Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

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  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    1/10

    4-4 DISEOS DE BLOQUES INCOMPLETOS BALANCEADOS 157

    Tabla 4-24 Anlisis de varianza del ejemplo 4-5

    Fuente de variacin

    natamientos

    ajustados

    para los bloques

    Bloques

    Error

    lbtal

    Suma de

    cuadrados

    22.75

    55.00

    3.25

    81.00

    Grados de Cuadrado

    libertad medio

    F

    o

    Valor

    3 7.58

    11.66

    0.0107

    3

    5 0.65

    11

    22 75

    Para calcular la suma de cuadrados de los tratamientos ajustados para los bloques, primero se determinan

    los totales de los tratamientos ajustados utilizando la ecuacin 4-30 como

    Q = 218 - + 221 + 224+

    218

    = 9 3

    Q2

    =

    214 -+ 207+224+218 =

    7 3

    Q3 = 216 -+ 221+207+224 = 4 3

    Q4 = 222 - + 221+

    207

    +

    218

    = 20/3

    La suma de cuadrados de los tratamientos ajustados se calcula con la ecuacin 4-29 como

    4

    k

    SSTratamientos ajustlldOS = i = = ~ a

    3[ -9/3 2

    + -7/3 2 + -4/3 2 + 20/3 2]

    2 4

    La suma de cuadrados del error se obtiene por sustraccin como

    S S =

    S S T r a t a m i e n t o s a j u ~ t a d o s

    - S S Bloques

    =

    81.00-22.75-55.00=

    3 25

    Enla tabla 4-24 semuestra el anlisis devarianza. Puesto que elvalorP es pequeo, se concluye que el ca

    talizador empleado tiene un efecto significativo sobre el tiempo de reaccin.

    Si el factor bajo estudio

    es

    fijo, las pruebas para las medias de tratamientos individuales pueden ser

    de

    inters.

    Si

    se emplean contrastes ortogonales, los contrastes deben hacerse sobre los totales de los tra

    tamientos ajnstados, las { en lugar de las

    {Ji

    La suma de cuadrados de los contrastes es

    k

    i

    i

    2

    S S e = _1=_1

    Aa c

    l

    donde {c son los coeficientes de los contrastes. Pueden usarse otros mtodos de comparacin mltiple

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    158

    CAPTULO 4 BLOQUES ALEATORIZADOS, CUADRADOS LATINOS Y DISEOS RELACIONADOS

    para

    comparar todos los pares de efectos de los tratamientos ajustados seccin 4-4.2), los cuales se es

    man con:i

    = kQJ Aa .

    El e rror est ndar del efecto de

    un

    tratamiento ajustado

    es

    s ~ k M S

    Aa 4-3

    En

    el anlisis que acaba de describirse, se

    ha

    hecho la particin de la suma de cuadrados total en u

    suma de cuadrados de los tratamientos ajustados,

    una

    suma de cuadrados de los bloques sin ajuste y u

    suma de cuadrados del error. En ocasiones habra inters en evaluar los efectos de los bloques. Para e

    se requiere hacer

    una

    particin alternativa de SSn es decir,

    T

    =

    Tratamientos Bloqnes ajustados) SS

    Aqu,

    SS1tatamientos

    est sin ajuste.

    Si

    el diseo es simtrico, es decir,

    si a = b,

    puede obtenerse una frmu

    simple para

    SSBloques ajustadOS)

    Los totales de los bloques ajustados son

    y

    a

    Q ~ y L n y

    J .J

    r

    ;=

    l.

    1,2, ...,

    b

    4-3

    y

    SS

    i=_1 _

    Bloques ajustados)

    =

    Ab

    El BIBD del ejemplo

    4-5

    es simtrico porque a = b = 4. P or lo tan to,

    =

    221 -+ 218+216+222 =

    7/3

    = 224 -+ 218+214+216 = 24/3

    =

    207 -

    + 214+ 216+222) =

    -31/3

    = 218 -+ 218+214+222 =

    O

    ss . = 3[ 7/3)2 + 24/3 2

    + -31/

    3? + 0 2] = 6608

    Bloques aJustados) 2 4) .

