Metodologías del Diseño Experimental en Procesos Industriales: Un análisis teórico

Juan Diego Erazo Rodríguez, Raúl Gregorio Martínez Pérez, Eugenia Mercedes Naranjo Vargas, Javier Edmundo Albuja Jácome

Resumen


La investigación resalta la importancia del diseño experimental en la industria para comparar tratamientos, estudiar factores y optimizar operaciones, mejorando la calidad y la toma de decisiones. Bajo un enfoque experimental el cual sigue principios como la aleatorización, repetición y bloqueo. El diseño completamente aleatorizado (DCA) asigna tratamientos aleatoriamente a unidades homogéneas, siendo básico, pero menos efectivo en entornos heterogéneos, mediante el análisis de la varianza (ANOVA), se puede analizar la variabilidad en un proceso e identifica los tratamientos que producen un efecto significativo en la variable respuesta; métodos como Fisher LSD y Tukey se aplican para comparaciones post-ANOVA. Herramientas avanzadas de DOE (Design of Experiments), como diseño de bloques completamente al azar, diseños de cuadro latino y grecolatino son sus respectivos modelos estadísticos y ANOVAS. Adicionalmente, presenta el análisis de los diseños factoriales, desde conceptos básicos hasta representaciones de modelos estadísticos, análisis de varianza, y comparaciones entre factores ya sean fijos o aleatorios, como sus modelos. En esta investigación destaca la relevancia del diseño experimental para la mejora continua en la industria, ofreciendo un marco sólido para la toma de decisiones y la optimización de procesos.


Palabras clave


Diseño de experimentos, ANOVA, hipótesis, modelo estadístico, diseño factorial.

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Referencias


Anderson, P. (2018). Advanced experimental design techniques in industrial applications. Journal of Applied Statistics, 25(4), 345-356.

Acosta, E., Fernández, M. O., Roark, G. Y., De Paula, M., Leal, F., & De Queiroz, J. A. (2020). Comparación de métodos de cronometraje en el estudio de métodos y tiempos acordado en la carrera de ingeniería industrial. ResearchGate. https://www.researchgate.net/publication/338346235

Arreguín, M., Carrillo, G., Hernández, A. D., & Paguay, M. H. (2023). Fundamentos de diseño experimental para ingeniería. EPOCH. Retrieved from http://cimogsys.espoch.edu.ec/direccion-publicaciones/public/docs/books/2023-09-27-171440-Fundamentos%20matem%C3%A1ticos%20de%20dise%C3%B1o%20experimental%20para_ingenier%C3%ADa.pdf

Baque, W. A., & Martínez, M. S. (2021). Diseño experimental aplicado a ciencias agrarias y comerciales con ejercicios resueltos en Rstudio, inforstat, minitab y SPSS (1ª ed.). Colloquium. Retrieved from https://sbores@colloquium-editorial.com

Borovkov, A. A., & Moullagaliev, A. (2019). Mathematical statistics. Retrieved from https://www.taylorfrancis.com/books/mono/10.1201/9780203749326/m

Brown, J., & Davis, K. (2017). Randomized block design in industrial experiments. Industrial Engineering Journal, 32(3), 210-225.

Cabrera Albert, J. S., Fariñas León, G., Hernández Becerra, B., & Navarro Guzmán, J. (2022). Análisis estadístico cuando no se cumplen los supuestos de las pruebas paramétricas, en el contexto de la investigación de la Cultura Física. Revista Universidad y Sociedad, 14(S1), 591-600. https://rus.ucf.edu.cu/index.php/rus/article/view/2747/2706

Clark, R., & Stevens, M. (2019). Factorial designs in process optimization. Manufacturing Science and Engineering, 45(2), 167-182.

Castaño, E., & Domínguez, J. (2019). Diseño de experimentos. Estrategias y análisis en ciencias e ingeniería (1ª ed.). Alfaomega. Retrieved from https://api.pageplace.de/preview/DT0400.9786076227558_A43652600/preview-9786076227558_A43652600.pdf

Chenet, M., Garcés, N., Lagos, G., Salazar, G., & Barbuno, M. (2022). Diseño de investigación experimental aplicados y las ciencias sociales (1ª ed.). UPEC. Retrieved from https://books.google.com.ec/books?id=wKmzEAAAQBAJ&printsec=frontcover&dq=dise%C3%B1o+de+experimentos&source=entity_page&newbks=0&hl=es&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false

Delgado, M. (2020). Uso del diseño de experimentos para la innovación empresarial. Revista de métodos cuantitativos para la economía y la empresa, 5(1), 2450. Retrieved from http://www.upo.es/revistas/index.php/RevMetCuant/article/view/2450

Garcia, L., Martinez, P., & Rodriguez, J. (2021). Implementation of completely randomized design in manufacturing. Quality Control Review, 54(1), 88-97.

