diseño de experimentos ii_pregun tas

MATERIA:

DISEÑO DE EXPERIMENTOS II

PROFESOR:PROFESORA: SOLEDAD OCAÑA VERGARA

ALUMNOMOISES GUADALUPE LUNA GARCIA

4to. CUATRIMESTRE

Diseño de Experimentos II

CAPITULO 1. INTRODUCCION AL DISEÑO DE EXPERIMENTOS

CLASE 1

(Preguntas y Ejercicios)

1. Explique las ventajas que tiene el diseño de experimentos sobre una estrategia de prueba y error:R= Una de las ventajas del diseño de experimentos, es que existe una planeación, control y administración del tiempo y minimiza tiempos y recursos.

2. ¿Qué es un experimento y que es diseñar un experimento?R=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 sobre una o varias propiedades del producto o resultado. Diseñar un experimento: es ampliar el método científico para generar conocimientos 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?R=Variable de respuesta: son aquellas a través de las cuales se conoce el efecto o los resultados de cada prueba experimental.Factor estudiado: son las variables que se investigan en el experimento, respecto a cómo influyen o afectan a las variables de respuesta.Relación entre variable y factores: Son los resultados de los experimentos.

4. ¿En un experimento solo es posible estudiar los factores que actualmente se controlan en la operación normal del proceso? R= No, los factores pueden ser controlables o no controlables. Sin embargo a estos últimos quizá sea posible y de interés controlarlos durante el experimento.

5. ¿Es posible estudiar cómo influye un factor sobre la variable de respuesta, si el factor se mantiene fijo en todas las corridas o pruebas experimentales? Explique:R= Si es posible ya que existe la manera o el mecanismo para cambiar o manipular su nivel de operación.

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6. Se tiene un experimento en el que los factores a estudiar y sus niveles son los siguientes: Temperatura (10°, 20°, 30°C); Tiempo (60 y 90 min). Elabore una lista de todos los posibles tratamientos de este diseño.R=

Tratamiento

Temperatura

Tiempo

1 10 602 10 903 20 604 20 905 30 606 30 90

7. ¿Qué es el error aleatorio y que es el error experimental?R= Error aleatorio.- es la variabilidad observada que no se puede explicar por los factores estudiados, resultante del pequeño efecto de los factores no estudiados y del error experimental. Error experimental.- conjunto de errores aleatorios que refleja los errores del experimentador en la planeación y ejecución del experimento.

8. ¿Por qué es importante aleatorizar el orden en que se corren los diferentes tratamientos en un diseño de experimentos?R= Porque aumenta la probabilidad de que el supuesto de independencia de los errores se cumpla, lo cual es un requisito para la validez de las pruebas de estadística que se realizan.

9. Señale las etapas en el diseño de un experimento, así como algunos aspectos clave de cada una de ellas.R=

a) Planeación y realización:1. Entender y delimitar el problema u objeto de estudio2. Elegir las variables de respuesta que serán medidas en cada

punto del diseño y verificar que se mide de manera confiable3. Determinar cuáles factores deben estudiarse o investigar, de

acuerdo a la supuesta influencia que tienen sobre la respuestab) Análisis:

1. No perder de vista que los resultados experimentales son observaciones muéstrales, no poblacionales

2. La técnica estadística central es el llamado análisis de varianza ANOVA

c) Interpretación: 1. Analizar con detalle lo que ha pasado con el experimento

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d) Control y conclusiones finales:1. Se recomienda decidir qué medidas implementar para

generalizar el resultado del estudio y para garantizar que las mejoras se mantengan

10.¿Por qué se considera la planeación del experimento como la etapa más importante?R=Por qué mediante ella podemos entender y delimitar el problema u objeto de estudio.

Describa cinco actividades que se realizan en esta etapa:R=

1. Elegir las variables de respuesta2. Determinar cuáles factores deben estudiarse o investigarse3. Seleccionar los niveles de cada factor así como el diseño

experimental adecuado4. Planear y organizar el trabajo experimental5. Realizar el experimento

11.Describa de manera breve los tres principios básicos del diseño de experimentos:R=

1. Aleatorización: son experimentos hechos al azar, que aseguran que las pequeñas diferencias provocadas por materiales, equipo y todos los factores no controlados se repartan de manera homogénea.

2. Repetición: es volver a realizar un tratamiento pero no inmediatamente después de haber realizado el experimento, sino después de haber realizado la aleatorización.

3. Bloqueo: consiste en nulificar, o tomar en cuenta, en forma adecuada todos los factores que pueden afectar la respuesta observada.

12.Explique la diferencia entre significancia práctica y significancia estadística. Proponga un ejemplo donde se tenga la segunda pero no la primera.R=La diferencia radica en el hecho de la aplicación práctica de los hallazgos, y su relevancia para tomar decisiones estratégicas. Si bien se sabe que la existencia de significancia estadística indica que hay variabilidad en determinada característica de la muestra, eso no asegura que la diferencia sea suficiente para tomar decisiones prácticas de mercado (o de la disciplina en cuestión). Es cuando el criterio del investigador toma gran relevancia para determinar cómo actuar en base a los resultados.EJEMPLO:

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Evaluar la efectividad de una campaña publicitaria en función de que la población la recuerde antes y después de lanzarla. Podría darse el caso que, dado que se tomó un muestra muy grande; los resultados de una prueba de hipótesis indique, que existe diferencias estadísticamente significativas en el hecho de que la población la recuerde antes y después de la campaña, pero puede que solo haya aumentado 1 o 2 puntos porcentuales. Entonces para fines prácticos esa diferencia no es significativa al considerar todo el dinero y el esfuerzo invertido.

