Diseño Cuadrado Latino y Grecolatino
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2013
Integrantes:
Aguilar Joaquín Ana Claudia Carbajal Romero Guisela Huamancondor Borja Thalia Lopez Curi Joseline. Mendoza Arista Nadia
Profesor:
Ing. Pedro Walter Leiva
Nvo. Chimbote – Noviembre 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERIA
E.A.P. INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
Tema: Diseño de cuadrado latino y grecolatino
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
INDICE
I. Introducción....................................................................................................................3
II. Objetivos.......................................................................................................................4
III. Fundamentos teóricos.............................................................................................4
3.1. Diseño cuadrado latino..........................................................................................4
3.1.1. Definición..........................................................................4
3.1.2. Características...................................................................5
3.1.3. Formación de cuadrados latinos.......................................5
3.1.4. Modelo estadístico............................................................6
3.1.5. Estimación de parámetros.................................................7
3.1.6. Sumas de cuadrados..........................................................8
3.1.7. Tabla ANOVA.....................................................................9
3.1.8. Ejemplos aplicativos usando statgraphics centurión XVI11
3.2. Diseño cuadrado grecolatino..............................................................................21
3.2.1. Definición........................................................................21
3.2.2. Planteamiento del modelo...............................................22
3.2.3. Descomposición de la variabilidad..................................24
3.2.4. Análisis de variancia para un diseño de cuadrado greco-latino 24
3.2.5. Ejemplos aplicativos usando statgraphics centurión XVI25
IV. Conclusiones.............................................................................................................36
V. Referencias bibliográficas.......................................................................................36
Metodología de la investigación 2
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
DISEÑO CUADRADO LATINO Y
GRECOLATINO
I. Introducción
Estos diseños clásicos son una extensión lógica y natural del
diseño en bloques completos al azar y poseen una serie de
características muy similares, por tanto, se explicará en conjunto.
Estos planes experimentales tienen como propósito el control de
la variación experimental. A medida que ésta se hace más
heterogénea es preciso controla la variación bloqueando por cada
característica que varíe. Así, el diseño de cuadrado latino(o doble
bloqueo) se trata, como su nombre lo indica, de controlar dos fuentes
de variación existentes, reconocidas por el investigador, entre las
unidades experimentales. El investigador al controlar estas dos
fuentes logra reducir la varianza del error posibilitando la expresión
de la diferencia entre los tratamientos
Es importante destacar que cada tratamiento aparece sólo una
vez por columna y por fila, permitiendo que cada tratamiento sea
probado por igual según las dos fuentes de variación consideradas.
Por otro lado, al seguir aumentando la variación surge otro plan
experimental llamado diseño de cuadrado greco-latino, en este se
desean controlar tres fuentes de variación y probar los tratamientos.
Metodología de la investigación 3
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
Las
estudiantes
II. Objetivos
Estudiar los diseños cuadrado latino y grecolatino para el
uso de un diseño de experimentos.
Demostrar la aplicación e interpretar las respuestas
obtenidas de ejercicios con el Statgraphic Centurion XIV.
III. Fundamentos teóricos
III.1. Diseño cuadrado latino
III.1.1. DefiniciónEl nombre de cuadrado Latino se debe a R.A. Fisher [The
Arrangement of Field Experiments, J. Ministry Agric., 33: 503-513
(1926)]. Las primeras Aplicaciones fueron en el campo
agronómico, especialmente en los casos de suelos con tendencias
en fertilidad en dos direcciones.
En un diseño de experimentos completo de tres factores, todos
ellos con K niveles, necesita K3 observaciones, número elevado
si K es grande. Un diseño más eficaz que solo
utiliza K2 observaciones para el mismo problema es el cuadrado
latino. Este modelo se basa en aprovechar la simetría del
experimento factorial seleccionando un conjunto de condiciones
experimentales con la condición de que cada nivel de un factor
aparezca una vez con cada uno de los niveles de los otros factores.
