XLSTAT: Diseño de Taguchi en Excel

 

Contexto

El método Taguchi, desarrollado por Genichi Taguchi, mejora los diseños factoriales completos y fraccionados.
A diferencia de los diseños convencionales, que se centran en los factores que afectan la media de la respuesta, los diseños Taguchi consideran tanto la media como la variabilidad mediante el uso de relaciones señal-ruido (S/N).

 

Conjunto de datos del ejemplo

Este ejemplo corresponde a una fábrica que produce piezas para barcos recubiertas con pintura a base de zinc para mejorar su resistencia marina.
Con los datos proporcionados, se identifican los factores que afectan la calidad de la pintura —medida por el porcentaje de zinc— y se determinan los niveles óptimos de los factores.

Los resultados están organizados en tres hojas:

• Data: factores seleccionados

• Taguchi design: diseño y respuestas

• Taguchi analysis: resultados del análisis

 

Configuración

Paso 1: Elegir los factores

Los expertos seleccionaron tres factores del proceso de pintura:

• Temperatura ambiente

• Tiempo de aplicación de la pintura

• Volumen de catálisis

Cada factor tiene dos niveles:

 

Paso 2: Generar el diseño Taguchi

XLSTAT permite seleccionar los factores y, según su número y niveles, sugiere los diseños Taguchi adecuados.

• Abre XLSTAT.

• Haz clic en el menú Quality / Diseño experimental (DOE) y selecciona la opción Diseños de Taguchi.

• Introduce la tabla de factores y el número de respuestas, luego haz clic en OK.

• Aparecerá un segundo cuadro de diálogo con los diseños Taguchi propuestos.
  Selecciona el diseño L8, que incluye 8 experimentos.

• Haz clic en Seleccionar para ejecutar los cálculos y mostrar el diseño Taguchi.

• Completa la tabla del diseño Taguchi.

 

Paso 3: Analizar la tabla del diseño Taguchi

Existen dos opciones para analizar el diseño, considerando que cada experimento se repitió dos veces:

• Opción 1: Haz clic en Ejecutar el análisis debajo de la tabla del diseño para abrir un cuadro de diálogo preconfigurado.

• Opción 2: Ve al menú Diseño experimental (DOE) y selecciona Análisis de diseños de Taguchi’s.

• Aparecerá el cuadro de diálogo.

En la pestaña General:

• Selecciona el diseño Taguchi y las respuestas.

• No selecciones ningún factor de señal, ya que este es un diseño Taguchi estático. Los factores de señal solo se usan en diseños dinámicos.

En la pestaña Options:

• Selecciona la relación señal-ruido “Más grande es mejor” para maximizar el porcentaje de zinc.

• Elige ajustar el modelo lineal.

Haz clic en OK para iniciar los cálculos.

Los resultados se muestran en una nueva hoja de Excel.

 

Interpretación de los resultados

El resultado clave es la tabla de relaciones señal-ruido, que mide la robustez del producto.
Valores más altos indican mayor robustez; por lo tanto, el objetivo es maximizar esta relación.

Una pintura elaborada con:

• 24°C de temperatura ambiente

• 70 minutos de tiempo de aplicación

• 94 litros de volumen de catálisis

presenta un porcentaje de zinc más alto.

La significación estadística de los factores puede evaluarse mediante un ANOVA aplicado a las relaciones señal-ruido.

Tres factores son estadísticamente significativos al nivel de 0.05. Los parámetros del modelo muestran luego la importancia relativa de cada factor.

• La temperatura es el factor más influyente; 24°C tiene el mayor impacto tanto en la relación S/N como en el promedio.

• Le siguen 70 minutos de aplicación y 94 litros de volumen de catálisis.

En conclusión, la pintura debe producirse con:

• Temperatura ambiente: 24°C

• Tiempo de aplicación: 70 minutos

• Volumen de catálisis: 94 litros

Los gráficos de efectos principales confirman estos resultados.