UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ... · factoriales, interacciones, análisis de...

$: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ... · factoriales, interacciones, análisis de datos gráficos y factoriales fraccionados se incursionará en estadística no paramétrica$
UANL - FIME

Diseño de experimentos 1

IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1

VIGENTE A PARTIR DEL: 8 de Agosto del 2011

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

PROGRAMA ANALÍTICO FIME

Nombre de la unidad de aprendizaje: Diseño de experimentos

Frecuencia semanal: 3 hrs.

Horas presenciales: 42 hrs. Horas de trabajo extra-aula: 48 hrs.

Modalidad: Presencial

Período académico: Semestral

Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3

Fecha de elaboración: 23 de febrero del 2009 Fecha de la última actualización: 16 de Junio del 2011 Responsables del diseño: Dr. J. Arturo Berrones Santos

Dra. Elisa Schaeffer

M.C. Rafael Covarrubias Ortiz

Dr. Ramón Cantú Cuéllar

Presentación:

Las técnicas de diseño de experimentos basadas en la estadística son particularmente útiles en el campo de la ingeniería para mejorar el

desempeño de un proceso de manufactura, también tienen diversas aplicaciones en el desarrollo de nuevos procesos y la mayoría de éstos

pueden describirse en términos de varias variables controlables como la temperatura, la presión, etc. Mediante el uso de experimentos

diseñados pueden determinar el subconjunto de las variables del proceso que ejerce la mayor influencia sobre el desempeño del proceso y los

resultados de un experimento pueden mejorar el rendimiento del proceso, la reducción de la variabilidad del proceso y una concordancia más

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


próxima con los requerimientos nominales o proyectados, la reducción del tiempo de diseño y desarrollo, y la reducción del costo de operación.

El diseño de experimentos en el proceso de ingeniería de diseño puede redundar en productos cuya fabricación sea más sencilla, en

productos con un mejor desempeño y confiabilidad que sus competidores y en productos que puedan diseñarse, desarrollarse y producirse en el

menor tiempo. Todo experimento incluye una secuencia de actividades: planteamiento de la hipótesis, la prueba realizada para investigar la

hipótesis, el análisis estadístico de los datos y la conclusión. Con frecuencia lo anterior nos llevará a una revisión y a un nuevo experimento y así

sucesivamente.

Esta unidad de aprendizaje consta de 4 fases, en la primera se analizan ciertos experimentos que se usan para comparar dos condiciones

(tratamientos), en la segunda fase se trata del análisis de la varianza que es un procedimiento para descomponer la variabilidad de un

experimento en componentes independientes que puedan asignarse a causas distintas, en la tercera fase se investigan todas las posibles

combinaciones de los niveles de los factores en cada ensayo completo o réplica del experimento con lo que en la última fase se tratan los

modelos de regresión donde se explica la dependencia de una variable Y de una o varias variables cuantitativas X.

Propósito:

En esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante se familiarice con la manera en que se utilizan las técnicas de

desarrollo de experimentos para resolver problemas de ingeniería del mundo real y que entienda los conceptos que lo fundamentan. Se harán

experimentos con un solo factor y con factores múltiples, se hará hincapié en las nociones de aleatorización, formación de bloques, diseños

factoriales, interacciones, análisis de datos gráficos y factoriales fraccionados se incursionará en estadística no paramétrica y en modelos de

regresión lineal y lineal múltiple.

Es importante que el estudiante aprenda métodos para explicar el comportamiento de una variable estadística en función de otra. El

modelo de diseño experimental tiene como0 objetivo investigar si un conjunto de factores afecta a la respuesta media de una variable continua

y medir sus efectos. Para determinar si existe una relación causal entre los factores y la respuesta es imprescindible diseñar como recoger los

datos, de manera que podamos separar los efectos de los factores y eliminar los efectos de otras variables no incluidas en la experimentación.

De esta manera, podremos atribuir a los factores controlados en el experimento las variaciones en la variable respuesta.

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje:

Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales:

Competencias instrumentales:

• Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para comprender, interpretar y

expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque ecuménico.

• Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en

conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la

sociedad.

• Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos naturales y sociales que le permitan tomar decisiones

pertinentes en su ámbito de influencia con responsabilidad social.

Competencias personales y de interacción social

• Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano, académico y

profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable.

• Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a

la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una

sociedad sostenible.

Competencias integradoras

• Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir a superar los retos del ambiente global

interdependiente.

• Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores

condiciones de vida.

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


b. Competencias específicas del perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

Diseñar alternativas de modelos en lenguaje de estadística matemática que representa un sistema, fenómeno natural, social o procesos

mediante el planteamiento de una hipótesis para su solución por métodos analíticos o con paquetes computacionales.

Analizar soluciones tecnológicas pertinentes y viables mediante el cumplimiento de los estándares de calidad y políticas de seguridad para

realizar la selección más adecuada en la solución de problemas de ingeniería y desarrollo sustentable.