Por tanto, el diseño de cuadrado latino se puede utilizar si se
verifican las siguientes condiciones:
Metodología de la investigación 4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
1. Es un diseño de experimentos con tres factores.
2. Los tres factores tienen el mismo número de niveles: K.
3. No hay interacciones entre los tres factores.
El agrupamiento de las unidades experimentales en dos
direcciones (filas y columnas) y la asignación de los tratamientos
al azar en las unidades, de tal forma que en cada fila y en cada
columna se encuentren todos los tratamientos constituye un
diseño cuadrado latino.
III.1.2. Características
1. Las u.e. se distribuyen en grupos , bajo dos criterios de
homogeneidad dentro de la fila y dentro de la columna y
heterogeneidad en otra forma.
2. En cada fila y en cada columna, el número de unidades es igual
al número de tratamientos.
3. Los tratamientos son asignados al azar en las unidades
experimentales dentro de cada fila y dentro de cada columna.
4. El número de filas = número de columnas = número de
tratamientos.
5. Los análisis estadísticos T-student, Duncan, Tuckey y en
pruebas de contraste se procede como el diseño completo al
azar y el diseño de bloques. La desviación estándar de la
diferencia de promedios y la desviación estándar del promedio,
están en función del cuadrado medio del error experimental.
III.1.3. Formación de cuadrados latinos
Metodología de la investigación 5
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Suponga 4 tratamientos A, B, C y D, con estos tratamientos se
pueden formar 4 cuadros diferentes llamadas típicas o estándar
(en la primera fila y en la primera columna se tiene la misma
distribución).
De cada cuadro se obtienen 144 formas diferentes, en total se
tienen 576 cuadros diferentes.
La siguiente tabla permite relacionar el número de cuadros en
función del tamaño.
III.1.4. Modelo estadístico
Metodología de la investigación 6
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Cada observación del experimento es expresado como una
relación lineal de los efectos involucrados (tratamiento, fila y
columna), así:
Yij(k)= µ+Fi+C j+τ (k)+error ij(k) i,j,k=1,2,...,n
µ = efecto medio (parámetro del modelo)
Fi = efecto de la fila i
C j = efecto de la columna j
τ (k) = efecto del tratamiento k error ij(k) = error
experimental de la u.e.
i,j
Yij(k) =Observación en la unidad experimental
El subíndice (k) indica que tratamiento k fue aplicado en la u.e.
El modelo está compuesto por n 2 ecuaciones, una para cada
observación.
III.1.5. Estimación de parámetros
El número de parámetros a estimar es igual a 3n+1 y la estimación
puede resolverse por mínimos cuadrados del error, máxima
verosimilitud u otro método, en nuestro caso se utilizara el método
de mínimos cuadrados del error.
La función a minimizar es:
Metodología de la investigación 7
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La solución constituye el conjunto de estimadores de los parámetros
del modelo, dado por:
El sistema de ecuaciones que darán solución constituyen las
ecuaciones normales, para tener una única solución, se agregan al
sistema las siguientes restricciones:
La solución son los estimadores mínimos cuadráticos:
Metodología de la investigación 8
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III.1.6. Sumas de cuadrados
A partir del modelo estimado, la suma de cuadrados del total es
descompuesto en suma de cuadrados de tratamientos, filas,
columnas y error experimental:
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III.1.7. Tabla ANOVA
De la descomposición de la variabilidad se obtiene la tabla
ANOVA de donde se deducen los siguientes contrastes:
[1] Si la hipótesis nula H0 : 1 = 2 = ... = K = 0, (el factor F no
influye, el más importante porque es el factor-tratamiento en el
que se está interesado) es cierta, se verifica que se rechaza H0
al nivel de significación si = scmT scmR >
[2] Aunque de menor interés también se pueden hacer contrastes
acerca de la influencia de los bloques fila y columna para saber si
ha sido conveniente bloquear o no. Si la hipótesis nula H0 :
1 = 2 = ... = K = 0, (el bloque fila no influye) es cierta, se verifica
que se rechaza H0 al nivel de significación si = scmB
scmR >
[3] Si la hipótesis nula H0 : 1 = 2 = ... = K = 0, (el factor
columna no influye) es cierta, se verifica que se rechaza H0 al
nivel de significación si = scmB scmR > ,
Metodología de la investigación 10
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metodología de la investigación 11
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III.1.8. Ejemplos aplicativos usando statgraphics centurión
XVI
Ejemplo:
1) Se compara el rendimiento de tres procesos de fabricación
(A,B,C)en tres condiciones experimentales , tres días distintos
con tres procedimientos de medición .El diseño y los resultados
se indican en el recuadro.
