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)

Sequential monitoring of hospital adverse events when control charts fail : the example of fall injuries in hospitals

Objective To evaluate methods for monitoring monthly aggregated hospital adverse event data that display clustering, non-linear trends and possible autocorrelation. Design Retrospective audit. Setting The Northern Hospital, Melbourne, Australia. Participants 171,059 patients admitted between January 2001 and December 2006. Measurements The analysis is illustrated with 72 months of patient fall injury data using a modified Shewhart U control chart, and charts derived from a quasi-Poisson generalised linear model (GLM) and a generalised additive mixed model (GAMM) that included an approximate upper control limit. Results The data were overdispersed and displayed a downward trend and possible autocorrelation. The downward trend was followed by a predictable period after December 2003. The GLM-estimated incidence rate ratio was 0.98 (95% CI 0.98 to 0.99) per month. The GAMM-fitted count fell from 12.67 (95% CI 10.05 to 15.97) in January 2001 to 5.23 (95% CI 3.82 to 7.15) in December 2006 (p<0.001). The corresponding values for the GLM were 11.9 and 3.94. Residual plots suggested that the GLM underestimated the rate at the beginning and end of the series and overestimated it in the middle. The data suggested a more rapid rate fall before 2004 and a steady state thereafter, a pattern reflected in the GAMM chart. The approximate upper two-sigma equivalent control limit in the GLM and GAMM charts identified 2 months that showed possible special-cause variation. Conclusion Charts based on GAMM analysis are a suitable alternative to Shewhart U control charts with these data.

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.

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.

Proposta de um método para o controle estatístico de processo para observações autocorrelacionadas

Muitos processos de manufatura têm utilizado as tradicionais Cartas de Controle de Shewhart. Entretanto, quando as observações estão autocorrelacionadas, é necessário tratar os dados antes de realizar o controle estatístico. O tema principal deste trabalho é o Controle Estatístico de Processo (CEP) para observações autocorrelacionadas em processos de manufatura. O objetivo principal desse trabalho é consolidar um método de Controle Estatístico de Processo de manufatura que apresenta observações autocorrelacionadas. Como resultado foi obtida uma nova carta de controle. Essa carta de controle permite que as observações sejam monitoradas diretamente, no lugar do monitoramento do gráfico de resíduos, o que facilita o entendimento e o acompanhamento do processo por parte do operador. O método apresenta resultados satisfatórios, os quais são comparados com outras técnicas. Também foi realizado um levantamento de técnicas utilizadas para o tratamento de dados autocorrelacionados em CEP.

Variabilidade de processos

Unidade 4

Controle on-line por atributos para o número de não-conformidades no item inspecionado com base em uma sequência de inspeção

This paper proposes a procedure to control on-line processes for attributes, using an Shewhart control chart with two control limits (warning limit and control limit) and will be based on a sequence of inspection (h). The inspection procedure is based on Taguchi et al. (1989), in which to inspect the item, if the number of non-conformities is higher than an upper control limit, the process needs to be stopped and some adjustment is required; and, if the last inspection h, from all items inspected present a number of non-conformities between the control limit and warning limit. The items inspected will suffer destructive inspection, being discarded after inspection. Properties of an ergodic Markov chain are used to get the expression of average cost per item and the aim was the determination of four optimized parameters: the sampling interval of the inspections (m); the constant W to draw the warning limit (W); the constant C to draw the control limit (C), where W £ C, and the length of sequence of inspections (h). Numerical examples illustrate the proposed procedure

Double sampling (x)over-bar control chart for a first-order autoregressive moving average process model

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Performance Comparisons of EWMA Control Chart Schemes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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.

Gráficos de controle X para processos robustos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

An adaptive chart for monitoring the process mean and variance

Traditionally, an (X) over bar chart is used to control the process mean and an R chart is used to control the process variance. However, these charts are not sensitive to small changes in the process parameters. The adaptive ($) over bar and R charts might be considered if the aim is to detect small disturbances. Due to the statistical character of the joint (X) over bar and R charts with fixed or adaptive parameters, they are not reliable in identifing the nature of the disturbance, whether it is one that shifts the process mean, increases the process variance, or leads to a combination of both effects. In practice, the speed with which the control charts detect process changes may be more important than their ability in identifying the nature of the change. Under these circumstances, it seems to be advantageous to consider a single chart, based on only one statistic, to simultaneously monitor the process mean and variance. In this paper, we propose the adaptive non-central chi-square statistic chart. This new chart is more effective than the adaptive (X) over bar and R charts in detecting disturbances that shift the process mean, increase the process variance, or lead to a combination of both effects. Copyright (c) 2006 John Wiley & Sons, Ltd.