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Representación gráfica

Competencias de la Unidad de

Aprendizaje

Instrumentales

Utiliza los lenguajes lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal de acuerdo a su etapa de vida, para

comprender, interpretar y expresar ideas, sentimientos, teorías y corrientes de pensamiento con un enfoque

ecuménico

Diseñar alternativas de modelos en lenguaje de estadística

matemática que representa un sistema, fenómeno natural, social

o procesos

Describir las diferencias significativas entre las medias y varianzas de las poblaciones

analizadas empleando el análisis de varianza y las diferentes técnicas de

comparación múltiple

Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso

a la información y su transformación en conocimiento así como el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le

permitan su participación constructiva en la sociedad

Analizar soluciones tecnológicas pertinentes y viables mediante el

cumplimiento de los estándares de calidad y políticas de seguridad

Empleando la técnica de análisis de varianza para obtener información sobre que factores e

interacciones influyen de manera significativa en el modelo analizado

Emplea pensamiento lógico, crítico, creativo y propositivo para analizar fenómenos

naturales y sociales que le permitan tomar decisiones pertinentes en el ámbito de

influencia con responsabilidad social

Planteamiento de una hipótesis para su solución

por métodos analíticos o con paquetes computacionales

Analizar experimentos para resolver algunos problemas de ingeniería

Personales y de Interacción

Social

Interviene frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global con actitud crítica y compromiso humano,

académico y profesional para contribuir a consolidar el bienestar general y el desarrollo sustentable

Realizar la selección más adecuada en la solución

de problemas de ingeniería y desarrollo

sustentable

Aplicar la metodología que permita explicar la dependencia de una variable Y de una o varias

variables cuantitativas X, utilizando los diferentes modelos de regresión para poder

pronosticar el valor de alguna variable en términos de otra u otras variables

Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a a la naturaleza, integridad, ética

profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir y construir una sociedad sostenible

Integradoras

Construye propuestas innovadoras basadas en la comprensión holística de la realidad para contribuir

a superar los retos del ambiente global interdependiente

Diseñar alternativas de modelos que representa un sistema, fenómeno natural,

social o procesos

Identificar los factores relevantes que intervienen en un modelo de diseño de experimentos,

empleando la técnica de análisis de varianza para obtener información sobre que factores e

interacciones influyen de manera significativa en el modelo analizado

Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para

crear mejores condiciones de vida

Analizar el cumplimiento de los estándares de calidad y políticas de

seguridad para realizar la selección más adecuada en la solución de problemas de

ingeniería y desarrollo sustentable

Pronosticar el valor de alguna variable en términos de otra u otras variables

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Unidad temática 1: Experimentos comparativos simples, cuadros latinos y bloques aleatorios. Competencias particulares: Analizar experimentos mediante la comparación de más de dos poblaciones (tratamientos) para resolver algunos problemas de ingeniería.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de

desempeño Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos

Aplicar

experimentos

empleando

modelos

estadísticos para

dar respuesta al

cuestionamiento

del problema.

Reporte

Problemas

resueltos

Reporte escrito � Presentación

� Contenido

� Puntualidad

� Limpieza

� Bibliografía

Problemas resueltos � Presentación

� Procedimiento

� Puntualidad

� Limpieza

� Resultado

� Actitud

� Trabajo en equipo

� Trabajo individual

Elaborar un reporte de

aplicación del modelo que

se vio en clase.

Resolver problemas

utilizando las técnicas de

diseños de experimentos

comparados simples.

Formulas:

*Estadística básica

*Tratamientos

*Bloques aleatorios

*Cuadro latino

*Cuadro grecolatino

Libreta, lápiz, textos,

pintarrón, calculadora,

pizarrón y aula.

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Unidad temática 2: Análisis de la varianza. Competencias particulares: Describir las diferencias significativas entre las medias y varianzas de las poblaciones analizadas empleando el análisis de varianza y las

diferentes técnicas de comparación múltiple para tener un mejor conocimiento del comportamiento de las poblaciones estudiadas en los

modelos.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de


Describir y

aplicar el modelo

estadístico

matemático

empleando

pruebas de

comparación

múltiple para dar

respuesta al

cuestionamiento

del problema.

Reporte

Problemas

resueltos


� Contenido

� Puntualidad

� Limpieza

� Bibliografía


� Procedimiento

� Puntualidad

� Limpieza

� Resultado

� Actitud



Elaborar un reporte de

aplicación de los modelos

que se vieron en clase.

Resolver problemas

utilizando las técnicas de

análisis y teoría de análisis

de la varianza.

Formulas:

*Análisis de la

varianza

*Métodos de

Comparación

múltiple: Tukey,

Duncan, Dunnet,

Bartlett, Kruskal-

Wallis.



pizarrón , aula y paquetes

computacionales de

estadística(SPSS, MINITAB,

etc.)

