Crear diseño de superficie de respuesta

Un diseño de superficie de respuesta es un conjunto de técnicas avanzadas de diseño de experimentos (DOE) que le ayudan a entender mejor y optimizar la respuesta. La metodología del diseño de superficie de respuesta se utiliza con frecuencia para refinar los modelos después de haber determinado los factores importantes utilizando diseños de cribado o diseños factoriales, especialmente si se sospecha que existe curvatura en la superficie de respuesta.

Superficie de respuesta sin curvatura

Superficie de respuesta con curvatura

La diferencia entre una ecuación de superficie de respuesta y la ecuación de un diseño factorial es la adición de los términos elevados al cuadrado (o cuadráticos) que permiten modelar la curvatura en la respuesta, lo que hace la hace útil para:
  • Entender o mapear una región de una superficie de respuesta. Las ecuaciones de superficie de respuesta modelan cómo los cambios en las variables afectan una respuesta de interés.
  • Hallar los niveles de las variables que optimizan una respuesta.
  • Seleccionar las condiciones operativas para cumplir con las especificaciones.

Por ejemplo, usted desea determinar las mejores condiciones para moldear por inyección una pieza de plástico. En primer lugar, usted utiliza un experimento de cribado o factorial para determinar los factores significativos (temperatura, presión, velocidad de enfriamiento). Puede usar un experimento diseñado para superficies de respuesta para determinar la configuración óptima para cada factor.

Realizar el análisis

Complete los siguientes pasos para especificar el diseño.
Ingrese el nombre de la variable de respuesta
La hoja de cálculo incluye una columna con este nombre en la que se introducen los datos del experimento.
Tabla de factores
En Nombre, escriba un nombre descriptivo para cada factor.
Especifique si cada factor es continuo o categórico. En el caso de los factores continuos, introduzca números. Introduzca el número inferior del estudio en la Bajo columna. Por ejemplo, para estudiar las temperaturas 30 y 40, introduzca 30 en la Bajo columna y 40 en la Alto columna.
Para cualquier factor categórico, introduzca etiquetas para los niveles. Las etiquetas pueden ser números o texto. Si tiene un factor de texto y los niveles no tienen un orden natural, puede especificar los niveles en cualquier orden.
Número de réplicas
Ingrese el número de veces a realizar cada corrida experimental que esté en el diseño base. Por lo general, hay que considerar los recursos disponibles y el propósito del diseño cuando se selecciona el número de réplicas. Puede agregar réplicas al diseño más adelante con Estadísticas > DOE > Modificar diseño. Para obtener más información sobre las réplicas, vaya a Réplicas y repeticiones en experimentos diseñados.

Ejemplo

Un científico desea realizar un experimento para maximizar el crecimiento de un cristal. Investigaciones previas han determinado que el tiempo de exposición del catalizador, el porcentaje del catalizador y la temperatura explican mucho de la variabildad en el crecimiento del cristal.

  1. Elige Estadísticas > DOE > Diseños rápidos.
  2. Seleccione Seleccione un diseño de tres factores.
  3. Seleccione Crear un experimento con dos o tres factores continuos. Seleccione Aceptar.
  4. Seleccione Estimación de los efectos principales, de interacción y cuadráticos. Seleccione Aceptar.
  5. En el nuevo cuadro de diálogo, en Ingrese el nombre de la variable de respuesta, escriba Crecimiento.
  6. Complete la tabla con los siguientes ajustes:
    Nombre Tipo Bajo Alto
    Tiempo de exposición del catalizador Continuo 12 36
    Porcentaje de catalizador Continuo 2 10
    Temperatura Continuo 20 45
  7. En Número de réplicas, seleccione Ninguno. Seleccione Aceptar.

La tabla de resumen de diseño muestra que el diseño tiene 20 tiradas base. La hoja de cálculo contiene las 20 ejecuciones en orden de ejecución, que es aleatorio.