• Descripción

La experimentación es intrínseca a la mayoría de las investigaciones científicas y tecnológicas, en muchas de las cuales, los resultados de la variable de interés se ven afectados por la presencia de distintos factores, cuya influencia puede estar oculta por la variabilidad de los resultados muestrales. Es fundamental conocer los factores que influyen realmente y estimar esta influencia y para lograrlo será necesario diseñar los experimentos. Veremos que un diseño experimental quedará determinado por la elección de las unidades experimentales, los tratamientos, y el mecanismo de asignación de los tratamientos a las unidades. Del análisis estadístico de la información recogida en la experimentación se derivaran las conclusiones.

Para ello la asignatura se organizará en diez temas. Se empezará el curso con un primer tema introductorio en el que se darán las definiciones básicas del diseño de experimentos y se discutirá sobre el mecanismo de la aleatorización en el diseño de experimentos. A continuación hasta el tema quinto se consideraran, en detalle, los diversos aspectos del diseño experimental  para comparar g tratamientos de un factor que corresponde al llamado diseño completamente aleatorizado. Muchos de los conceptos y métodos de estos diseños se transfieren con escasas modificaciones a diseños más complejos como los que se consideraran a lo largo de los temas restantes.

• Campos profesionales en el que se proyecta

El diseño y análisis de experimentos ha tenido siempre una gran aplicación en las ciencias experimentales y en el control de procesos industriales y tecnológicos. La experimentación en la Industria es uno de los elementos que más pueden contribuir a la mejora de los productos y procesos. 

El diseño experimental se encuentra en aplicaciones en múltiples disciplinas como biotecnología, medio ambiente, biología, ciencias químicas y bioquímica, ingeniería, calidad, economía, medicina, industria, agricultura, mercadotecnia, psicología, constituyendo una fase esencial en el desarrollo de un estudio experimental.

En particular, podemos considerar aplicaciones en Biotecnología que van desde la  producción de material biológico en la industria biomédica y de innovación y procesos en industria alimentaria, la optimización de la producción en reactores, la selección de cepas más productivas. En la investigación médica de pequeña escala (análisis de datos en estudios sencillos) o de grandes dimensiones (por ejemplo ensayos clínicos multicéntricos).

En la Industria, en mejorar el rendimiento de los procesos, reducción de la variabilidad, conformidad cercana con los requerimientos nominales o proyectados, reducción del tiempo de desarrollo, reducción de los costes globales.

Las competencias y habilidades concretas que de ésta asignatura se derivan deberían preparar para el diseño de experimentos, la realización de análisis estadísticos, por lo que se proyecta en cualquier campo profesional en que deban de realizarse experimentos para  la optimización de procesos, el esclarecimiento de factores causales.

Ejemplos de perfiles profesionales que hacen un uso importante de los conceptos y técnicas desarrollados en esta asignatura son los siguientes:

• Investigadores de cualquier ámbito de ciencias de la vida que deban diseñar experimentos, organizar su información o analizar los datos obtenidos.
• Personal de soporte en hospitales, laboratorios o centros de investigación que pueda necesitar tratar la información generada por la actividad propia del centro.

Personal cualificado en Departamentos de Control de Calidad en empresas o organizaciones de los sectores Tecnológico o Industrial.

• Conocimientos previos

Los estudiantes deben haber realizado un curso de introducción a los métodos estadísticos fundamentales.

• Información previa a la matrícula

• Objetivos y competencias

Esta asignatura pretende establecer la metodología estadística para el diseño de experimentos y el análisis de los datos experimentales.

Las capacidades a adquirir serán:

• Conocer las ventajas e inconvenientes de los diseños de experimentos más usuales.
• Selección y aplicación de las técnicas de adquisición de datos para su tratamiento estadístico.
• Tomar conciencia de la necesidad de rigor al aplicar las técnicas estadísticas y ser capaz de evaluar correctamente las dificultades que se puedan plantear conociendo las limitaciones de las técnicas y los recursos.
• Utilización de las diferentes técnicas de ajuste y validación de modelos.
• Capacidad para enfrentarse a las distintas etapas de una investigación basada en el diseño estadístico de experimentos.
• Conocer y manejar software estadístico útil para las técnicas estadísticas incluidas en esta asignatura.

• Contenidos

Los contenidos se organizan por temas, los cuales se agrupan en unidades, que es el bloque de información tal como se ve en el aula.

Unidad 1 Introducción

1.1 ¿Por qué Experimentos?

1.2 Componentes de un Experimento

1.3 Algunas definiciones y conceptos relevantes

1.4 Unidades Experimentales

1.5 Variables Respuesta

1.6 Aleatorización y Diseño de Experimentos

1.7 Aleatorización para evitar la confusión de Efectos

1.8 Implementar la Aleatorización

1.9 Aleatorización para la Inferencia

Unidad 2 Diseño completamente aleatorizado

2.1 Estructura de un diseño completamente aleatorizado

2.2 Algunos ejemplos preliminares

2.3 Modelo Estadístico

2.4 Estimación de los parámetros

2.5 Análisis de la Varianza (ANOVA)

2.6 Algunos ejemplos de aplicación

2.7 Contrastes básicos

2.8 Contrastes ortogonales

Unidad 3 Comparaciones múltiples

3.1 Tipos de Error

3.2 Métodos tipo Bonferroni. Ejemplos

3.3 Métodos basados en comparaciones pairwise. Ejemplos

Unidad 4  Comprobación de las suposiciones del modelo

4.1 Suposiciones del modelo

4.2 Evaluación de las suposiciones: Normalidad. Varianza constante. Independencia.

4.3 Posibles correcciones en caso de no cumplimiento

4.4 Efectos en caso de no cumplimiento.

Unidad 5 Potencia y Tamaño muestral

5.1 Metodologías para la selección del tamaño muestral

5.2 Tamaño muestral para un intervalo de confianza

5.3 Potencia y tamaño muestral en ANOVA

5.4 Potencia y tamaño muestral para un Contraste

Unidad 6 Modelos factoriales

6.1 Estructura de los modelos factoriales

6.2 Efectos principales e interacciones

6.3 Visualización de la interacción

6.4 Parametrización de los modelos factoriales

6.5 Análisis de la varianza en diseños balanceados

6.6 Modelos factoriales generales

Unidad 7 Efectos aleatorios

7.1 Modelos en diseños con efectos aleatorios

7.2 Análisis de la varianza en diseños con efectos aleatorios

7.3 Test de hipótesis en diseños con efectos aleatorios

7.4 Componentes de la varianza

7.5 Modelos con efectos mixtos

Unidad 8 Modelos con factores anidados

8.1 Factores anidados

8.2 Modelos con factores cruzados y anidados

8.3 Reglas de Bennet y Franklin

8.4 Ejemplos de aplicación

Unidad 9 Diseño en bloques completamente aleatorizados

9.1 Efecto Bloque. Porque y cuando 

9.2 Diseño en bloques completamente aleatorizados

9.3 Análisis de los Diseño en bloques completamente aleatorizados

9.4 Otros diseños relacionados

Unidad 10 Diseños con covariantes

10.1 Modelo básico con una covariable. Análisis de la covarianza

10.2 Cuando el tratamiento interacciona con la covariable

• Informaciones sobre la evaluación a la UOC

La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.

• Consulta del modelo de evaluación