MÉTODO DÍAS1 2 3
1 A=10 B=13 C=112 C=8 A=8 B=103 B=9 C=11 A=12
FORMULACIONES
Letra latina Tratamiento TotalA y1 30
Metodología de la investigación 12
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B y2 32C y3 30
SStotal = ¿
SSfilas =
13
× ( 342+262+322 )−(10+8+9+13+8+11+11+10+12)2
9=11.56
SScolumnas =
13
× ( 272+322+332 )−(10+8+9+13+8+11+11+10+12)2
9=6.89
SStratamientos =
13
× ( 302+322+302 )−(10+8+9+13+8+11+11+10+12)2
9=0.89
Error = 23.56– 11.56 – 6.89 – 0.89 = 4.22
Promedio Cuadrado de tratamientos = 0.89
2=0.44
Promedio Cuadrado de filas = 11.56
2=5.78
Promedio Cuadrado de columnas = 6.89
2=3.44
Promedio Cuadrado de Error = 4.22
2=2.11
F0 = Promedio cuadrado de tratamientos
Promedio decuadrado deerror=0.44
2.11=0.21
ANOVAFuente de Variación
Suma de Cuadrados
Grados de Libertad
Promedio de cuadrados
F0
Tratamientos
11.56 2 0.44
Filas 6.89 2 5.78 0.21Columnas 0.89 2 3.44Error 4.22 2 2.11Total 23.56 8
Metodología de la investigación 13
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F1 = F1 –0.95 ; (2;2)
F1 = 0.20
PROCEDIMIENTO CON STATGRAPHICS
Se sigue el mismo procedimiento que el ejercicio 2.Analizar datos.
Metodología de la investigación 14
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2) Un investigador quiere evaluar la productividad de cuatro variedades de aguacate y decide realizar el ensayo en un terreno que posee un gradiente de pendiente de oriente a occidente y además, diferencias en la disponibilidad de nitrógeno, utilizó un diseño cuadrado latino, las variedades son: A, B, C, D, los datos corresponden a la producción en kg/parcela.
DISPONIBILIDAD DE N2
PENDIENTE Total1 2 3 4
1 D=785 A=730 C=700 B=595 28102 A=855 B=775 D=760 C=710 31003 C=950 D=885 B=795 A=780 34104 B=945 C=950 A=880 D=835 3610
Total 3535 3340 3135 2920 12930
A= 3245
B= 3110
C= 3310
D= 3265
Suma de Cuadrados Total = 10599800−129302
16=150743,75
Suma de Cuadrados de Tratamiento = 10454162,5−129302
16=5556,25
Suma de Cuadrados de Fila = 10541575−129302
16=92518,75
Suma de Cuadrados de Columna = 10501612,5−129302
16=52556,25
Error= 112,5
Cuadrado medio Tratamiento = 5556,25
3=1852,083
Metodología de la investigación 15
De los tres procesos solo uno de ellos no vendría a ser homogéneo con los demás, solo uno de ellos tiene un nivel significativo diferente. Por lo cual no se debería aceptar esta opción de tratamientos, ya que los tres tratamientos no mostraron el mismo rendimiento.
