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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Unidad responsable:

330 - EPSEM - Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Manresa

Unidad que imparte:

749 - MAT - Departamento de Matemáticas

Curso:

2016

Titulación:

MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE LOS RECURSOS NATURALES (Plan 2015). (Unidad docente Obligatoria) MÁSTER UNIVERSITARIO EN INGENIERÍA DE LOS RECURSOS NATURALES (Plan 2009). (Unidad docente Obligatoria)

Créditos ECTS:

5

Idiomas docencia:

Catalán, Castellano

Profesorado Responsable:

JOSEP MARIA ROSSELL GARRIGA

Competencias de la titulación a las cuales contribuye la asignatura Específicas: 1. Analizar datos de campo y de laboratorio y diseñar experimentos, mediante métodos compurerizados. 2. Conocer las técnicas analíticas para la caracterización de los recursos naturales inorgánicos, así como de los residuos en sus diferentes estados, saber utilizarlas e interpretar los resultados. 3. Utilizar la información científico-técnica para responder eficientemente a cualquier demanda de preparación de un método analítico para la caracterización de un material de origen natural o antropogénico. Metodologías docentes El objetivo primordial del curso es familiarizar al alumno con los procesos estadísticos, tanto en su vertiente teórica como en la parte más práctica de la asignatura. Se trata de introducir y/o revisar los conceptos y las herramientas básicas de estadística que nos permiten efectuar muestreos, manipular datos, hacer análisis de los resultados, así como establecer inferencias estadísticas, realizar diseños de experimentos y trabajar con series temporales, todo ello siguiendo unos protocolos estadísticamente establecidos. Los datos que se trabajarán a lo largo del curso serán, fundamentalmente, de carácter medioambiental. Para la parte más práctica del curso, se utilizará el programa Minitab para la manipulación de datos. Se entregará a todos y cada uno de los alumnos un CD con el programa junto con un manual en versión pdf y se dejarán en la plataforma digital Atenea los ejercicios que deberán resolver los alumnos a lo largo del curso. Cabe señalar que el uso del programa Minitab cumple con la legalidad vigente, ya que como alumnos matriculados en un Máster de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) tienen licencia para instalar y utilizar de forma personal y gratuita dicho software. En los sesiones de exposición de contenidos, el profesor introducirá las bases teóricas de la materia, conceptos, métodos y resultados, ilustrándolos con ejemplos convenientes para facilitar su comprensión. Los alumnos, de manera autónoma, deberán hacer un esfuerzo personal para asimilar los conceptos, así como resolver los ejercicios propuestos con la ayuda del ordenador. Habrá sesiones presenciales donde el profesor resolverá las dudas surgidas después del aprendizaje autónomo.

Objetivos de aprendizaje de la asignatura Al finalizar el módulo Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos, el alumno debe

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos ser capaz de: - Realizar un correcto muestreo de un conjunto de datos. - Analizar correctamente un conjunto de datos, tanto desde un punto de vista gráfico como numérico. - Extraer conclusiones basadas en los resultados obtenidos en los apartados anteriores. - Interpretar los resultados obtenidos y extrapolarlos, mediante el uso de herramientas de inferencia estadística. - Saber plantear y resolver problemas de estadística multivariable. - Saber plantear y resolver problemas de regresión múltiple. - Saber plantear y resolver problemas sencillos de diseño y análisis de experimentos. - Saber plantear y resolver problemas sobre series temporales. - Ser capaz de utilizar herramientas estadísticas adecuadas para afrontar en general los problemas de estadística descritos en los apartados anteriores. Para ello, se usará el programa estadístico Minitab.

Horas totales de dedicación del estudiantado Dedicación total: 50h

Horas grupo grande:

30h

60.00%

Horas grupo mediano:

20h

40.00%

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Contenidos

Título del contenido 1: Estadística descriptiva: muestreo, medidas de posición y de dispersión

Dedicación: 13h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 8h

Descripción: 1. Introducción a la estadística descriptiva. Tipos de variables estadísticas 2. Técnicas de muestreo 3. Medidas de posición 4. Medidas de dispersión Actividades vinculadas: Actividad A1

Título del contenido 2: Representaciones gráficas de datos

Dedicación: 11h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 6h

Descripción: 1. La utilidad de las representaciones gráficas en estadística 2. Gráficos para variables discretas. Interpretación 3. Gráficos para variables continuas. Interpretación 4. Otros tipos de gráficos estadísticos. Interpretación Actividades vinculadas: Actividad A2

Título del contenido 3: Regresión lineal y no lineal. Ajuste de curvas

Dedicación: 19h Grupo grande/Teoría: 6h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: 1. Regresión lineal. Coeficientes de Pearson y de determinación 2. Regresión no lineal pero linealizable 3. Ajuste de curvas Actividades vinculadas: Actividad A3

