Shewhart's control charts and process capability ratio applied to a sewage treatment station

The current study used statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment station. The concerned station is located in Cascavel city, Paraná State. The evaluated parameters were hydrogenionic potential, settleable solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand in five days. Statistical analysis was performed through Shewhart control charts and process capability ratio. According to Shewhart charts, only the BOD(5.20) variable was under statistical control. Through capability ratios, we observed that except for pH the sewage treatment station is not capable to produce effluents under characteristics that fulfill specifications or standard launching required by environmental legislation.

Economic design of Shewhart control charts for monitoring autocorrelated data with skip sampling strategies

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Gráficos de controle de Shewhart: Duas década de pesquisa

Esta tese apresenta, de forma compacta, os trabalhos mais importantes do autor, que são frutos de uma pesquisa de vinte anos sobre gráficos de Shewhart. O autor estudou os modelos que descrevem o tipo e o instante de ocorrência das causas especiais, propôs novos esquemas de amostragens e estatísticas de monitoramento. Mais recentemente, vem avaliando a capacidade dos gráficos de controle em sinalizar causas especiais quando as observações são autocorrelacionadas e propondo novas estatísticas para o monitoramento de processos mutivariados.

A new sampling strategy for the Shewhart control chart monitoring a process with wandering mean

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Economic design of an X chart for short-run production

The aim of this paper is to present an economical design of an X chart for a short-run production. The process mean starts equal to mu(0) (in-control, State I) and in a random time it shifts to mu(1) > mu(0) (out-of-control, State II). The monitoring procedure consists of inspecting a single item at every m produced ones. If the measurement of the quality characteristic does not meet the control limits, the process is stopped, adjusted, and additional (r - 1) items are inspected retrospectively. The probabilistic model was developed considering only shifts in the process mean. A direct search technique is applied to find the optimum parameters which minimizes the expected cost function. Numerical examples illustrate the proposed procedure. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

The application of statistical process control charts to the detection and monitoring of hospital-acquired infections

The monitoring of infection control indicators including hospital-acquired infections is an established part of quality maintenance programmes in many health-care facilities. However, surveillance data use can be frustrated by the infrequent nature of many infections. Traditional methods of analysis often provide delayed identification of increasing infection occurrence, placing patients at preventable risk. The application of Shewhart, Cumulative Sum (CUSUM) and Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) statistical process control charts to the monitoring of indicator infections allows continuous real-time assessment. The Shewhart chart will detect large changes, while CUSUM and EWMA methods are more suited to recognition of small to moderate sustained change. When used together, Shewhart and EWMA methods are ideal for monitoring bacteraemia and multiresistant organism rates. Shewhart and CUSUM charts are suitable for surgical infection surveillance.

Aplicação do controlo estatístico do processo numa indústria de derivados de tomate

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Aplicação dos métodos de Taguchi e estudo da capacidade do processo: caso de estudo na indústria automóvel

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Políticas de amostragem em controlo estatístico da qualidade