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Cuadrado medio de Fila = 92518,75
3=30839,853
Cuadrado medio de Columna = 52556,25
3=17518,75
Cuadrado medio de Error = 112,53∗2
=18,75
F0 = 1852,083
18,75=98,78 F1 = F0,95; (3;6) = 4,76
ANOVA
FUENTE DE
VARIACIÓN
GRADO DE
LIBERTAD
SC CM F0 F1
Nº Tratamient
o
3 5556,25 1852,08 98,78
4,76
Nº Fila 3 92518,75
30839,58
Columna 3 52556,25
17518,75
Error 6 112,5 18,75Total 150743,
75
PROCEDIMIENTO CON STATGRAPHIC
1) Abrir el programa statgraphic centurión.
Metodología de la investigación 16
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2) Ir a la opción DDE Procedimientos DOE heredados crear diseño nuevo opciones de creación de diseño un solo factor categórico aceptar.
3) Opción de definición de factores NOMBRE:
Metodología de la investigación 17
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3) Opción de definición de factores NOMBRE: tratamiento NÚMERO DE NIVELES: 4 Etiquetar niveles de factor (A.B,C,D)
4) Aceptar opción de definición de respuesta NOMBRE: productividad
Metodología de la investigación 18
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5) Aceptar opciones de diseño de un solo factor categórico seleccionar cuadrado latino (dos factores de bloqueo) Replica diseño número: 1.ACEPTAR.
6) Opciones de definición de factores de bloqueo. NOMBRE: Disponibilidad de nitrógeno. ACEPTAR.
Metodología de la investigación 19
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7) Ordenar los datos en el programa.
8) Poner analizar diseño.
Metodología de la investigación 20
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9) ANALIZAR LOS RESULTADOS:
Metodología de la investigación 21
Según el anova, nos dice que la productividad, y la prueba de rangos múltiples, nos dirán las diferencias entre las variedades, y
cuál es el nivel de productividad que se dio.
Según la prueba de rangos múltiples, esto nos indica que no hay ningún factor de significancia y que los tratamientos obtuvieron una productividad casi homogénea en las cuatro variedades de paltas.
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III.2. Diseño cuadrado grecolatino
III.2.1. Definición
El diseño cuadrado grecolatino se define como un:
En los arreglos por bloques, se pueden analizar 4 factores,
introduciendo un cuarto factor o bloque en un diseño cuadrado
latino, siguiendo las mismas reglas utilizadas para introducir
un tercer factor en un diseño cuadrado de dos factores. A este
cuarto factor o bloque se le denomina componente griego, ya
que se utilizan letras griegas para identificar sus niveles, a la
adición de un diseño cuadrado latino y un cuarto factor, se le
llama Diseño Cuadrado Grecolatino.
Metodología de la investigación 22
Diseño con cuatro factores a k
niveles.
Se asume que no hay
interacciones.
Requiere k=2 observaciones
El diseño factorial
completo requiere k=4
Cada nivel de un factor
aparece una vez con cada nivel
de los otros factores
Superposición de dos
cuadrados latinos
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El modelo en cuadrado grecolatino se puede considerar como
una extensión del cuadrado latino en el que se incluye una
tercera variable de control o variable de bloque .En este
modelo, como en el diseño en cuadrado latino, todos los
factores deben tener el mismo número de niveles K y el
número de observaciones necesarias sigue siendo K2. Este
diseño es, por tanto, una fracción del diseño completo en
bloques aleatorizados con un factor principal y 3 factores
secundarios que requeriría K4 observaciones.
Los cuadrados grecolatinos se obtienen por superposición de
dos cuadrados latinos del mismo orden y ortogonales entre sí,
uno de los cuadrados con letras latinas el otro con letras
griegas. Dos cuadrados reciben el nombre de ortogonales si, al
superponerlos, cada letra latina y griega aparecen juntas una
sola vez en el cuadrado resultante.
III.2.2. Planteamiento del modelo
Si se aumenta el número de factores-bloque, la extensión del
cuadrado latino es el grecolatino, que permite
con p2 observaciones estudiar cuatro factores de p niveles sin
interacciones (un factor-tratamiento y tres factores bloque), si se
utilizase el diseño completo es necesario
utilizar p4 observaciones.