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Título del contenido 4: Distribuciones notables

Dedicación: 13h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 8h

Descripción: 1. Variables aleatorias 2. Distribuciones discretas: uniforme, binomial, geométrica, Poisson 3. Distribuciones continuas: normal, t-Student, chi-quadrado, F-Fisher Actividades vinculadas: Actividad A4

Dedicación: 20h Título del contenido 5: Inferencia estadística: Intervalos de confianza y contrastes de hipótesis Grupo grande/Teoría: 6h

Grupo pequeño/Laboratorio: 2h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: 1. Conceptos previos sobre inferencia estadística 2. Intervalos de confianza de medias aritméticas, varianzas y proporciones 3. Contrastes de hipótesis de una media aritmética, una varianza y una proporción 4. Contrastes de hipótesis de dos medias aritméticas, dos varianzas, dos proporciones Actividades vinculadas: Actividad A5

Título del contenido 6: Conceptos de estadística multivariable

Dedicación: 17h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: 5. Introducción a la estadística multivariable. Conceptos previos 6. Exploración inicial de los datos 7. Algunas técnicas de análisis de datos. Análisis de dependencia 8. Regresión lineal múltiple Actividades vinculadas: Actividad A6

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Título del contenido 7: Diseño y análisis de experimentos

Dedicación: 17h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: 1. Introducción al diseño de experimentos 2. Experimentos unifactoriales 3. Introducción a los diseños factoriales 4. Diseño factorial 2k Actividades vinculadas: Actividad A7

Título del contenido 8: Series temporales

Dedicación: 15h Grupo grande/Teoría: 4h Grupo pequeño/Laboratorio: 1h Aprendizaje autónomo: 10h

Descripción: 1. Introducción a las series temporales 2. Descomposición de una serie temporal 3. Modelización con variables categóricas 4. Autocorrelación Actividades vinculadas: Actividad A8

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Planificación de actividades

Título de la actividad A1: Estadística descriptiva: muestreo, medidas de posición y de dispersión

Dedicación: 8h Aprendizaje autónomo: 8h

Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Introducir cualquier tipo de datos en el programa Minitab 2. Manipular datos: ordenar, filtrar, codificar, realizar operaciones, etc. 3. Saber manejar correctamente el menú ?Help? del Minitab 4. Trabajar con diferentes archivos de datos que Minitab tiene incorporados 5. Moverse por los diferentes menús de Minitab con soltura 6. Calcular distintos valores estadísticos de datos

Título de la actividad A2: Representaciones Dedicación: 6h Aprendizaje autónomo: 6h gráficas de datos Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Reconocer diferentes tipos de datos y confeccionar los gráficos adecuados 2. Representar diagramas de puntos, de polígonos, de frecuencias, etc. i saberlos interpretar 3. Utilizar diagramas de caja y saber extraer conclusiones

Título de la actividad A3: Regresión lineal y Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 12h no lineal. Ajuste de curvas Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Partiendo de un conjunto de datos, encontrar el mejor ajuste lineal o no lineal posible 2. Calcular el coeficiente de Pearson o de determinación para los ajustes obtenidos 3. Realizar predicciones a partir de los ajustes obtenidos

Título de la actividad A4: Distribuciones notables

Dedicación: 8h Aprendizaje autónomo: 8h

Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Utilizar la distribución correcta ante un problema donde intervengan variables aleatorias 2. Calcular los valores tabulados de las distribuciones, tanto manualmente (tablas) como haciendo uso del Minitab 3. Trabajar correctamente la distribución normal, por ser la más utilizada en estadística

Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 12h

Título de la actividad A5: Inferencia estadística: Intervalos de confianza y contrastes de hipótesis Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab

Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Calcular intervalos de confianza para medias aritméticas, varianzas y proporciones poblacionales, tanto manualmente como con Minitab 2. Plantear correctamente un test de hipótesis para una media aritmética, una varianza o una proporción poblacional. Calcularlo manualmente y con ayuda del Minitab 3. Plantear correctamente un test de hipótesis para dos medias aritméticas, dos varianzas o dos proporciones poblacionales. Calcularlo manualmente y con ayuda del Minitab 4. Extraer conclusiones de los contrastes obtenidos anteriormente

Título de la actividad A6: Conceptos de estadística multivariable

Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Conocer las técnicas del análisis multivariable 2. Saber reconocer y plantear un problema de regresión lineal múltiple 3. Extraer conclusiones a partir de los resultados obtenidos en un problema de regresión lineal múltiple 4. Utilizar el programa Minitab como herramienta de planteamiento y resolución de problemas de regresión lineal múltiple

