Diseño Experimental

Introducción

Los modelos de diseño de experimentos son modelos estadísticos clásicos cuyo objetivo es averiguar si unos determinados factores influyen en una variable de interés y, si existe influencia de algún factor, cuantificar dicha influencia.

Unos ejemplos donde habría que utilizar estos modelos son los siguientes:

—  En el rendimiento de un determinado tipo de máquina (unidades producidas por día): se desea estudiar la influencia del trabajador que la maneja y la marca de la máquina.

—  Se quiere estudiar la influencia de un tipo de pila eléctrica y de la marca, en la duración de las pilas.

—  Una compañía telefónica está interesada en conocer la influencia de varios factores en la variable duración de una llamada telefónica. Los factores que se consideran son los siguientes: hora a la que se produce la llamada; día de la semana en que se realiza la llamada; zona de la ciudad desde la que se hace la llamada; sexo del que realiza la llamada; tipo de teléfono (público o privado) desde el que se realiza la llamada.

—  Una compañía de software está interesada en estudiar la variable porcentaje en que se comprime un fichero, al utilizar un programa de compresión teniendo en cuenta el tipo de programa utilizado y el tipo de fichero que se comprime.

—  Se quiere estudiar el rendimiento de los alumnos en una asignatura y, para ello, se desean controlar diferentes factores: profesor que imparte la asignatura; método de enseñanza; sexo del alumno.

Concepto.

El diseño experimental es una técnica estadística que permite identificar y cuantificar las causas de un efecto dentro de un estudio experimental. En un diseño experimental se manipulan deliberadamente una o más variables, vinculadas a las causas, para medir el efecto que tienen en otra variable de interés. El diseño experimental prescribe una serie de pautas relativas qué variables hay que manipular, de qué manera, cuántas veces hay que repetir el experimento y en qué orden para poder establecer con un grado de confianza predefinido la necesidad de una presunta relación de causa-efecto.

El diseño experimental encuentra aplicaciones en la industria, la agricultura, la mercadotecnia, la medicina, la ecología, las ciencias de la conducta, etc. constituyendo una fase esencial en el desarrollo de un estudio experimental.

INTRODUCCION

El diseño de experimentos con un factor constituye la versión más sencilla del problema general de diseño de experimentos. Suele plantearse de la siguiente manera: se requiere analizar una característica cualitativa X( que suele llamarse variable respuesta), sometida a m niveles de un único factor. Fundamentalmente, el interés de estudiarlo radica en si el factor tiene una influencia significativa sobre la variable respuesta. Para esto, se obtendrá, para cada uno de los niveles una muestra aleatoria de valores X. Estas observaciones Xij son observaciones independientes con distribución N(µ+xij σ).

CONCEPTUALIZACION

El diseño de experimentos ah sido creado por matemáticos y estadísticos, por lo que posee su propio lenguaje, el cual es necesario conocer para su mejor comprensión y utilización, a continuación se describen los términos más importantes:

Factor.- Una de las variables dependientes que son estudiadas en el experimento. Esta puede ser cualitativa o cuantitativa.

Nivel.- Valores que puede tener el factor a estudiar.

Combinación.- Es la asignación de un solo nivel a un factor, o de varios niveles a todos los factores en una corrida experimental.

Variable de respuesta.- Es el resultado de una corrida experimental. Variable a estudiar.

Efecto.- Es el cambio en la variable de respuesta por el cambio del nivel de un factor.

Interacción.- Cuando uno o más factores trabajan juntos para producir un efecto diferente que los efectos producidos por aquellos factores de manera individual.

Corrida experimental.- Implementación de cada una de las combinaciones.

Bloque.- Agrupación planeada de factores o combinaciones. Es realizada de manera a minimizar la variación no incluida en el diseño, ejemplo puede ser el turno de dia de la semana.

Replicación.- Repetición de la corrida experimental.

ALCANCE DEL DISEÑO EXPERIMENTAL

Para más de dos factores, 2k el experimento

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