Consideremos un cuadrado latino p x p al que se le sobrepone un
segundo cuadrado latino cuyos tratamientos se designan por
letras griegas. Se dice que los dos cuadrados son ortogonales si
Metodología de la investigación 23
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al sobreponerse poseen la propiedad de que cada letra griega
aparece solamente una vez con cada letra latina.
Diseño de cuadrado greco-latino 4 x 4
Cuadro
Columna
1 2 3 4
1 Aα Bβ Cγ Dδ
2 Bδ Aγ Dβ Cα
3 Cβ Dα Aδ Bγ
4 Dγ Cδ Bα Aβ
En el diseño en cuadrado grecolatino se superponen dos
cuadrados latinos, resultando el siguiente modelo matemático:
Dónde:
• µ es un efecto constante, común a todas las unidades.
Metodología de la investigación 24
y ij(kl )=μ+α i+β j+γ k+δ l+εij(kl )
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• α i es el efecto producido por el i-ésimo nivel del factor fila.
Dichos efectos están sujetos a la restricción ∑i
αi=0.
• β j es el efecto producido por el j-ésimo nivel del factor
columna. Dichos efectos están sujetos a la restricción ∑j
β j=0.
• γ k es el efecto producido por el h-ésimo nivel del factor letra
latina. Dichos efectos están sujetos a la restricción ∑k
γ k=0.
• δ l es el efecto producido por el p-ésimo nivel del factor letra
griega. Dichos efectos están sujetos a la restricción ∑l
δl=0.
• ε ij(kl)son variables aleatorias independientes con distribución N
(0, σ).
III.2.3. Descomposición de la variabilidad
Simbólicamente se puede escribir:
SCT = SCF + SCC + SCL + SCG + SCR,
Denominando por esas siglas los términos en el orden en que
figuran en la ecuación y que reciben los siguientes nombres:
1) SCT suma total de cuadrados.
2) SCF suma de cuadrados debida al efecto fila.
3) SCC suma de cuadrados debida al efecto columna.
4) SCL suma de cuadrados debida a las letras latinas.
5) SCG suma de cuadrados debida a las letras griegas.
6) SCR suma de cuadrados del error.
Metodología de la investigación 25
La notación y ij(kl )indica que los niveles i y jdeterminan los niveles k y l para un cuadrado grecolatino especificado. Es decir, los subíndices k y l toman valores que dependen de la celdilla ( i , j ).
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III.2.4. Análisis de variancia para un diseño de cuadrado
greco-latino
El análisis de variancia es muy similar al de un cuadrado latino.
El factor representando por las letras griegas es ortogonal a los
renglones, las columnas y los tratamientos de las letras latinas
porque cada letra griega ocurre una sola vez en cada renglón, en
cada columna y para cada letra latina.
Por lo tanto, la suma de cuadrados debida al factor letra griega puede
calcularse usando los totales de la letra griega. El error experimental
se reduce en esta cantidad. Las hipótesis nulas de igualdad entre los
renglones, entre las columnas, entre los tratamientos de la letra latina
y entre los tratamientos de la letra griega pueden probarse dividiendo
la media de cuadrados correspondiente entre la media de cuadrados
del error. La región de rechazo es el extremo superior de la
distribución F p – 1, (p – 3) (p – 1).
Fuente de Variación Suma de Cuadrados Grados de Libertad
Tratamiento de Letra Latina
p – 1
Tratamiento de Letra Griega
p – 1
Renglones p – 1
Columnas p – 1
Error SSE (por sustracción) (p – 3)(p – 1)
Metodología de la investigación 26
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
Total p2 – 1
III.2.5. Ejemplos aplicativos usando statgraphics centurión
XVI
Ejemplo
Un experimento opina que las líneas de ensamble son fuentes de
variación al momento de reproducir la fórmula para la
elaboración de dinamita. Para comprobarlo diseña un arreglo de
cuadrado Grecolatino el cual se muestra a continuación:
Supóngase que en el experimento para comparar las fórmulas
para la dinamita, tiene importancia el factor adicional línea de
montaje. Considérese que existen cinco líneas de montaje
representadas por las letras griegas α, β, γ, δ y ε. El diseño de
cuadrado grecolatino 5 x 5 que resulta se muestra en la Tabla.