    4-3

    Asimismo,

    ss =

    218 2

    + 214)2 + 216)2 + 222)2 _ 870)2 _

    Tratamientos

    3

    12

    - 11.67

    Tabla

    4 -25 Anlisis

    de

    varianza del ejemplo 4-5, incluyendo tanto los tratamientos como los bloques

    Fuente de variacin

    Suma de Grados de Cuadrado

    cuadrados libertad medio Valo

    Tratamientos ajustados)

    22.75

    3

    7.58

    ltatamientos sin ajuste) 11.67

    3

    Bloques sin ajuste) 55.00

    3

    Bloques ajustados) 66.08

    3

    22.03

    Error

    3.25

    5

    0.65

    Total

    81.0

    11

    11.66

    33.90

    0.01

    0.00

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    4-4 DISEOS DE BLOQUES INCOMPLETOS BALANCEADOS

    159

    En la

    tabla 4-25 se presenta

    un

    resumen del anlisis de varianza del BIBD simtrico. Observe que las

    sumas

    de

    cuadrados asociadas

    con

    los

    cuadradosmedios

    de

    la

    tabla 4-25

    no producen la

    suma

    de cuadra

    dos t ota l, es decir,

    :;z : SSTratamientoS ajUstados) SSBIOqueS ajustadOS) E

    Es to es

    consecuencia del

    carcter

    no ortogonal de

    los tratamientos y los bloques.

    Salida de computadora

    Existen varios paquetes de computadora

    que

    realizarn el anlisis de un diseo de bloques incompletos

    balanceados.

    El

    procedimiento de Modelos Lineales Generales General Linear Models del SAS es uno

    de ellos, y Minitab,

    un

    paquete

    de

    estadstica

    para

    computadoras personales

    de

    uso generalizado, es otro.

    La

    parte

    superior de

    la

    tabla 4-26 es

    la

    salida

    del

    procedimiento de Modelos

    Lineales

    Generales

    de

    Mini

    tab para el ejemplo 4-5. Al comparar las tablas 4-26 y 4-25, se observa que Minitab ha calculado la suma

    de cuadrados de los tratamientos ajustados y la suma de cuadrados de los

    bloques

    ajustados en la salida

    de Minitab

    se

    les

    llama

    AdjSS o SS ajustada).

    La parte

    inferior

    de la

    tabla

    4-26 es

    un

    anlisis

    de

    comparaciones

    mltiples,

    en

    el que

    se

    utiliza el

    m

    todo de Tukey. Se presentan losintervalos de confianzapara las diferencias de

    todos

    los pares de medias y

    la prueba de Tukey. Observe que el mtodo de Tukey llevara a la conclusin de que e l catalizador 4 es di-

    ferente de los otros tres.

    4 ~ 4 Estimacin de mnimos cuadrados de los parmetros

    Considere

    la

    estimacin de los efectos de los tratamientos

    en

    el modelo BIBD. Las ecuaciones normales

    de mnimos cuadrados son

    a

    b

    fl

    Nft+r

    ~

    i

    +k

    P j

    =

    Y

    b

    :rft+ri ~ nijP

    j

    =

    j

    :

    k

    ft+ niji +kP

    j

    =

    Y j

    i

    i

    = 1

    ...

    a

    1 2

    .. .

