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Diseño deexperimentos4º semestre
Ingeniería Química
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Contenido general Fase 1 Unidad 1 Introducción al diseño de
experimentos Unidad 2 Experimentos de un actor!
Fase 2 Unidad " Experimentos actoriales!
Fase " Unidad 4 #egresión lineal simple! Unidad $ #egresión lineal m%ltiple !
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E&aluación del curso Ex'menes (") *$ + ,ro-ecto .nal "$+
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Introducción al diseño deexperimentos
Diseño de experimentos ,lanear - reali/ar un con0unto de prueas
con el o0eti&o de generar datos ue3 alser anali/ados estadísticamente3proporcionan e&idencias o0eti&as uepermitan responder las interrogantesplanteadas por el experimentador soredeterminada situación!
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Introducción al diseño deexperimentos
,rolemas típicos Comparar dos o m's materiales! Comparar &arios instrumentos de
medición! Determinar los actores de un proceso
ue tienen impacto sore el producto
.nal! Encontrar las condiciones de operación en
las ue se logre un me0or desempeño delproceso!
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Introducción al diseño deexperimentos
Experimento ,ruea o serie de prueas en las ue se
5acen camios delierados en las&ariales de entrada de un proceso osistema para oser&ar e identi.car lasra/ones de los camios ue pudieranoser&arse en la respuesta de salida!
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Introducción al diseño deexperimentos
E0emplos de experimentos 6elocidad al andar en icicleta Desempeño de una licuadora E.ciencia de una dieta 7ltura de 5ot ca8es 9ranserencia de arc5i&os en internet 9amaño de una &erdura culti&ada 6elocidad de nado
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Introducción al diseño deexperimentos
,reguntas importantes :Qu; actores aectan al proceso< :Cu'ntas muestras deen proarse< :En u; orden deen colectarse los
datos< :Qu; m;todo de an'lisis de datos deer'
usarse< :Qu; dierencia en la respuesta se
considerar' importante<
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Introducción al diseño deexperimentos
Unidad experimental ,ie/a(s) o muestra(s) ue se utili/a para
generar un &alor ue sea representati&odel resultado del experimento!
,uede ser una pie/a o un con0unto depie/as!
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Introducción al diseño deexperimentos
6ariales3 actores - ni&eles! 6ariale de respuesta Características de
calidad de un producto -=o &ariales uemiden el desempeño de un proceso!
Factores controlales 6ariales deproceso ue se pueden .0ar en un ni&el
dado (temperatura3 tiempo3 &elocidad)!
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Introducción al diseño deexperimentos
6ariales3 actores - ni&eles! Factores no controlales o de ruido
6ariales ue no se pueden controlardurante el experimento (5umedad3 'nimode los operadores)!
Factores estudiados 6ariales ue sein&estigan en el experimento3 respecto decómo in>u-en o aectan a la &ariale derespuesta! Durante el experimento dee5aerse proado en al menos dos ni&eles!
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Introducción al diseño deexperimentos
?i&eles - tratamientos! ?i&el 6alores asignados a cada actor
estudiado 9ratamiento o punto de diseño
Cominación de ni&eles de todos losactores estudiados!
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Introducción al diseño deexperimentos
Error aleatorio - error experimental Error aleatorio Es la &ariailidad oser&ada
ue no se puede explicar por los actoresestudiados@ resulta del peueño eecto delos actores no estudiados - del errorexperimental!
Error experimental Componente del erroraleatorio ue re>e0a los errores delexperimentador en la planeación -e0ecución del experimento!
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Introducción al diseño deexperimentos
,roceso Cominación de m'uinas3 m;todos3
personas u otros recursos uetransorman cierta entrada en una salidaue tiene una o m's respuestasoser&ales!
,rocesoAateria primaCaracterísticas decalidad Dure/a3color3 costo
Factores de diseño 9iempo de ciclo3 presión
Factores de ruido
6ariales amientales
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Introducción al diseño deexperimentos
B0eti&os del experimento :Cu'les &ariales tienen ma-or in>uencia
sore la respuesta< :Qu; &alores deen tomar los actores
para ue la respuesta sea la deseada< :Qu; &alores deen tomar los actores
para reducir la &ariailidad de larespuesta<
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Introducción al diseño deexperimentos
Estrategia de experimentación Factores ue aectan al proceso :7lgunos pueden ignorarse<
Estrategia de experimentación Enoue de la me0or con0etura Enoue de un actor a la &e/
Experimento actorial
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Introducción al diseño deexperimentos
Diseño factorial 22 - 2"
4 experimentos3 2 réplicas
experimentos3 1 réplicaDiseño factorial fraccionado ólo se reali/an un sucon0unto de las corridas
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Efectos principales :Cu'l es el ma-oreecto<
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31 234
3 "31
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7plicaciones típicas del diseñoexperimental Caracterización de un procesoDeterminar los actores ue aectan la
respuesta Experimento tamiz (DFF)
Cartas de control de las &ariales delproceso
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7plicaciones típicas del diseñoexperimental Diseño de un producto Optimización de un proceso
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,rincipios 'sicos (Diseño delexperimento - Análisis estadístico de
los datos) #eali/ación de r;plicas Correr m's de una
&e/ un tratamiento o cominación deactores! Estimación del error experimental Estimación del eecto Cuando no se 5acen repeticiones no 5a-
manera de estimar el error aleatorio
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,rincipios 'sicos (Diseño delexperimento - Análisis estadístico de
los datos) 7leatori/ación Consiste en 5acer corridas
experimentales en orden aleatorio@ esteprincipio aumenta la posiilidad de ue el
supuesto de independencia de los erroresse cumpla!
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,rincipios 'sicos (Diseño delexperimento - Análisis estadístico de
los datos) Formación de loues #educción de la &ariailidad transmitida por
actores perturadores
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,asos para diseñar experimentos
1! Identi.cación - enunciación del
prolema2! Elección de los actores3 ni&eles - rangos
1! Factores del diseño
2! Factores ue se mantienen constantes
"! Factores a los ue se permite &ariar
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,asos para diseñar experimentos
"! elección de la &ariale de respuesta
4! Elección del diseño experimental?%mero de r;plicas
Brden de corridas
Formación de loues
$! #eali/ación del experimentoCorrida piloto
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,asos para diseñar experimentos
*! 7n'lisis estadístico de los datos
Aodelo empírico
G! Conclusiones - recomendaciones
Corridas de seguimiento o prueas decon.rmación
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