N=25n= 5
Lotes Materi
a Prima
Operadores
1 2 3 4 5y i
y i2
1 Aα 24 By 20 Cε 19 Dβ 24 Eδ 24 111 12 321
2 Bβ 17 Cδ 24Dα
30 Ey 27 Aε 36 134 17 956
3 Cy 18 Dε 38 Eβ 26 Aδ 27 Bα 21 130 16 900
4 Dδ 26Eα
31 Ay 26 Bε 23 Cβ 22 128 16 384
5 Eε 22 Aβ 30 Bδ 20Cα
29 Dy 31 132 17 424
Metodología de la investigación 27
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y j 107 143 121130
134 ∑ yij=635∑ yi2=¿¿
80985
y j2 1144
920449
14641
16900
17956
∑ y j2=¿
81 395
Sumas:
Metodología de la investigación 28
Para latino
A
=
24+30+26+27+36 143 20 449
B
=
17+20+20+23+21 101 10 201
C
=
18+24+19+29+22 112 122 544
D
=
26+38+30+24+31 149 22 201
E
=
22+31+26+27+24 130 16 900
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
Diseño de
cuadrado
grecolatino para el problema de formulación de dinamita
Sumas:
Datos al cuadrado:
Metodología de la investigación 29
635 82295
Para Grecolatino
α
=24+31+30+29+21 135 18225
β= 17+30+26+24+22 119 14161
y= 18+20+26+27+31 122 14884
δ= 26+24+20+27+24 121 14641
ε= 22+38+19+23+36 138 19044
635 80955
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Sumas:
SS filas=∑i=1
n y i2
n− y2
N=80985
5−
(635 )2
25=68
SScolumnas=∑j=1
n y j2
n− y2
N=81395
5−
(635 )2
25=150
SSlatino=∑k=1
n yk2
n− y2
N=82295
5−
(635 )2
25=330
SSgrecolatino=∑l=1
n y l2
n− y2
N=80955
5−
(635 )2
25=62
SStotal=∑k=1
n
ijkl2− y2
N=16805−
(635 )2
25=676
ERROR=676−68−150−330−32=66
Metodología de la investigación 30
1 2 3 4 5
Aα
576 By 400 Cε 361 Dβ 576 Eδ 576
2,489
Bβ289 Cδ 556
Dα
900 Ey 729 Aε 12963,79
0
Cy324 Dε 1444 Eβ 676 Aδ 729 Bα 441
3,614
Dδ
676
Eα
961 Ay 676 Bε 529 Cβ 4843,32
6
Eε484 Aβ 900 Bδ 400 Cα 841 Dy 961 3,86
2,349 4,281 3,013 3,404 3,758 16,80
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
Coeficiente de
variación
Grados de libertad
(Y)
Suma de cuadrados
Cuadrados medios
F Calculada
Filas(lotes)
n-1 5-1=4 68 CMF=68/4=17
CMFCME
= 178.25
=2.06
Columnas(operador)
n-15-1=4 150
CMC=150/4=37.5
CMCCME
=37.58.25
Tratamiento latino
n-15-1=4
330CML=330/4=8
2.5CMLCME
=82.58.25
=10
Tratamiento greco
n-15-1=4
62CMG=62/4=15.