    ,

    b

    4-35)

    Al

    imponer las restricciones

    Li = LP j = O

    se

    encuentra que ft =Y

    .Adems, al u tilizar las

    ecuaciones

    para {f j}

    para eliminar los efectos de los bloques de las ecuaciones para

    } se

    obtiene

    b a b

    rk r

    ~ ~

    nijnpjip =ky

    -

    ~

    nijy j

    4-36)

    Observe que el miembro

    del

    lado

    derecho de

    la

    ecuacin

    4-36 es

    kQ

    donde

    Q

    es e l total

    del

    tratamiento

    ajustado i-simo ver la ecuacin 4-29). Entonces,

    puesto

    que ~ ~ l n p p = t sip

    :;z :

    i y n ~ j =n

    pj

    yaque n

    pj

    =

    Oo 1), la ecuacin 4-36 puede reescribirse como

    r k-1 i -..t i p = kQ

    i l

    2 ...,

    a

    4-37)

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    4/10

    ,C .

    Tabla

    4-26

    Anlisis de Minitab Modelo Lineal General para el ejemplo 4-5

    Modelo Lineal General

    Factor

    Type

    LeveLs VaLues

    CataLyst

    f ixed

    4 1 2 3 4

    BLock

    f ixed

    4 3 4

    AnaLysis of Variance for

    Time,

    using

    Adjusted SS fo r

    Tests

    Source

    CataLyst

    BLock

    Error

    TotaL

    F

    3

    3

    5

    11

    Seq

    SS

    11.667

    66.083

    3.250

    81.000

    Adj

    SS

    22.750

    66.083

    3.250

    d

    j

    7.583

    22.028

    0.650

    F

    11 .67

    33.89

    P

    0.011

    0.001

    Tukey

    95.0

    SimuLtaneous

    Confidence

    IntervaLs

    Response VariabLe Time

    LL

    Pairwise Comparisons

    among LeveLs of

    CataLyst

    CataLyst = sub t rac ted from:

    CataLyst

    2

    3

    4

    Lower

    -2 .327

    -1 .952

    1.048

    Center

    0.2500

    0.6250

    3.6250

    Upper

    2.827

    3.202

    6.202

    ----------+---------+---------+-----

    ---------*---------

    . ----------*---------

    ----------*---------

    ----------+---------+---------+------

    0 .0 2.5

    5.0

    CataLyst

    = 2 subtracted from:

    CataLyst

    3

    4

    Lower

    -2 .202

    0.798

    Center

    0.3750

    3.3750

    Upper

    2.952

    5.952

    ----------+---------+---------+-----

    ---------*---------

    ----------*---------

    ----------+---------+---------+------

    2.5

    5 .0

    CataLyst

    3

    sub t rac ted

    from:

    CataLyst

    4

    Lower

    0.4228

    Center

    3.000

    Upper ~

    5.577

    - - - - - - - - - * ~ - - - - - - - -

    ----------+---------+---------+------

    2.5

    5 .0

    Tukey SimuLtaneous Tests

    Response

    VariabLe Time

    LL

    Pairwise

    Comparisons among LeveLs of CataLyst

    CataLyst

    =

    sub t rac ted

    from:

    LeveL

    CataLyst

    2

    3

    4

    Difference

    of

    Means

    0.2500

    0.6250

    3.6250

    SE of

    Difference

    0.6982

    0.6982

    0.6982

    T-VaLue

    0.3581

    0.8951

    5.1918

    Adjusted

    P-VaLue

    0.9825

    0.8085

    0.0130

    CataLyst

    2

    sub t rac ted

    from:

    LeveL

    CataLyst

    3

    4

    Difference

    of Means

    0.3750

    3.3750

    SE

    of

    Difference

    0.6982

    0.6982

    T-VaLue

    0.5371

    4.8338

    Adjusted

    P-VaLue

    0.9462

    0.0175

    CataLyst

    = 3

    sub t rac ted

    from:

    LeveL

    CataLyst

    4

    Difference

    of Means

    3.000

    SE

    of

    Difference

    T-VaLue

    0.6982

    4.297

    Adjusted

    P-VaLue

    0.0281

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    5/10

    4-4 DISEOS DE BLOQUES INCOMPLETOS BALANCEADOS

    161

    por ltimo, observe que la restriccin L ~ = 1 f = oimplica que

    p

    =

    yrecuerde que r k

    -1

    = A a-

    1 , de donde se obtiene p ,

    Aaf =kQ

    i l

    2, ..., a

    4-38

    por lo tanto, los estimadores de mnimos cuadrados de los efectos de los tratamientos en el modelo de

    bloques incompletos balanceados son

    i

    =

    1,

    2,

    ..., a

    4-39

    Como

    una

    ilustracin, considere elBIBD del ejemplo 4-5. Puesto que

    Q1

    = -9/3,

    Q2

    = -7/3,

    Q3

    = -4/3

    YQ4 =

    20/3, se obtiene

    f = 3 -9/3 =_9/8

    1

    2

    4

    f

    = 3 -4/3 =_4/8

    3

    2

    4

    f =

    3 -

    7

    / 3) - 7 / 8

    2 4

    f =3 20/3 =20/8

    4 2 4

    como se encontr en la seccin 4-4.1.

    4 ~ 4 . 3 Recuperacin

    de

    informacin

    interbloques

    en el

    diseo

    . de bloques incompletos balanceados

    Al anlisis del BIBD presentado en la seccin 4-4.1 suele llamrsele el anlisis intrabloques porque las

    diferencias de los bloques se eliminany todos los contrastes de los efectos de los tratamientos pueden ex-

    presarse como comparaciones entre las observaciones delmismobloque. Este anlisis es apropiado inde

    pendientemente de si los bloques son fijos o aleatmios. Yates [1l3c] seal que

    si

    los efectos de los

    bloques son variables aleatorias no correlacionadas con medias cero

    y

    varianza es posible obtener in

    formacin adicional acerca de los efectos de los tratamientos

    ti

    Yates llam anlisis interbloques al m

    todo para obtener esta informacin adicional.

    Considere los totales de los b quesYj como

    una

    coleccin de

    b

    observaciones. El modelo

    para

    estas

    observaciones siguiendo a John [61d]

    es

    Y.j = k,t+ l1ij t

    k,Bj

    ~ Sij)

    4-40

    donde el trmino entre parntesis puede considerarse como el error. Los estimadores interb10ques de t y

    ti

    se

    encuentran minimizando la funcin de mnimos cuadrados

    b

    a

    Y.j

    -k t-

    l1ij t

    Se

    obtienen as las siguientes ecuaciones normales de mnimos cuadrados:

    4-41

    i=l 2 00 a

    t: Nfi+r T

    =

    Y

    a

    b

    t:kr1+rf ..1. L T

    p

    =L l1ijY.j

    p=1

    j=1

    p;t:.i

  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    6/10

    162

    CAPTULO 4 BLOQUES ALEATORIZADOS, CUADRADOS LATINOS Y DISEOS RELACIONADOS

    donde

    y Ti denotan los estimadores interbloques. Al imponer la restriccin

    :2::= Ti =

    O se obtienen la

    soluciones

    de

    las ecuaciones

    4-41

    como

    =Y

    b

    n y.-J,ay

    LJ } } ..

    j l

    T

    = ~ r l

    i l 2, ..., a

    4-42

    4-43

    Es posible demostrar que los estimadores interbloques { i } Ylos estimadores intrabloques {Ti} no est

    correlacionados.

    Los estimadores interbloques { i 1 } pueden diferir de los estimadores intrabloques {

    i }

    Por ejemplo

    los estimadores interbloques para el BIDD del ejemplo 4-5 se calculan de la siguiente manera:

    i = 663- 3 3 72.50 = 10.50

    1

    3 2

    i

    =

    649-

    3 3 72.50 -3.50

    Z 3-2

    f = 652- 3 3 72.50 -0.50

    3 3-2

    = 646- 3 3 72.50 = -6.50

    4 3-2

    Observe

    que

    losvalores

    de

    :2:

    n ij Y j

    se usaron

    en

    la

    pgina 157

    para calcular los totales

    de

    los tratamien

    tos ajustados

    en

    el anlisis intrabloques.