13.Describa cinco aspectos que son relevantes al momento de seleccionar el diseño experimental:R=

1. El objetivo del experimento2. El número de factores a estudiar3. El número de niveles que se prueban en cada factor4. Los efectos que interesa investigar (relación factores-respuesta)5. El costo del experimento, tiempo y precisión deseada

14.Mencione dos problemas en su área de trabajo que pudieran abordarse con el diseño de experimentos. Para cada problema enliste algunos factores de control y al menos una variable de respuesta.R=Agua residual excesiva dentro de la producción de una maquiladora:

Factores de controlVelocidad Exceso de colorante Uso de químicos

No controlablesTemperaturaCondiciones de aireCondiciones climáticos

Variables respuestaDisminuir los colorantes y controles de temperatura. Reutilización del agua Disminución del agua contaminada

Agua potable con un excesivo nivel de PH

Factores de controlVelocidad Uso de cloro

Uso de partes de cobre dentro de las tuberías

No controlablesTemperaturaCondiciones de aireHumedad

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Variables de respuesta

Disminuir cloro Establecer una temperatura para evitar

corrosión de metales.

15.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 controlables o de ruido? R=

Variables de respuesta:Rendimiento de combustibleVelocidad máxima alcanzadaSeguridad

Factores a estudiar:Rendimiento Km/L de combustibleVelocidad y aceleración.Respuesta del vehículo ante un impacto o accidente vial, sistema de bolsas de aire, tipo de frenos.

Factores no controlables:Capacidad del tanque de gasolinaCaballos de fuerza del motor y/o revoluciones por minuto.Factores ambientales que afecten el desarrollo de los vehículos de estudio.

16.Se requiere comparar el desgaste de dos marcas de llantas A y B, para lo cual se eligen al azar 10 conductores particulares de cierta ciudad. A cinco de ellos, seleccionados al azar, se les instalan gratis las llantas marcas A y a los cinco restantes las marcas B, con el compromiso por escrito de permitir la verificación del desgaste cada seis meses.R=

a) ¿Cree que este experimento permita una comparación justa del desgaste de las dos marcas de llantas? No

b) ¿Qué consideraciones se debieron hacer para lograr una comparación más justa?Que el uso del vehículo sea similar, las calles o condiciones en donde se conduzca sean iguales, las llantas se encuentren calibradas correctamente.

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c) Proponga al menos un cambio al experimento que usted considera que mejoraría la comparación.El número de vehículos empleados para el análisis debe ser mayor, ya que entre más unidades experimentales haya, estas proporcionaran una mayor fiabilidad a los resultados obtenidos.

17.Una compañía farmacéutica realizo un experimento para comprobar los tiempos promedio (en días), que son necesarios para que una persona se recupere de los efectos y las complicaciones que siguen a un resfriado común. En este experimento se compararon a personas que tomaron distintas dosis diarias de vitamina C. Para hacer el experimento se contactó a un número determinado de personas, que en cuanto les daba el resfriado empezaban a recibir algún tipo de dosis. Si la edad de las personas es una posible fuente de variabilidad, explique con detalle como aplicaría la idea de bloqueo para controlar tal fuente de variabilidad.R= Porque las personas a diferentes edades ocasionarían una variabilidad de datos o resultados considerando como un factor no controlable seria la salud, además que sus sistemas inmunológicos no estaría en un parámetro al no considerar un sistema con bloqueo, el cual nos daría resultados confiables al tener muestras o personas de las mismas edades.Otro factor controlable podría ser el sexo para comparar a cuales de los dos requiere mayor dosis y el tiempo en que tarda en recuperarse de los efectos de un resfriado común.

18. En el caso anterior, ¿Qué podría pasar si no se controla la posible fuente de variación que es la edad?R= Se estaría cometiendo un error experimental, lo cual claramente nos afectaría en nuestros resultados obtenidos, causando que el análisis estadísticamente estuviera erróneo.

19.Un grupo de investigadores trabaja para industrializar la mermelada de tuna; para ello, realizan mermeladas considerando los siguientes factores:

a) Variedad de tunas: tres tipos,b) Con cascara o sin cascara, c) Completa o la pura pulpa

Por lo tanto, se tienen 12 posibles formas (tratamientos) de producir mermelada.

La pregunta central que se plantea es si influyen en el sabor los factores considerados, y quisieran encontrar cual es la mejor combinación de mermelada (tratamiento ganador). Para responder hicieron las 12 combinaciones y pusieron cada una en un recipiente numerado. Enseguida se trasladaban a lugares concurridos donde acomodaban los recipientes

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ordenados del 1 al 12 y a personas del público les entregaban una hoja de registro y la invitaban a que en el orden dado probaran en pequeñas porciones las mermeladas y anotaran que tan buena les parecía la mermelada (en una calificación de 0 a 10). Al final se tuvo la respuesta de 420 personas, donde cada una daba 12 calificaciones (una para cada mermelada). ¿Hay algo que desde su punto de vista invalide los resultados obtenidos? Utilice el sentido común y argumente su respuesta.

R= Si, en que tal vez el tipo de experimento utilizado no sea el más adecuado ya que las muestras son muy grandes y la variabilidad de ellas no pueden controlarse. Considerando lo anteriormente mencionado se puede emplear otro diseño para estudiar el efecto de varios factores sobre la respuesta ya que lo que se busca es conocer la mermelada de mejor sabor en combinación con los diferentes tratamientos propuestos.

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TEMA 5: PROCESO(COMENTARIO)

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