5CMGCME
=15.58.25
=1.87
ERROR
(n-3)(n-1) (5-3)(5-1) (2)(4)=8
66CME=66/8=8.2
5
TOTALn2-152-1
25-1=24676 160.75
Metodología de la investigación 31
F de tablas
FTab=(n−1 ) ; (n−3 ) (n−1 )FTab=(5−1 ); (5−3)(5−1)FTab=( 4 ) ;(2)(4)FTab=( 4 ) ; (8 )=3.84
v1 ; v2 con ∝=0.05
Hipótesis a probar:
HO : μA=μB=μC=μD=μE
H 1: μi ≠ μj
H A : μα=μβ=μγ=μδ=με
H I : μα ≠ μβ≠ μγ ≠ μδ ≠ με
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ING. Agroindustrial
Para Lote (filas):
Para Operador (columnas):
Para tratamiento latino:
Para tratamiento Greco:
El análisis completo se muestra en la Tabla. Las fórmulas son
significativamente diferentes al 1%. Al comparar las Tablas se
observa que el error experimental se ha reducido al eliminar la
variabilidad correspondiente a la línea de montaje.
Sin embargo, al reducir el error experimental, también
disminuyen los grados de libertad de 12 (en el diseño de
cuadrado latino) a 8. Por lo tanto, la estimación del error tiene
Metodología de la investigación 32
FCal FTab
2.06 < 3.84 ∴ Acepto HO
FCal FTab
4.54 > 3.84 ∴Rechazo HO
FCal FTab
10 > 3.84 ∴Rechazo HO
FCal FTab
1.87 > 3.84 ∴ Acepto HO
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menos grados de libertad, ocasionando una prueba menos
sensible.
El concepto de pares ortogonales de cuadrados latinos que se
combinan para formar cuadrados grecolatinos puede ser
extendido. Un hipercuadro p x p es un diseño que consta de tres
o más cuadrados latinos p x p ortogonales sobrepuestos.
En general, es posible analizar hasta p + 1 factores si se dispone
de un conjunto completo de p – 1 cuadrados latinos ortogonales.
Tal diseño utilizaría totalmente los (p + 1)(p – 1) = p2 – 1 grados
de libertad y, por esta razón, se necesita una estimación
independiente para la variancia del error. Por supuesto, no deben
existir interacciones entre los factores cuando se usan los
hipercuadrados.
DISEÑO CUADRADO GREGO-LATINO
Creación del Diseño
Metodología de la investigación 33
CONCLUSION:
Al parecer hay varianza en los Lotes de materia prima y a
un más en los operadores lo que significa que hay una
gran fuente de variación para los tratamientos.
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Para crear un experimento en el cual la meta principal es comparar q
niveles de un solo factor categórico, seleccione Crear Diseño del
menú de diseño de experimentos y complete las cajas de diálogos
que se describen abajo.
Caja de Dialogo #1 – Tipo de Diseño
La primera caja de dialogo despliega durante la especificación de la
creación del diseño el tipo de diseño a ser creado:
• Clase de Diseño: Tipo de diseño a ser creado.
• No. Variables Respuestas: El número de variables respuestas Y
que deberán medirse durante cada corrida experimental. Este
número está en un rango de 1 a 16.
• Comentario: Un comentario que aparecerá sobre las salidas de los
procedimientos de los análisis.
Caja de Dialogo #2 – Factor Experimental
La segunda caja de dialogo requiere información acerca del factor
experimental a ser estudiado:
Metodología de la investigación 34
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• Nombre: Ingrese un nombre para el factor que contenga hasta 32.
Una columna puede crearse en la base de datos con el nombre
indicado.
• No. de Niveles: Número de diferentes niveles del factor en el cuál
los experimentos serán desarrollados.
• Unidades o Comentario – Una etiqueta opcional o un comentario
hasta 64 caracteres que se incluyen sobre la hoja de trabajo
experimental.
• Botón Etiquetas: Presione este botón para ingresar
identificadores de cada nivel:
Si las etiquetas no son especificadas, los niveles del factor pueden numerarse del 1 hasta q.
Metodología de la investigación 35
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Dialogo #3 – Variables Respuesta
La tercera caja de dialogo requiere información acerca de cada una
de las variables respuestas:
Clic sobre los números 1, 2, 3,…, una vez en el tiempo e ingrese la
siguiente información para cada variable respuesta en el
experimento:
• Nombre – Un nombre para cada respuesta conteniendo hasta
32 caracteres.