    Suponga ahora

    que

    quieren combinarse los estimadores interbloques e intrabloques

    para

    obtene

    una sola estimacinde

    la

    varianzamnimainsesgada de

    cada

    Ti

    Es

    posible demostrar que

    T

    Yf 1 soninses

    gados

    y

    tambin que

    y

    ~

    =

    k a-1

    Z

    Ti

    ..la

    z

    a

    intrabloques

    intrabloques

    Se

    usa una combinacin lineal de los dos estimadores,

    po r

    ejemplo

    4-44

    para

    estimar

    En

    este mtodo de estimacin, el

    estimador

    combinado insesgado de la varianza mnim

    T; deber

    tener

    las ponderaciones al =U

    1

    U

    1

    u

    z

    )

    y

    a

    z

    =U

    Z

    u

    1

    u

    z

    , dondeU

    1

    = l V T

    i

    ) YU

    z

    =

    l/V f

    i

    Por

    lo tanto, las ponderaciones ptimas son inversamente proporcionales a las varianzas de Ti Yf i . Est

    implica que el

    mejor

    estimador combinado es

    T. k a-1 a

    z

    +ka

    z

    +7:. k a-1

    aZ

    I a r-..l fJ 1 ..la

    z

    = --:- :--...,- ------:::-:---,;-:-------

    a - z a

    1

    z

    k

    z

    +

    a

    +

    a

    ..la

    z

    a r-..l fJ

    i l

    2 00 a

  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    7/10

    4-4 DISEOS DE BLOQUES INCOMPLETOS BALANCEADOS

    163

    que puede simplificarse como

    kQi a

    2

    + +

    l l Y.j lay

    )a

    2

    *

    J= l

    Ti

    =

    1 -

    A a

    2

    +Aa a

    2

    k a ~

    i = l ,

    2 ..., a

    4-45

    Desafortunadamente, la ecuacin 4 45 no puede usarse para estimar Ti porque no se conocen las va

    rianzas a y

    a

    .El enfoque comn es estimar a y

    a

    a partir de los datos y sustituir estos parmetros de la

    ecuacin 4 45 con las estimaciones. La estimacin que suele tomarse

    para a2 es

    el cuadrado medio del

    error del anlisis de varianza intrabloques, o el

    error intr bloques

    Por lo tanto,

    f = MS

    E

    La estimacin de se encuentra a partir del cuadrado medio de los bloques ajustados para los trata

    mientos. En general, para

    un

    diseo de bloques incompletos balanceados, este cuadrado medio es

    k ~

    LJ

    i b

    y

    2

    a

    2

    i= l

    2

    _ . J

    2

    Yi

    Aa

    j= l k

    i= l

    l

    MSBloqUeS ajustadOS = - - - - - - b - - - 1 - - - - - - - -

    4-46

    y su valor esperado cuya deduccin se hace en Graybill [50] es

    2 a r-1) 2

    E[MSBloques ajustados ] = a b_

    1

    a

    fJ

    Por lo tanto, si MSBloqueS ajustadOS >

    MS

    E

    la estimacin de es

    A

    2 [MSBloqUeS a jus tados -

    MS

    E

    ] b-1)

    a

    =

    .:...=.

    fJ a r-1)

    4-47

    Por

    lo

    tanto, pueden sustituirse f

    = 0.65

    y

    =

    8.02 en la ecuacin 4-48a

    para

    obtener las estimaciones

    combinadas que se enlistanenseguida. Por conveniencia, tambin se presentan las estimaciones intrablo-

    A continuacin se calculan las estimaciones combinadas para los datos del ejemplo

    4 5.

