Diseño de experimentos

Cargamos la base de baterias

procesoA<-c(100,96,92,96,92)
procesoB<-c(76,80,75,84,82)
procesoC<-c(108,100,96,98,100)
Baterias<-data.frame(procesoA,procesoB,procesoC);Baterias
  procesoA procesoB procesoC
1      100       76      108
2       96       80      100
3       92       75       96
4       96       84       98
5       92       82      100

Dibujemos un grafico de puntos

stripchart(Baterias, main="Gráfico de puntos para los tres procesos", method = "stack", vertical =
FALSE, col="blue", pch=1, xlab="Duración (semanas)", ylab="Proceso")

# Note que con ayuda de este gráfico podemos observar sí los tres procesos se comportan demanera distinta o parecida en cuanto a duración en semanas de las baterías. 

Calculemos un resumen estadistico de cada proceso}

summary(Baterias)
    procesoA        procesoB       procesoC    
 Min.   : 92.0   Min.   :75.0   Min.   : 96.0  
 1st Qu.: 92.0   1st Qu.:76.0   1st Qu.: 98.0  
 Median : 96.0   Median :80.0   Median :100.0  
 Mean   : 95.2   Mean   :79.4   Mean   :100.4  
 3rd Qu.: 96.0   3rd Qu.:82.0   3rd Qu.:100.0  
 Max.   :100.0   Max.   :84.0   Max.   :108.0  

Realicemos graficos de cajas

# Horizontal
boxplot(Baterias, width=NULL, varwidth=TRUE, names, add= FALSE, horizontal = TRUE,
main="Gráfico de caja por proceso", border=par("fg"), col=c("yellow", "cyan", "red"), xlab =
"Duración (semanas)", ylab="Proceso")

# Vertical
boxplot(Baterias, width=NULL, varwidth=TRUE, names, add= FALSE, horizontal = FALSE,
main="Gráfico de caja por proceso", border=par("fg"), col=c("yellow", "cyan", "red"), xlab =
"Duración (semanas)", ylab="Proceso") 

Calculamos la matriz de covarianzas y correlacion

options(digits=3) # sólo imprime 3 lugares decimales
S2 <- var(Baterias); S2
         procesoA procesoB procesoC
procesoA     11.2     -1.6     12.4
procesoB     -1.6     14.8     -4.7
procesoC     12.4     -4.7     20.8
C<- cor(Baterias); C
         procesoA procesoB procesoC
procesoA    1.000   -0.124    0.812
procesoB   -0.124    1.000   -0.268
procesoC    0.812   -0.268    1.000

Realiza un análisis de varianza de una vía, para probar la hipótesis nula de que el proceso no influye en la duración de las baterías, es decir, que no hay diferencias entre los tres procesos. \(\ H_0:\) \(\ μ_A= μ_B = μ_C\) , no existe diferencias entre los tres procesos. \(\ H_1:\) \(μ_i≠μ_j\) , por lo menos un par \(i≠ j\) , de procesos difieren en la duración de las baterías.

Concatena los tres vectores dentro de un vector simple, junto con un vector factor indicador de la categoría o tratamiento (A, B, C) que origina cada observación. El resultado es un data.frame que tiene como componentes los dos vectores anteriores. ’

Baterias <- stack(Baterias); Baterias
   values      ind
1     100 procesoA
2      96 procesoA
3      92 procesoA
4      96 procesoA
5      92 procesoA
6      76 procesoB
7      80 procesoB
8      75 procesoB
9      84 procesoB
10     82 procesoB
11    108 procesoC
12    100 procesoC
13     96 procesoC
14     98 procesoC
15    100 procesoC
names(Baterias) # Muestra los encabezados de los vectores
[1] "values" "ind"   
aov.Baterias <- aov(values~ind, data=Baterias)
 # values~ind relaciona los valores muestrales con los respectivos grupos
summary(aov.Baterias)
            Df Sum Sq Mean Sq F value  Pr(>F)    
ind          2   1196     598    38.3 6.1e-06 ***
Residuals   12    187      16                    
---
Signif. codes:  0 '***' 0.001 '**' 0.01 '*' 0.05 '.' 0.1 ' ' 1
# Note que es necesario la instrucción anterior para poder visualizar la tabla ANOVA 

Se concluye que teniendo en cuenta el p-valor es menor que 0.05 se rechaza la hipotesis nula, es decir que la duracion de las baterias si depende del proceso con el cual se realiza.

OTRA FORMA: Prueba de igualdad de medias en un diseño de una vía (o unifactorial) asumiendo que las varianzas de los grupos son iguales

oneway.test(values~ind, data=Baterias, var.equal = TRUE) 

    One-way analysis of means

data:  values and ind
F = 38, num df = 2, denom df = 12, p-value = 6e-06
#Deshace la concatenación del vector de valores y el vector indicador de categoría.
Baterias = unstack(Baterias);Baterias
  procesoA procesoB procesoC
1      100       76      108
2       96       80      100
3       92       75       96
4       96       84       98
5       92       82      100