, delimitar el problema u objeto de estudio y seleccionar variables de respuesta y factores. Concluye con la especificación experimental. de los tratamientos a realizar y con la organización del trabajo * Análisis: Se debe recurrir a métodos estadísticos inferenciales para ver si las diferencias o efectos muestrales (experimentales) son lo suficientemente grandes para que garanticen diferencias poblacionales (o a nivel proceso). La técnica estadística central en el análisis de los experimentos es el análisis de varianza ANOVA. * Interpretación: Se debe analizar con detalle lo que ha pasado en el experimento, desde contrastar las conjeturas iniciales con los resultados del experimento, hasta observar los nuevos aprendizajes que sobre el proceso se lograron, verificar supuestos y elegir el tratamiento ganador, siempre con apoyo de las pruebas estadísticas. * generalizar el resultado del estudio y para garantizar que las mejoras se mantengan. Control y conclusiones: se recomienda decidir qué medidas implementar para 8. ¿Por qué se considera la planeación del experimento como la etapa más importante? Describa cinco actividades que se realizan en esta etapa. Porque es la base del experimento, ya que en esta etapa se determina el problema de estudio, las variables, los factores y además se realiza el experimento. -Entender y delimitar el problema. -Elegir variables de respuesta. -Determinar factores a estudiarse. -Planear y organizar el trabajo experimental. 9.^ -Realizar el experimento. Suponga que se quiere estudiar el desempeño de un automóvil, y lo que se desea es encontrar los factores que más influyen en su rendimiento. ¿Cuáles podrían ser las variables de respuesta?, ¿cuáles los factores a estudiar?, ¿cuáles los factores no controlados o de ruido?  Factores a estudiar: -Tipo de Gasolina -Tipo de Aceite -Tipo de llantas que tenga y el desgaste. -El tamaño del motor.  Variables de respuesta:

12. Realizar el diagrama de causa-efecto para hacer bloques de concreto que sean más resistentes.

Bibliografía:Gutiérrez Pulido, Humberto; de la Vara Salazar, Román. Análisis y Diseño de Experimentos, 2da. Y 3ra. Edición, Ed. McGraw-Hill, México, 2008, 2012. -