    Por la tabla

    4 25

    se obtiene f =MS

    E

    = 0.65

    Y

    MSBIOques ajustadOS =22.03. Observe que para calcularMSBloqueS ajustadOS se

    hace uso del hecho de que ste es un diseo simtrico. En general, debe usarse la ecuacin 4-46. Puesto

    que

    MSBloques ajustados

    > MS

    E

    , se

    usa la ecuacin 4-47 para estimar como

    A 2 22.03- 0.65 3

    a

    =

    8.02

    fJ

    4 3-1

    4-48b

    4-48a

    l

    T

    -

    y si MSBloques ajustadOS

    S;

    MS

    E

    ,

    se hace

    =

    O Esto resulta en el estimador combinado

    kQ, I) + M ; + ~

    n Y

    kry

    JI)

    r-A)fJ

    2

    Aa fJ

    2

    k f J ~

    i

    - l /a y .

  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    8/10

    6 CAPTULO 4 BLOQUES ALEATORIZADOS, CUADRADOS LATINOS YDISEOS RELACIONADOS

    ques e interbloques. n este ejemplo, las estimaciones combinadas estn prximas a las estimaciones in

    trabloques debido a que la varianza de las estimaciones interbloques

    es

    relativamente grande.

    Parmetro

    Estimacin intrabloques

    -1.12

    -0.88

    -0.50

    2.50

    Estimacin interbloques

    10.50

    -3.50

    -0.50

    -6.50

    Estimacin combinada

    -1.09

    -0.88

    -0.50

    2.47

    PRO LEM S

    4-1.

    n

    qumico quiere probar el efecto de cuatro agentes qumicos sobre la resistencia de un tipo particular d

    tela. Debido a que podrahaber variabilidad deun rollo de tela a otro, el qumico decide usar un diseo de blo

    ques aleatorizados, con los rollos de tela considerados como bloques. Selecciona cinco rollos y aplica lo

    cuatro agentes qumicos demanera aleatoria a cada rollo. A continuacinse presentan las resistencias a l

    tensin resultantes. Analizar los datos de este experimento utilizar a

    0.05

    Ysacar las conclusione

    apropiadas.

    Agente

    Rollo

    qumico 1

    2

    3 4

    5

    1

    73

    68

    74

    7 67

    2

    73 67

    75

    72

    70

    3

    75

    68 78

    73

    68

    4

    73

    7

    75

    75

    69

    4 2. Se estn comparando tres soluciones de lavado diferentes a fin de estudiar su efectividad para retardar

    crecimiento de bacterias en contenedores de leche de 5 galones. l anlisis se hace en un laboratorio y sl

    pueden realizarse tres ensayos en un da. Puesto que19s das podran representaruna fuente potencial deva

    riabilidad, el experimentador decide usar un diseo de bloques aleatorizados. Se hacen observaciones e

    cuatro das, cuyos datos se muestran enseguida. Analizar los datos de este experimento utilizar a

    0.05

    sacar las conclusiones apropiadas.

    Das

    Solucin

    1 2 3 4

    1

    22

    18 39

    2

    16

    24

    17 44

    3 5 4 1

    22

    4 3. Graficar las resistencias a la tensin medias observadas para cada tipo de agente qumico en el problema

    4

    y compararlas con

    una

    distribucin

    t

    con la escalacin apropiada. Qu conclusiones se sacaran a partir d

    esta representacin grfica?

    4 4.

    Graficar los conteos debacterias promedio para cada solucin en el problema

    4 2

    y compararlos conuna di

    tribucin t escalada. Qu conclusiones pueden sacarse?

    4 5. n un artculo de ire afety oum l El efecto del diseo de boquillas en la estabilidad y el desempeo d

    surtidores de agua turbulenta , vol. 4 se describe

    un

    experimento

    en

    el que se determin

    un

    factor de la for

    ma

    para

    varios diseos diferentes de boquillas con seis niveles de la velocidad del flujo de salida del surtido

  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    9/10

    4 5 PROBLEMAS 6

    El

    inters se centr

    en

    las diferencias potenciales

    entre

    los diseos

    de

    las boquillas, con la velocidad conside

    rada

    como

    una

    variable perturbadora. Los datos se

    presentan

    a continuacin.