Nesta Dissertação apresentam-se e estudam-se, de uma forma crítica, dois novos métodos de amostragem adaptativa e uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem, no contexto do controlo estatístico da qualidade. Considerando como base uma carta de controlo para a média do tipo Shewhart, estudamos as suas propriedades estatísticas e realizamos estudos comparativos, em termos do seu desempenho estatístico, com alguns dos métodos mais referenciados na literatura.Inicialmente, desenvolvemos um novo método adaptativo de amostragem no qual os intervalos entre amostras são obtidos com base na função densidade da distribuição de Laplace reduzida. Este método revela-se, particularmente, eficiente na deteção de moderadas e grandes alterações da média, pouco sensível à limitação do menor intervalo de amostragem e robusto face a diferentes situações consideradas para a não normalidade da característica da qualidade. Em determinadas situações, este método é sempre mais eficiente do que o método com intervalos de amostragem adaptativos,dimensões amostrais fixas e coeficientes dos limites de controlo fixos. Tendo como base o método de amostragem definido no ponto anterior e um método no qual os intervalos de amostragem são definidos antes do início do controlo do processo com base na taxa cumulativa de risco do sistema, apresentamos um novo método de amostragem que combina o método de intervalos predefinidos com o método de intervalos adaptativos. Neste método, os instantes de amostragem são definidos pela média ponderada dos instantes dos dois métodos, atribuindo-se maior peso ao método adaptativo para alterações moderadas (onde o método predefinido é menos eficaz) e maior peso ao método predefinido nos restantes casos (onde o método adaptativo é menos eficaz). Desta forma, os instantes de amostragem, inicialmente calendarizados de acordo com as expectativas de ocorrência de uma alteração tomando como base a distribuição do tempo de vida do sistema, são adaptados em função do valor da estatística amostral calculada no instante anterior. Este método é sempre mais eficiente do que o método periódico clássico, o que não acontece com nenhum outro esquema adaptativo, e do que o método de amostragem VSI para alguns pares de amostragem, posicionando-se como uma forte alternativa aos procedimentos de amostragem encontrados na literatura. Por fim, apresentamos uma nova medida de desempenho de métodos de amostragem. Considerando que dois métodos em comparação têm o mesmo tempo médio de mau funcionamento, o desempenho dos métodos é comparado através do número médio de amostras recolhidas sob controlo. Tendo em conta o tempo de vida do sistema, com diferentes taxas de risco, esta medida mostra-se robusta e permite, num contexto económico, um melhor controlo de custos por unidade de tempo.

Application of multivariate statistical process control to fuel cell manufacturing

Univariate statistical control charts, such as the Shewhart chart, do not satisfy the requirements for process monitoring on a high volume automated fuel cell manufacturing line. This is because of the number of variables that require monitoring. The risk of elevated false alarms, due to the nature of the process being high volume, can present problems if univariate methods are used. Multivariate statistical methods are discussed as an alternative for process monitoring and control. The research presented is conducted on a manufacturing line which evaluates the performance of a fuel cell. It has three stages of production assembly that contribute to the final end product performance. The product performance is assessed by power and energy measurements, taken at various time points throughout the discharge testing of the fuel cell. The literature review performed on these multivariate techniques are evaluated using individual and batch observations. Modern techniques using multivariate control charts on Hotellings T2 are compared to other multivariate methods, such as Principal Components Analysis (PCA). The latter, PCA, was identified as the most suitable method. Control charts such as, scores, T2 and DModX charts, are constructed from the PCA model. Diagnostic procedures, using Contribution plots, for out of control points that are detected using these control charts, are also discussed. These plots enable the investigator to perform root cause analysis. Multivariate batch techniques are compared to individual observations typically seen on continuous processes. Recommendations, for the introduction of multivariate techniques that would be appropriate for most high volume processes, are also covered.

Índice de capacidade do processo na avaliação da irrigação por aspersão

Analisar a qualidade da irrigação, além de avaliar seu bom funcionamento, é uma forma de verificar a viabilidade de sua implantação e operação. Como a uniformidade de distribuição é um dos parâmetros mais utilizados para essa avaliação, este trabalho objetivou utilizar técnicas de engenharia de qualidade, usando o índice de capacidade do processo (Cpl) para avaliar a uniformidade de distribuição de água em um sistema de irrigação por aspersão convencional. Os ensaios foram conduzidos no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola, UNIOESTE, com dois aspersores modelo Super10, marca NAANDAN, espaçados 9 m entre si, durante 25 irrigações de 1 h cada. Os dados climáticos foram coletados a cada 10 min, por uma estação meteorológica sem fio. Encontraram-se um CUC médio de 79,72% e velocidade do vento média de 1,85 m s-1. Foram aplicados os testes de controle de qualidade, elaborando os gráficos de controle de Shewhart e calculado o índice de capacidade do processo (Cpl), sendo que os resultados obtidos permitem afirmar que a utilização do índice de capacidade do processo torna-se uma ferramenta poderosa para classificar sistemas de irrigação em função de sua uniformidade de distribuição.