• Unidades o Comentario – Una etiqueta opcional o comentario
hasta 64 caracteres que se incluyen sobre la hoja de trabajo
experimental.
Dialogo #4 – Selección del Diseño La cuarta caja de dialogo es usada para especificar el tipo de diseño a ser creado:
Metodología de la investigación 36
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• Tipo de Diseño: Los siguientes tipos de diseños están disponibles,
dependiendo sobre el número de niveles del factor experimental:
1. Cuadrado Greco-Latino – Es un diseño en el cual los
tratamientos están balanceados a través de tres factores de
bloques.
• Replica del Diseño – El número de observaciones adicionales que
son tomadas de cada nivel de tratamiento o combinación de
bloque-tratamiento.
• Aleatorización – Con o sin aleatoria el orden de las corridas en el
experimento.
• Número de Bloques – Para definir en el diseño uno o más
factores de bloque, el número de bloque.
• Tamaño de Bloque – Para diseño BIB, el número de tratamientos
que serán estudiados en cada bloque.
Basándose en el diseño seleccionado, la caja de dialogo calcula y
despliega el número total de corridas (prueba) a ser desarrolladas, el
número de bloques, y los grados de libertad que estarán disponibles
para estimar el error experimental.
Atributos del Diseño
Metodología de la investigación 37
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Hoja de Trabajo Las corridas experimentales pueden ingresarse automáticamente en la base de datos. Esto también puede desplegarse en una Hoja de Trabajo de abajo:
Analizando los Datos
Después de que son ingresados los resultados de las corridas
experimentales, selecciona Analizando Datos del menú DDE. Una
caja de dialogo puede presentarse requiriendo la columna que
contiene la respuesta a ser analizada:
Metodología de la investigación 38
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2. En la obtención de un determinado producto químico se está
interesado en comparar 4 procedimientos. Se supone que en
dicha obtención también puede influir la temperatura, presión
y tipo de catalizador empleado, decidiéndose realizar un
experimento en cuadrado greco-latino. Para ello, se consideran
4 niveles de cada uno de estos factores. La tabla adjunta
muestra el cuadrado greco-latino que resulta elegido y las
cantidades de producto obtenidas.
En dicha tabla:
Las filas representan el factor principal, procedimientos.
Las columnas representan el factor temperatura.
Las letras latinas representan el factor presión.
Las letras griegas representan el factor tipo de catalizador.
PROCEDIMIENTO TRATAMIENTOS
T1 T2 T3 T4P1 Cβ 5 Bα 12 A 13 D 13P2 B 6 C 10 Dα 15 Aβ 11P3 D 7 A 5 Bβ 5 Cα 7P4 Aα 11 Dβ 10 C 8 B 9
Metodología de la investigación 39
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IV. Conclusiones
Conocimos el manejo y en que se fundamenta el uso de un
diseño cuadrado latino y grecolatino para la aplicación en el
diseño de experimento.
Obtuvimos las respuestas del programa empleando este tipo de
diseño la cual en base a nuestros datos analizados, pudimos
dar una interpretación según las condiciones y bases de
fundamentos teóricos haciendo una comparación con lo
obtenido en el cálculo experimental.
V. Referencias bibliográficas
García Leal, J. &. (1998). "Diseño Estadistico de Experimentos. Análisis de la Varianza.". Grupo Editorial Universitario.
Metodología de la investigación 40
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Lara Porras, A. (2000). "Diseño Estadistico de Experimentos. Análisis de Varianza y Temas Relacionados:Tratamiento Informativo mediante SPSS.". Proyecto Sur de Ediciones.
(s.f.). Obtenido de http://www.uru.edu/fondoeditorial/libros/pdf/manualdestatistix/cap4.pdf
Académica, D. N. (s.f.). Obtenido de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000352/html/un7/cont_702-99.html
Hicks, c. 4., Winer, c. 9., Letner, p. 2., & Kempthorne, p. 1. (s.f.). Obtenido de http://bellman.ciencias.uniovi.es/d_experimentos/d_experimentos_archivos/Tema4.pdf
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