    Diseo de la

    boquilla

    1

    2

    3

    4

    5

    Velocidad del flujo

    de

    salida del surtidor m/s)

    11.73 14.37 16.59 20.43 23.46 28.74

    0.78 0.80 0.81 0.75 0.77 0.78

    0.85 0.85 0.92 0.86 0.81 0.83

    0.93 0.92 0.95 0.89 0.89 0.83

    1.14- 0.97 0.98 0.88 0.86 0.83

    0.97 0.86 0.78 0.76 0.76 0.75

    El diseo

    de la

    boquilla afecta el factor

    de la

    forma?

    Comparar

    las boquillas con

    un

    diagrama

    de

    disper

    sin

    con

    un

    anlisis de varianza, utilizando

    0.05.

    Analizar los residuales de este experimento.

    c)

    Qu

    diseos de las boquillas son diferentes con

    respecto

    al factor

    de la

    forma? Trazar

    una

    grfica del

    factor de

    la

    forma promedio

    para

    cada tipo de boquilla

    compararla con

    una

    distribucin t escalada.

    Comparar las conclusiones que se sacaron a partir de esta grfica con las de la prueba del rango mltiple

    de

    Duncan.

    4-6. Considere el experimento del algoritmo

    para

    controlar la proporcin de almina del captulo 3 seccin 3-8.

    El experimento se llev a cabo

    en

    realidad como

    un

    diseo de bloques aleatorizados, en el que se selecciona

    ron

    seis periodos comobloques,

    se

    probaron

    los cuatro algoritmos

    para

    controlar la proporcin

    en

    cadape

    riodo.

    El

    voltaje promedio de la celda

    la desviacin estndar del voltaje indicada entre parntesis)

    para

    cada

    celda son los siguientes:

    Algoritmo Tiempo

    para

    controlar

    la proporcin 1 2 3 4 5

    6

    1

    4.93 0.05)

    4.86 0.04)

    4.75 0.05)

    4.95 0.06) 4.79 0.03)

    4.88 0.05)

    2 4.85 0.04)

    4.91 0.02)

    4.79 0.03) 4.85 0.05) 4.75 0.03)

    4.85 0.02)

    3 4.83 0.09) 4.88 0.13) 4.90 0.11) 4.75 0.15) 4.82 0.08)

    4.90 0.12)

    4

    4.89 0.03)

    4.77 0.04)

    4.94 0.05)

    4.86 0.05) 4.79 0.03)

    4.76 0.02)

    nalizarlos datos delvoltaje promedio de las celdas. Utilizar 0.05.) La eleccin del algoritmopara

    controlar la proporcin afecta el voltaje

    promedio de

    las celdas?

    Realizar el anlisis apropiado

    de

    la desviacin estndar delvoltaje. Recuerde

    que

    a ste se lellam rui

    do del crisol .) La eleccin del algoritmo

    para

    controlar la proporcin afecta el ruido del crisol?

    c) Realizar los anlisis residuales que parezcan apropiados.

    Qu

    algoritmo para controlar la proporcin debera seleccionarse si el objetivo es reducir tanto el vol

    taje promedio de las celdas como el ruido del crisol?

    4-7.

    El

    fabricante

    de una

    aleacin

    maestra de

    aluminio

    produce

    refinadores

    de

    textura

    en

    forma de lingotes.

