Diseño de experimento en MiniTab.

Diseño de un experimento

Revisión general

El diseño de experimentos (DOE) ayuda a investigar los efectos de las variables de entrada (factores) sobre una variable de salida (respuesta) al mismo tiempo. Estos experimentos consisten en una serie de corridas, o pruebas, en las que se realizan cambios intencionales en las variables de entrada. En cada corrida se recolectan datos. El DOE se utiliza para identificar las condiciones del proceso y los componentes del producto que afectan la calidad, para luego determinar la configuración de factores que optimiza los resultados.

Minitab ofrece cuatro tipos de diseños: diseños factoriales, diseños de superficie de respuesta, diseños de mezcla y diseños de Taguchi (también llamados diseños robustos de Taguchi). Los pasos que debe seguir en Minitab para crear, analizar y visualizar un experimento diseñado son similares para todos los tipos. Una vez realizado el experimento e ingresados los resultados, Minitab proporciona varias herramientas analíticas y gráficas para ayudarle a entender los resultados. En este capítulo se describen los pasos típicos para crear y analizar un diseño factorial. Puede aplicar estos pasos a cualquier diseño que cree en Minitab.

Los comandos de DOE de Minitab incluyen las siguientes características:

• Catálogos de experimentos diseñados para ayudarle a crear un diseño
• Creación automática y almacenamiento de su diseño después de que usted especifica sus propiedades
• Presentación y almacenamiento de estadísticas de diagnóstico para ayudarle a interpretar los resultados
• Gráficas para ayudarle a interpretar y presentar los resultados

En este capítulo, usted investiga dos factores que podrían reducir el tiempo que se necesita para preparar un pedido para el envío: el sistema de procesamiento de pedidos y el procedimiento de empaque.

El centro del Oeste tiene un nuevo sistema de procesamiento de pedidos. Usted desea determinar si el nuevo sistema reduce el tiempo necesario para preparar un pedido. El centro también utiliza dos procedimientos de empaque diferentes. Usted desea determinar cuál procedimiento es más eficiente. Decide realizar un experimento factorial para probar qué combinación de factores proporciona el menor tiempo necesario para preparar un pedido para el envío.

Crear un diseño de experimento

Para poder ingresar o analizar datos de DOE en Minitab, primero debe crear un diseño de experimento en la hoja de trabajo. Minitab ofrece una variedad de diseños.

Factorial

Incluye diseños completos de 2 niveles, diseños fraccionados de 2 niveles, diseños de parcelas divididas y diseños de Plackett-Burman.

Superficie de respuesta

Incluye diseños compuestos centrales y diseños de Box-Behnken.

Mezcla

Incluye diseños centroides simplex, diseños reticulares simplex y diseños de vértices extremos.

Taguchi

Incluye diseños de 2 niveles, diseños de 3 niveles, diseños de 4 niveles, diseños de 5 niveles y diseños de niveles mixtos.

Usted elige el diseño adecuado dependiendo de los requisitos de su experimento. Elija el diseño en el menúEstadísticas > DOE. También puede abrir la barra de herramientas apropiada eligiendo Herramientas >Barras de herramientas. Después de que usted elige el diseño y sus características, Minitab crea el diseño y lo almacena en la hoja de trabajo.

Seleccionar un diseño

Usted desea crear un diseño factorial para examinar la relación entre dos factores, el sistema de procesamiento de pedidos y el procedimiento de empaque, así como el tiempo que se necesita para preparar un pedido para el envío.

1. Elija Archivo > Nuevo > Proyecto.
2. Elija Estadísticas > DOE > Factorial > Crear diseño factorial.

[pic 1]

Cuando usted crea un diseño en Minitab, solo están habilitados dos botones, Mostrar diseños disponibles y Diseños. Los otros botones se habilitan cuando usted completa el cuadro de diálogo secundario Diseños.

