El diseño de experimentos, en particular con el método Taguchi, es un potente enfoque en ingeniería de procesos y optimización. Genichi Taguchiun reputado estadístico japonés, desarrolló este método con el objetivo de diseñar experimentos robustos, es decir, menos sensibles a las variaciones indeseables de los factores. El objetivo último es optimizar el rendimiento de un producto o proceso, minimizando al mismo tiempo el impacto de las fuentes de variación.
Las etapas clave del método Taguchi :
Identificación de factores y niveles :
El primer paso crucial es determinar los factores que pueden influir en el resultado del experimento. Estos factores pueden ser variables de diseño, ajustes del proceso u otros parámetros relevantes. Es esencial elegir los factores más significativos para el propósito del estudio.
Definición de niveles :
Cada factor debe tener distintos niveles, que representan los valores específicos que puede adoptar el factor. La variabilidad de los niveles permite explorar la influencia de cada factor en la respuesta del sistema.
Selección de la tabla de Taguchi :
Mediante la "tabla de Taguchi" u otros diseños experimentales preestablecidos, se seleccionan combinaciones específicas de niveles para cada factor. El enfoque Taguchi está diseñado para maximizar la eficacia experimental con un número mínimo de ensayos.
Replicación de las pruebas :
Para evaluar la variabilidad de los resultados, se realizan réplicas de las pruebas. Esto permite distinguir los efectos reales de los factores de las variaciones aleatorias.
Análisis de resultados :
Se aplican técnicas estadísticas para evaluar la influencia de cada factor en la respuesta del sistema. El objetivo es identificar los factores más influyentes y modelizar la respuesta en función de ellos, minimizando al mismo tiempo la sensibilidad a variaciones indeseables.
Optimización y validación :
Una vez analizados los resultados, se selecciona un ajuste de parámetros para optimizar el rendimiento del producto o proceso. Si es necesario, estos resultados pueden validarse mediante más pruebas.
La tabla siguiente resume los diseños experimentales Taguchi propuestos por Ellistat en el módulo Análisis de datos en función del número de factores estudiados :
Tomemos el siguiente caso: en el proceso de unión, queremos estudiar el impacto de dos factores, la temperatura y la presión, en la resistencia de la unión.
- La temperatura oscila entre 20°C y 30°C
- La presión varía entre 5bar y 10bar
El diseño experimental propuesto es una tabla L4, es decir, se realizarán 4 pruebas variando simultáneamente los dos factores (temperatura y presión).
Observará que los dos factores sólo pueden tener los valores mínimo o máximo, y que las 4 pruebas propuestas presentan las 4 esquinas de la superficie de respuesta en el espacio de prueba 4.
