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Contenido Acerca de los autores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Agradecimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prefacio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 1 Introducción al diseño de experimentos . . . . . . . . . . . . El diseño de experimentos hoy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Definiciones básicas en el diseño de experimentos . . . . . . . . . . . . . . . . Etapas en el diseño de experimentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones prácticas sobre el uso de métodos estadísticos . . . . . . Principios básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasificación y selección de los diseños experimentales . . . . . . . . . . . .

2 4 6 10 12 12 14

Elementos de inferencia estadística: experimentos con uno y dos tratamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Población y muestra, parámetros y estadísticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Distribuciones de probabilidad e inferencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estimación puntual y por intervalo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conceptos básicos de prueba de hipótesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Planteamiento de una hipótesis estadística . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prueba para la media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prueba para la varianza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tres criterios de rechazo o aceptación equivalentes. . . . . . . . . . . . . . . . Hipótesis para dos medias: comparación de dos tratamientos . . . . . . . . Prueba para la igualdad de varianzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Poblaciones pareadas (comparación de dos medias con muestras dependientes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Resumen de fórmulas para procedimientos de prueba de hipótesis . . . . Uso de un software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CAPÍTULO 2

18 20 21 23 29 30 34 36 37 39 43 44 49 49

CAPÍTULO 3

Experimentos con un solo factor (análisis de varianza) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño completamente al azar y ANOVA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Comparaciones o pruebas de rango múltiples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verificación de los supuestos del modelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elección del tamaño de la muestra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software computacional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 4 Diseños de bloques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño de bloques completos al azar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño en cuadro latino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Contenido

Diseño en cuadro grecolatino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 5 Diseños factoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conceptos básicos en diseños factoriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimentación factorial vs. mover un factor a la vez . . . . . . . . . . . . . Diseños factoriales con dos factores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseños factoriales con tres factores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transformaciones para estabilizar varianza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modelos de efectos aleatorios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Cómo hacerlo con software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 6 Diseños factoriales 2k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimento 22: ejemplo integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimento 23: ejemplo integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial general 2k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial 2k no replicado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimento 25 no replicado: ejemplo integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . Cuando la significancia de los efectos es menos clara: un ejemplo . . . . Factoriales 2k con punto al centro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Factoriales 2k en bloques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

166 168 173 183 185 192 195 199 208 214 216 220

CAPÍTULO 7 Diseños factoriales 3k y factoriales mixtos . . . . . . . . . . . Diseños factoriales 3k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Factoriales mixtos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 8 Diseños factoriales fraccionados 2k–p . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial fraccionado 2k–l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El concepto de resolución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Construcción de fracciones 2k–1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimento 25–1: ejemplo integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseños factoriales fraccionados 2k–2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño factorial fraccionado 2k–p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimento 27–4: ejemplo integrador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tópicos adicionales sobre factoriales fraccionados . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

258 261 265 265 266 269 273 276 279 285

CAPÍTULO 9 Introducción al diseño robusto (Taguchi) . . . . . . . . . . . Filosofía Taguchi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El concepto de robustez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Factores de control, de ruido y de señal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Arreglos ortogonales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

294 296 298 299 303

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Contenido

Diseño con arreglo interno y externo (diseño de parámetros) . . . . . . . . Razón señal/ruido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 10 Planeación de un experimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . Experimentación: una estrategia para probar conjeturas y generar aprendizaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . El diseño de experimentos y el ciclo de Deming . . . . . . . . . . . . . . . . . . Etapas y actividades de la planeación y análisis de un experimento . . . Control de factores de bloque y de ruido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qué sigue después del primer experimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Qué hacer cuando ningún efecto es significativo . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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CAPÍTULO 11 Análisis de regresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Regresión lineal simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pruebas de hipótesis en la regresión lineal simple . . . . . . . . . . . . . . . . Calidad del ajuste en regresión lineal simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Estimación y predicción por intervalo en regresión simple . . . . . . . . . . Regresión lineal múltiple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pruebas de hipótesis en regresión lineal múltiple . . . . . . . . . . . . . . . . . Intervalos de confianza y predicción en regresión múltiple . . . . . . . . . . Uso de un software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

338 340 346 351 357 360 365 371 373

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320 322 323 330 331 334

CAPÍTULO 12

Optimización de procesos con metodología de superficie de respuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Introducción a la metodología de superficie de respuesta . . . . . . . . . . . Técnicas de optimización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseños de superficie de respuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

384 386 393 413 420

CAPÍTULO 13 Optimización simultánea de varias respuestas . . . . . . Optimización simultánea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Método gráfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Método de la función de deseabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trabajo con un software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

432 434 436 441 446

CAPÍTULO 14 Diseños anidados y diseños en parcelas divididas . . . Diseños anidados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modelo y análisis estadístico del diseño anidado . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseños en parcelas divididas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modelo y análisis estadístico de los diseños en parcelas divididas . . . . Cómo hacer los cálculos usando software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

452 454 455 460 465 473

CAPÍTULO 15 Diseño de experimentos con mezclas . . . . . . . . . . . . . El problema del diseño de experimentos con mezclas . . . . . . . . . . . . . . Algunos diseños de mezclas y sus modelos estadísticos . . . . . . . . . . . .

480 482 486

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Contenido

Ajuste del modelo y caracterización de la superficie de respuesta . . . . Restricciones en los componentes de una mezcla . . . . . . . . . . . . . . . . . Uso de software estadístico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . APÉNDICE A

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490 494 500

Tablas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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APÉNDICE B Uso de sistemas computacionales . . . . . . . . . . . . . . . . Etapas al planear y analizar un experimento en un paquete estadístico Sistema Statgraphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema Minitab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistema JMP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Diseño de experimentos usando SPSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

521 522 522 526 528 529

REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFÍA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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ÍNDICE ANALÍTICO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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