Título de la actividad A7: Diseño y análisis de experimentos

Dedicación: 12h Aprendizaje autónomo: 12h

Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Saber plantear problemas de diseño de experimentos unifactoriales 2. Saber plantear problemas de diseño de experimentos factoriales 3. Saber plantear problemas simples de diseño de experimentos 2k 4. Extraer conclusiones a partir de los resultados obtenidos en un problema de diseño de experimentos 5. Hacer uso del Minitab como herramienta para el planteamiento y la resolución de problemas de diseño de experimentos

Título de la actividad A8: Series temporales

Dedicación: 10h Aprendizaje autónomo: 10h

Descripción: Actividad individual: Ejercicios prácticos Material de soporte: Minitab Descripción de la entrega esperada y vínculos con la evaluación: La actividad resuelta tendrá que entregarse al profesor Representa una parte de la evaluación continua del módulo Objetivos específicos: Al finalizar la actividad el alumno deber ser capaz de: 1. Reconocer y saber plantear un problema relacionado con series temporales 2. Efectuar una descomposición de una serie temporal 3. Realizar una autocorrelación de una serie temporal 4. Saber extraer conclusiones de los resultados obtenidos haciendo uso del Minitab

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Sistema de calificación Evaluación (Modalidad Presencial): La nota final será el resultado de: 1. La asistencia del alumno a lo largo del curso. 2. La participación y el grado de implicación del alumno a lo largo del curso. 3. Trabajos individuales (actividades A1-A8) que el alumno deberá exponer y defender a lo largo del curso. La nota obtenida en los trabajos presentados supondrá el peso máximo de la nota final. Evaluación (Modalidad Semipresencial): El alumno deberá realizar las actividades A1-A8 detalladas anteriormente, que deberá entregar a través de la plataforma digital Atenea de forma periódica (se prevé que sea quincenalmente). Los ejercicios tendrán que ser resueltos mediante el programa estadístico Minitab (o programa equivalente). Se ofrecerán resúmenes de los temas tratados a lo largo del curso, así como "links" a páginas web de especial interés para una mayor comprensión de los temas tratados. La nota final será el resultado de: 1. La entrega y evaluación de los trabajos que el alumno habrá realizado de forma individual a lo largo del curso. 2. Al finalizar el curso, habrá una sesión presencial sobre los trabajos entregados. El alumno tendrá que demostrar que ha sido él quien ha realizado los trabajos y que ha asimilado correctamente la materia del curso. Normas de realización de las actividades Todas las actividades son obligatorias. Si no se realiza alguna de les actividades A1-A8 del programa, se calificará con un cero.

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33104 - TAEDDPE - Técnicas de Análisis Estadístico de Datos y Diseño y Planificación de Experimentos Bibliografía Básica: Tomeo Perucha, Venancio; Uña Juárez, Isaías. Lecciones de estadística descriptiva : curso teórico-práctico. Madrid: Thomson, cop. 2003. ISBN 8497321928. Walpole, Ronald E. Probabilidad y estadística para ingeniería y ciencias. 8ª ed. México: Pearson Educación, 2007. ISBN 97026-0936-4. Ipiña, Santiago L; Durand, Ana Isabel. Inferencia estadística y análisis de datos. Madrid: Pearson Educación, 2008. ISBN 97884-8322-404-5. Polo Miranda, Carlos. Estadística multivariable [en línea]. 4ª ed. Barcelona: Edicions UPC, 2005 [Consulta: 16/01/2015]. Disponible a: . ISBN 84-8301-815-2. Montgomery, Douglas C. Design and analysis of experiments. 3rd ed. New York [etc.]: John Wiley & Sons, cop. 1991. ISBN 0471-52000-4. Box, George E. P; Hunter, William Gordon; Hunter, J. Stuart. Estadística para investigadores : introducción al diseño de experimentos, análisis de datos y construcción de modelos. Barcelona [etc.]: Reverté, cop. 1988. ISBN 84-291-5041-2. Pepió Viñals, Montserrat. Series temporales [Recurs electrònic] [en línea]. 2ª ed. Barcelona: Edicions UPC, 2002 [Consulta: 16/01/2015]. Disponible a: . ISBN 84-8301-636-2.

Complementaria: Schaffer, R. L. ;Mendenhall, W. ; Lyman, R. Elementos de muestreo. Sexta edición. Madrid: Thomson, 2007. ISBN 9687270209.

Otros recursos: Material informático Minitab Úso del programa Minitab para el procesamiento de datos estadísticos y para el diseño y planificación de experimentos. Dicho programa puede ser instalado por el alumno en su ordenador personal.

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