1. Haga clic en Mostrar diseños disponibles.

[pic 2]

Para la mayoría de los tipos de diseños, Minitab muestra todos los diseños posibles y el número de corridas experimentales necesarias en el cuadro de diálogo Mostrar diseños disponibles.

1. Haga clic en Aceptar para regresar al cuadro de diálogo principal.
2. En Tipo de diseño, seleccione Factorial de 2 niveles (generadores predeterminados).
3. En Número de factores, seleccione 2.
4. Haga clic en Diseños.

[pic 3]

El área en la parte superior del cuadro de diálogo secundario muestra todos los diseños disponibles para el tipo de diseño y el número de factores que usted seleccionó. En este ejemplo, como va a ejecutar un diseño factorial con dos factores, solo dispone de una opción: un diseño factorial completo con cuatro corridas experimentales. Un diseño de 2 niveles con dos factores tiene 22 (cuatro) posibles combinaciones de factores.

1. En Número de réplicas para puntos factoriales, seleccione 3.
2. Haga clic en Aceptar para regresar al cuadro de diálogo principal. Ahora todos los botones están habilitados.

Ingresar los nombres de los factores y establecer los niveles de los factores

Minitab utiliza los nombres de los factores como las etiquetas para los factores en la salida del análisis y las gráficas. Si usted no ingresa niveles de factores, Minitab establece el nivel bajo en –1 y el nivel alto en 1.

1. Haga clic en Factores.
2. En la fila de Factor A, en Nombre, ingrese Sist Orden. En Tipo, seleccione Texto. En Bajo, ingrese Nuevo. En Alto, ingrese Actual.
3. En la fila de Factor B, en Nombre, ingrese Empaque. En Tipo, seleccione Texto. En Bajo, ingrese A. EnAlto, ingrese B.

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1. Haga clic en Aceptar para regresar al cuadro de diálogo principal.

Aleatorizar y almacenar el diseño

De manera predeterminada, Minitab aleatoriza el orden de las corridas de todos los tipos de diseños, excepto de los diseños de Taguchi. La aleatorización ayuda a garantizar que el modelo cumpla con ciertos supuestos estadísticos. La aleatorización también puede ayudar a reducir los efectos de los factores que no están incluidos en el estudio.

Especifique la base del generador de datos aleatorios para asegurarse de obtener el mismo orden de las corridas cada vez que cree el diseño.

1. Haga clic en Opciones.
2. En Base para el generador de datos aleatorios, ingrese 9.

[pic 5]

1. Verifique que Almacenar diseño en hoja de trabajo esté seleccionado.
2. Haga clic en Aceptar en cada cuadro de diálogo.

Ver el diseño

Cada vez que usted crea un diseño, Minitab almacena la información del diseño y los factores en las columnas de la hoja de trabajo.

1. Maximice la hoja de trabajo para ver la estructura de un diseño típico. También puede abrir la hoja de trabajo DOE.MTW en la carpeta Introducción. DOE.MTW incluye el diseño y los datos de respuesta.

[pic 6]

La columna OrdenCorrida (C2) indica el orden de recolección de los datos. Si no aleatoriza el diseño, las columnas OrdenEst y OrdenCorrida son iguales.

En este ejemplo, como usted no agregó puntos centrales ni colocó las corridas en bloques, Minitab establece todos los valores de C3 y C4 en 1. Los factores que ingresó se almacenan en las columnas C5 (Sist Orden) y C6 (Paquete).

NOTA

Puede usar Estadísticas > DOE > Mostrar diseño para cambiar entre una visualización aleatoria y una visualización de orden estándar y entre una visualización codificada y una visualización sin codificar. Para cambiar los valores de configuración o los nombres de los factores, utilice Estadísticas > DOE > Modificar diseño. Si solo necesita cambiar los nombres de los factores, puede ingresarlos directamente en la hoja de trabajo.

Ingresar datos en la hoja de trabajo

Después de realizar el experimento y recolectar los datos, puede ingresar los datos en la hoja de trabajo.

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