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En este trabajo de investigación, la optimización del diseño del pistón se realiza mediante métodos DOE y se simula con el software Ansys FEM. El método DOE Taguchi es seleccionado para el diseño de experimentos para este trabajo de investigación. Un total de cinco factores, que son el material del pistón, la temperatura de la cabeza del pistón, la presión del gas del pistón, el recubrimiento térmico de la cabeza del pistón y el último factor es el diseño geométrico del pistón. Cada factor tiene cuatro niveles. Para el estudio de investigación se ha resuelto una matriz ortogonal de 16 experimentos. Los 16 experimentos se resuelven utilizando el software Ansys FEM. Para este trabajo de investigación se seleccionan dos parámetros de respuesta denominados tensión térmica y deformación. Se realiza un análisis de la relación señal/ruido para ambas respuestas y se identifica el rango del factor y el mejor caso para este estudio. En ambos casos, el diseño del factor y la temperatura de la superficie de la corona es la condición de contorno más idéntica y mejor para la optimización del diseño del pistón. El análisis de la varianza también se realiza para este estudio de investigación y la ecuación de modelado no lineal se genera con la aprobación de la comprobación de la adecuación de estas ecuaciones de modelado. La función de deseabilidad compuesta se utiliza para modificar el análisis óptimo para ambas respuestas denominadas tensión y deformación.