Kinetic behavior of nitrification in the post-treatment of poultry wastewater in a sequential batch reactor

A sequential batch reactor with suspended biomass and useful volume of 5 L was used in the removal of nutrients and organic matter in workbench scale under optimal conditions obtained by central composite rotational design (CCRD), with cycle time (CT) of 16 h (10.15 h, aerobic phase, and 4.35 h, anoxic phase) and carbon: nitrogen ratio (COD/NO2--N+NO3--N) equal to 6. Complete cycles (20), nitrification followed by denitrification, were evaluated to investigate the kinetic behavior of degradation of organic (COD) and nitrogenated (NH4+-N, NO2--N and NO3--N) matter present in the effluent from a bird slaughterhouse and industrial processing facility, as well as to evaluate the stability of the reactor using Shewhart control charts of individual measures. The results indicate means total inorganic nitrogen (NH4+-N+NO2- -N+NO3--N) removal of 84.32±1.59% and organic matter (COD) of 53.65±8.48% in the complete process (nitrification-denitrification) with the process under statistical control. The nitrifying activity during the aerobic phase estimated from the determination of the kinetic parameters had mean K1 and K2 values of 0.00381±0.00043 min-1 and 0.00381±0.00043 min-1, respectively. The evaluation of the kinetic behavior of the conversion of nitrogen indicated a possible reduction of CT in the anoxic phase, since removals of NO2--N and NO3--N higher than 90% were obtained with only 1 h of denitrification.

Cartas adaptativas de controle : desenvolvimento de metodologia para implementação em processos de manufatura

As cartas de controle estatístico têm sido utilizadas com sucesso no monitoramento do desempenho de processos industriais. Diversas modificações nas cartas tradicionais de Shewhart vêm sendo propostas na literatura. Tais modificações visam adaptar as cartas de controle ao monitoramento de processos com características especiais; entre elas, destacam-se as cartas de controle adaptativas. As cartas são ditas adaptativas quando pelo menos um de seus parâmetros (tamanho de amostra, intervalo de amostragem e coeficiente dos limites de controle) pode variar durante o monitoramento do processo. A determinação dos valores dos parâmetros das cartas de controle pode considerar aspectos estatísticos, econômicos ou uma combinação de ambos. Os modelos estatístico-econômicos consideram, além de indicadores de desempenho estatístico, os custos associados ao controle. A implementação de cartas adaptativas baseadas neste tipo de modelo, devido a sua complexidade, é melhor conduzida por meio de uma metodologia de planejamento. Neste trabalho, após uma revisão da literatura sobre cartas tradicionais e adaptativas, incluindo o projeto econômico das mesmas, propõe-se uma metodologia para o planejamento da implementação de cartas adaptativas de controle para monitorar processos onde cartas de controle tradicionais estão sendo utilizadas A metodologia é composta de cinco passos gerais, detalhados na dissertação, e foi elaborada a partir de um estudo de caso em uma indústria do setor automotivo, no qual se utilizou um modelo estatístico-econômico. No estudo de caso, o significado e a forma de determinação dos parâmetros do modelo econômico são detalhados. Os resultados do estudo de caso são comparados quanto aos custos operacionais para as cartas adaptativas e tradicionais de controle de processo. Os resultados obtidos indicaram ser preferível o uso de cartas adaptativas ao uso de cartas tradicionais para monitorar o processo estudado, principalmente no caso de pequenas variações na média da característica de qualidade monitorada. Embora de natureza genérica, a metodologia proposta pode ser facilmente adaptada para contemplar diferentes aplicações industriais.

Controle estátistico de processos em meios continuos : (dados autocorrelacionados)

Esta dissertação examina soluções para o controle estatístico em sistemas de produção que utilizam meios contínuos, onde freqüentemente os dados de análise apresentam o fenômeno da autocorrelação. A princípio são abordadas as técnicas de CEP tradicional (gráficos de Shewhart) para meios discretos, mostrando-se que estas técnicas não dão o resultado esperado quando utilizadas em processos contínuos, tanto em relação à amostragem como ao problema da autocorrelação. Em seguida são apresentadas outras soluções baseadas em técnicas mais recentes como EWMA e modelos autorregressivos, que tem uma melhor performance em meios contínuos. Damos os aspectos teóricos e exemplos de aplicação de cada solução obtida por consulta bibliográfica. Finalmente, é feita uma simulação comparativa das soluções citadas, baseandose em programação de macros e uso de software, para verificar o escopo e desempenho das soluções, sendo dadas recomendações sobre o seu uso, bem como sugestões para futuras pesquisas.