    La

    compaa produce el producto en cuatro hornos. Se sabe que cada horno tiene sus propias caractersticas

    nicas

    de

    operacin,

    por

    lo que

    en

    cualquier experimento

    que

    se

    corra en

    la fundicin

    en

    elque se use ms de

    un

    horno, los hornos se considerarn como

    una

    variable

    perturbadora

    Los ingenieros del proceso sospechan

    que

    la

    velocidad de agitacin afecta

    la

    medida de la textura del producto. Cada horno puede operarse con

  • 8/10/2019 Diseno y Analisis de Experimentos M Parte18

    10/10

    CAPTULO 4 BLOQUES ALEATORIZADOS, CUADRADOS LATINOS YDISEOS RELACIONADOS

    cuatro diferentes velocidades de agitacin. Selleva a cabo un diseo de bloques aleatorizados para un refin

    dor particular

    y

    los datos resultantes de la medida de la textura se muestran a continuacin:

    Horno

    Velocidad de agitacin rpm 1

    2

    3

    4

    5 8

    4

    5

    6

    10

    14 5 6 9

    15

    14 6

    9 2

    20

    17 9 3 6

    a Existe evidencia de que la velocidad de agitacin afecta la medida de la textura?

    Representar los residuales de esteexperimento en una grfica de probabilidadnormal. Interpretarestagrfica

    e Graficar los residuales contra el horno

    y

    la velocidad de agitacin. Esta grfica proporciona alguna in

    formacin til?

    Cul sera la recomendacin de los ingenieros del proceso con respecto a la eleccin de la velocidad d

    agitacin

    y

    del horno para este refinador

    de

    textura particular

    si

    es deseable una medida de la textura p

    quea?

    4 8 Analizar los datos del problema 4-2 utilizando la

    prueb

    general de significacin de la regresin.

    4-9. Suponiendo que los tipos de agentes qumicos

    y

    los rollos de tela son fijos, estimarlos parmetros del model

    Ti

    y

    { del problema 4 1

    4-10. Trazar una curva de operacin caracterstica para

    el

    diseo del problema4 2 La prueba parece ser sensib

    a las diferencias pequeas en los efectos de los tratamientos?

    4-11. Suponga que falta la observacin del agente qumico 2

    y

    el rollo 3 en el problema 4 1 Analizar el problem

    estimando el valor faltante. Realizar el anlisis exacto y comparar los resultados.

    4 12. Dos valoresfaltantes en

    bloque aleatorizado. Suponga que en el problema

    4 1

    faltan las observaciones d

    agente qumico tipo 2

    y

    el rollo 3

    y

    del agente qumico tipo 4

    y

    el rollo 4

    a

    Analizar el diseo haciendo la estimacin iterativa de los valores faltantes, como se describe en la sec

    cin 4-1.3.

    DerivarSS

    E

    conrespecto a los dos valores faltantes, igualar los resultados conceroy resolver las ecuacio

    nes para las estimaciones de losvalores faltantes. Analizar el diseo utilizando estas dos estimaciones d

    los valores faltantes.

    e Deducir las frmulas generales p r estimar dos valores faltantes cuando las observaciones estn enblo

    ques diferentes.

    Deducir las frmulas generales para estimar dos valores faltantes cuando las observaciones estn en

    s obloque.

    4-13. n ingeniero industrial est realizando un experimento sobre el tiempo de enfoque del ojo. Se interesa en

    efecto de la distancia del objeto alojo sobre

    el

    tiempo de enfoque. Cuatro distancias diferentes son de inte

    rs. Cuenta con cinco sujetos para el experimento. Debido a que puede haber diferencias entre los indiv

    duos, el ingeniero decide realizar el experimento en un diseo de bloques aleatorizados. Los datos obtenido

    se presentan a continuacin. Analizar los datos de este experimento utilizar

    a

    0.05 Ysacar las conclusio

    nes apropiadas.

    Sujeto

    Distancia pies

    1 2 3 4

    5

    4

    10 6 6 6

    6

    6

    7

    6 6

    1

    6

    8 5 3 3

    2

    5

    10

    6

    4 4 2 3