Introducción, conceptualización, importancia y alcances del diseño experimental en la Administración de empresas

3.1Introducción, conceptualización, importancia y alcances del diseño experimental en la Administración de empresas

Investigadores de prácticamente todos los campos de estudio llevan a cabo experimentos, por lo general para descubrir algo acerca de un proceso o sistema particular. En un sentido literal, un experimento es una prueba. En una perspectiva más formal, un experimento puede definirse como una prueba o serie de pruebas en las que se hacen cambios deliberados en las variables de entrada de un proceso o sistema para observar e identificar las razones de los cambios que pudieran observarse en la respuesta de salida.

En ingeniería, la experimentación desempeña un papel importante en el diseño de productos nuevos, el desarrollo de procesos de manufactura y el mejoramiento de procesos, el objetivo en muchos casos seria desarrollar un proceso robusto, es decir, un proceso que sea afectado en forma mínima por fuentes de variabilidad externas.

Como ejemplo de un experimento, suponga que un ingeniero metalúrgico tiene interés en estudiar el efecto de dos procesos diferentes de endurecimiento, el templado en aceite y el templado en agua salada, sobres una aleación de aluminio. El objetivo del experimentador es determinar cuál de las dos soluciones de templado produce la dureza máxima para esta aleación particular. El ingeniero decide someter varios ejemplares o muestras para ensayo de la aleación a cada medio de templado y medir la dureza de los ejemplares después de templado. Para determinar cuál de las soluciones es la mejor, se usara la dureza promedio de los ejemplares tratados en cada solución de templado.

En cualquier experimento, los resultados y las conclusiones que puedan sacarse dependen en gran medida de la manera en que se recabaron los datos. Para ilustrar este punto, suponga que el ingeniero metalúrgico del experimento anterior utilizo ejemplares de una hornada para el templado en aceite y ejemplares de una segunda hornada para el templado en agua salada. Entonces cuando compare la dureza promedio, el ingeniero no podrá saber que parte de la diferencia observada es el resultado de la solución de templado y que parte es el resultado de diferencias inherentes entre las hornadas. Por lo tanto, el método utilizado para recabar los datos ha afectado de manera adversa las conclusiones que pueden sacarse del experimento.

En general los experimentos se usan para estudiar el desempeño de procesos y sistemas. Los objetivos del experimento podrían comprender los siguientes:

1. Determinar cuáles son las variables que tienen mayor influencia sobre la respuesta y,

2. Determinar cuál es el ajuste de las x que tiene mayor influencia para que y este casi siempre cerca del valor nominal deseado.

3. Determinar cuál es el ajuste de las x que tiene mayor influencia para que la variabilidad de y sea reducida.

4. Determinar cuál es el ajuste de las x que tiene mayor influencia para que los efectos de las variables no controlables z1, z2, …, zq sean mínimos.

Como se puede ver por el análisis anterior, los experimentos incluyen muchas veces varios factores. Habitualmente uno de los objetivos de la persona que realiza un experimento, llamada el experimentador, es determinar la influencia que tienen estos factores sobre la respuesta de salida del sistema. Al enfoque general para planear y llevar a cabo el experimento se le llama estrategia de experimentación.

El enfoque de ir cambiando los niveles de uno (o quizá dos) de los factores para la prueba siguiente, con base en el resultado de la prueba en curso, puede llegar a ser de manera casi indefinida. Esta estrategia de experimentación, conocida como enfoque de la mejor conjetura, es común entre ingenieros y científicos. Funciona de manera adecuada si los experimentadores cuentan

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