Hernandez, A., & Roberts, S. (2020). Interaction effects in factorial experiments. Journal of Quality Engineering, 29(2), 98-115.

Jarquín, R. F. (2023). Aplicación diseño experimental cuadrado latino al analizar variedades de semilla del cultivo de arroz (Oryza Santiva) en el Valle de Sébaco, Nicaragua. FAREM-Estelí. Retrieved from https://revistasnicaragua.cnu.edu.ni/index.php/RCientifica/article/view/8394/11136

Johnson, R. (2020). Applications of randomized block design in pharmaceutical production. Pharmaceutical Science Journal, 37(5), 223-238.

Jones, T., & Smith, A. (2020). Basic principles of completely randomized design. Experimental Design Methods, 11(3), 56-72.

Kim, H., Park, S., & Lee, J. (2018). Statistical challenges in industrial experiments. Journal of Industrial Statistics, 22(4), 320-335.

Lee, S. (2019). Homogeneity and randomization in experimental design. Journal of Experimental Methods, 15(2), 101-115.

López, L. (2021). Diseño de experimentos. Sustainable Sciences Institute. Retrieved from https://media.tghn.org/medialibrary/2021/08/lecture5.pdf

López, M., Gonzales, F., & Perez, L. (2021). Optimization of manufacturing processes using factorial designs. Engineering Optimization, 36(3), 245-260.

Introducción al Diseño de Experimentos. (s. f.). Recuperado de https://halweb.uc3m.es/esp/personal/personas/jmmarin/esp/disenno/introde.pdf

Gabriel, J., Castro, C., Valverde, A., & Indacochea, B. (2017). Diseños experimentales: Teoría y práctica para experimentos agropecuarios. Grupo COMPAS, Universidad Estatal del Sur de Manabí (UNESUM), Jipijapa, Ecuador.

Gavilánez, F. (2021). Diseños y Análisis Estadísticos para Experimentos Agrícolas. Díaz de Santos. Retrieved from https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=AGY4EAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR1&dq=m%C3%A9todo+estad%C3%ADstico+en+dise%C3%B1o+de+experimentos&ots=TGooavZjcr&sig=ev29ktvmRj4Ig_Y4jZt0YCpAB6c#v=onepage&q&f=true

Gutiérrez, H., & De la Vara, R. (Eds.). (2020). Análisis y diseño de experimentos (2ª ed.). McGraw Hill. Retrieved from https://gc.scalahed.com/recursos/files/r161r/w19537w/analisis_y_diseno_experimentos.pdf

Martin, G., & Lee, T. (2019). Applications of Latin square design in chemical processes. Journal of Chemical Engineering, 42(2), 178-190.

Mishra, P., Pandey, C. M., Singh, U., Gupta, A., Sahu, C., & Keshri, A. (2019). Descriptive statistics and normality tests for statistical data. Annals of Cardiac Anaesthesia.

Montgomery, D. (2020). Design and analysis of experiments (10ª ed.). Wiley. Retrieved from https://www.amazon.com/design-analysis-experiments-douglas montgomery/dp/1119492491?asin=1119722101&revisionid=&format=4&depth=1

Nguyen, V., Tran, H., & Le, D. (2020). Greco-Latin square designs in industrial research. International Journal of Industrial Research, 19(4), 310-328.

Rodó, P., & Sevilla, A. (2019). Interacción entre variables independientes binarias. Economipedia.

Rodriguez, J., Garcia, L., & Martinez, P. (2021). Comprehensive review of Latin square applications. Research in Experimental Design, 23(1), 50-67.

Rosero, C. X. (2021). Diseño de experimentos y análisis de conjunto. Universidad Ecotec. Retrieved from https://libros.ecotec.edu.ec/index.php/editorial/catalog/download/73/65/1037-1?inline=1

Sampson, M. A. G. (2018). Statistical analysis in JASP: A guide for students. Retrieved from https://static.jasp-stats.org/Statistical%20Analysis%20in%20JASP%20-%20A%20Students%20Guide%20v1.0.pdf

Smith, J., Brown, J., & Davis, K. (2018). Evaluating block designs in quality control. Journal of Quality Management, 27(3), 122-139.

Torres, Ú. (s.f.). Apuntes de diseño de experimento. Contraste de hipótesis.

Thompson, R. (2018). Challenges in implementing advanced experimental designs. Industrial Engineering Journal, 33(1), 12-29.

Triola, M. F. (2018). Estadística (12ª ed.). Pearson. Retrieved from http://librodigital.sangregorio.edu.ec/librosusgp/B0038.pdf

Williams, T., & Patel, M. (2017). Controlling variability in experimental design. Statistical Methods in Research, 20(2), 89-105.




DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v9i7.7665

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