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Unidad temática 3: Diseños factoriales y diseños factoriales fraccionados. Competencias particulares: Identificar los factores relevantes que intervienen en un modelo de diseño de experimentos, empleando la técnica de análisis de varianza para

obtener información sobre que factores e interacciones influyen de manera significativa en el modelo analizado.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de


Describir

problemas de

ingeniería

mediante la

experimentación

factorial para dar

respuesta al

cuestionamiento

del problema

Reporte

Problemas

resueltos


� Contenido

� Puntualidad

� Limpieza

� Bibliografía


� Procedimiento

� Puntualidad

� Limpieza

� Resultado

� Actitud



Elaborar un reporte de los

modelos que se vieron en

clase.

Resolver problemas

utilizando las técnicas y

teoría de diseño factoriales

y factoriales fraccionados.

Formulas:

*Diseño factorial

*Diseño factorial

fraccionado 2k

*Pruebas de

Tukey y

Duncan aplicadas

a

estos modelos.



pizarrón, aula y paquetes

estadísticos(SPSS, MINITAB,

etc.).

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Unidad temática 4: Modelos de regresión. Competencias particulares: Aplicar la metodología que permita explicar la dependencia de una variable Y de una o varias variables cuantitativas X, utilizando los diferentes

modelos de regresión para poder pronosticar el valor de alguna variable en términos de otra u otras variables.

Elementos de

Competencia

Evidencias de

aprendizaje

Criterios de


Aplicar el modelo

estadístico

matemático

empleando el

modelo de

regresión para

dar respuesta al

cuestionamiento

del problema.

Reporte

Problemas

resueltos


� Contenido

� Puntualidad

� Limpieza

� Bibliografía


� Procedimiento

� Puntualidad

� Limpieza

� Resultado

� Actitud



Elaborar un reporte de los

modelos vistos en clase.

Resolver problemas

utilizando las técnicas del

modelo de regresión.

Formulas:

*Regresión Lineal

simple y múltiple

*Regresión no lineal



pizarrón y aula.

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación

1. Reporte 2.5 %

2. Ejercicios 7.5 %

3. Reporte 2.5 %

4. Ejercicios 7.5 %

5. Reporte 2.5 %

6. Ejercicios 7.5 %

7. Reporte 2.5 %

8. Ejercicios 7.5 %

9. Exámenes 30 %

Producto integrador de aprendizaje: Producto integrador 30 %

Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante deberá elaborar un proyecto por equipos del diseño de un experimento, tomando las

mediciones correspondientes, que se ajuste a los modelos estudiados en alguna de las unidades temáticas del curso, así como su solución por

algún método analítico o usando paquetes computacionales, con el fin de mostrar las habilidades adquiridas en esta unidad de aprendizaje.

Fuentes de apoyo y consulta:

� Libro: Diseño y Análisis de experimentos (Segunda edición)

Autor: Douglas Montgomery

Editorial: Limusa - Wiley. 2006

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


� Libro: Probabilidad y Estadística para Ingenieros de Miller & Freund

Autor: Richard Johnson

Editorial: Prentice Hall, 2001

� Libro: Estadística

Autor: Taro Yamane

Editorial: Harla, 1979

� Libro: Diseño de experimentos

Autor: Robert O. Kuehl.

Editorial: Thomson Corporation. 2001

� Libro: Estadística para investigadores: Introducción al diseño de experimentos

Autor: George Box

Editorial: Reverte. 1989

� Libro: Regresión y diseño de experimentos

Autor: Daniel Peña

Editorial: Alianza Editorial. 2002

� Libro: An Introduction to Design of Experiments: A Simplified Approach

Autor: L. B. Barrentine

Editorial: American Society for Quality, 1999

� Libro: Introduction to Probability and Statistics

Autor: William Mendenhall, Robert Beaver, Barbara Beaver

Editorial: Duxbury Press, 2008

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


o Tema: Diseño de Experimentos

Liga: http://es.wikipedia.org/wiki/Dise%C3%B1o_experimental

Fecha última revisión: 01 de Junio del 2011

� Revista: Journal of Quality Technology

Año: 1997

# de revista: Vol. 29

Mes: Julio

Nombre del artículo: A Tutorial on Generalized Lineal Models

Autor: Myers R.H., Montgomery D. C.

Perfil del docente: Licenciatura en Ingeniería

Maestría en Ciencias de la Administración.

Ficha bibliográfica del profesor:

UANL - FIME


IT-7-ACM-04-R03

Revisión: 1


JEFATURA DE ACADEMIA JEFATURA DE DEPARTAMENTO

COORDINACIÓN DE LA DIVISIÓN SUBDIRECCIÓN ACADÉMICA DE ADMINISTRACIÓN Y SISTEMAS

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ... · factoriales, interacciones, análisis de...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE ... · factoriales, interacciones, análisis de...