Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franciele_Caovila_Follador.pdf: 1528184 bytes, checksum: 6375f43a0bd9e310e3ff73fe5f0552e9 (MD5) Previous issue date: 2010-07-01 / Water is a natural resource, biochemical component, a way of life of all species, a source for social and cultural values, a factor of production. The water pollution harms human health and the natural environment. In the characterization of water quality, we use variables that represent physical-chemical and biological indicators of water quality, which represent impurities when they exceed established values. To assess quickly and efficiently these data that indicate the environmental situation, especially the water quality, it can use technical tools of statistical process control. Thus, this study sought to evaluate the tools of statistical process control in assessing the water quality of Mandurim water to compare with CONAMA Resolution 357/2005, and identify which is the best control chart for such a process and calculate the Index of Water Quality (WQI), trophic index, univariate and multivariate process capability index. To assess the water quality of Mandurim river it was performed a literature search and a field research with data from collections made from 2003 to 2009 totaling 30 samples. The 1st point was located upstream, in the geographic coordinates Latitude: 26 º 11 '11 "South and Longitude: 53 º 06' 01" West, at an altitude of 637m. The 2nd point is downstream, near the mouth of Mandurim River, Rio Marrecas, located in the geographic coordinates Latitude: 26 º 08 '03 "South and Longitude: 53 º 06' 08" West, and altitude of 563m. The parameters chosen to evaluate water quality were: dissolved oxygen (DO), temperature of the water, total and fecal coliforms, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand, phosphorus, hydrogen potential, nitrogen, total solids, turbidity. The analysis of the data was through individuals Shewhart control charts, exponentiated weighted moving average (EWMA), cumulative sum (Cusum), univariate and multivariate process capability index, index of water quality, trophic index. With the exception of variable pH, the variables at all control points showed high variability in the data. In the CUSUM chart, it was observed the variables of pH, nitrogen, BOD, total solids, temperature and downstream DO, phosphorus, turbidity upstream, which processes showed to be out of statistical control by submitting more than two points above or below the limits of the chart. Among the EWMA chart, the upstream OD parameter and the nitrogen and total solids downstream parameters showed with points above or below of the control limits, and this chart was more effective when working with water quality, followed by Shewhart and CUSUM. The multivariate control chart is advantageous from the standpoint that it saves time in tracking and analyzed several parameters simultaneously. The bivariate correlations between variables of water quality showed a high correlation between the COD and BOD, beyond values greater than 0.05 in most parameters, justifying the correlation between variables. The WQI has resulted upstream 91 and downstream 86, considered as excellent quality. The TSI was considered good, since is below 44 shows a very low amount of organic matter. For the process capability index, it was observed except for pH, nitrogen, temperature, solids upstream and downstream, that the processes of the other variables are not able to meet the specifications. The results presented as a multivariate index 0.52 to 0.41 upstream and downstream, following the WQI. In the other words, when the WQI increases the capability index process also increase. / A água é um recurso natural, componente bioquímico, meio de vida de todas as espécies, componente de valores sociais e culturais, fator de produção. Sua poluição prejudica a saúde humana e o ambiente natural. Na caracterização da qualidade da água, utilizam-se algumas variáveis que representam suas características físico-químicas e biológicas, os indicadores de qualidade da água, que representam impurezas quando ultrapassam a certos valores estabelecidos. Para avaliar de forma rápida e eficiente esses dados que indicam a situação ambiental, principalmente a qualidade da água, utilizam-se técnicas de controle estatístico do processo. Desta forma, este trabalho buscou utilizar as ferramentas de controle estatístico do processo na avaliação da qualidade da água do rio Mandurim, a fim de comparar dados com a Resolução 357/2005 do CONAMA, além de identificar qual a melhor carta de controle para tal processo e calcular o Índice de Qualidade da Água - IQA, índice trófico e índice de capacidade do processo univariado e multivariado. Para avaliar a qualidade da água do rio Mandurim foi realizada pesquisa bibliográfica, bem como pesquisa de campo com dados de coletas realizadas de 2003 a 2009, perfazendo 30 amostras. O 1º ponto, situado a montante, localiza-se nas coordenadas geográficas de Latitude: 26º 11 11 Sul e Longitude: 53º 06' 01" Oeste, a uma altitude de 637m. O 2º ponto, situado a jusante, próximo da foz do rio Mandurim, no Rio Marrecas, está localizado nas coordenadas geográficas de Latitude: 26º 08 03 Sul e Longitude: 53º 06' 08" Oeste, e altitude de 563m. As variáveis escolhidas para avaliação da qualidade da água foram: oxigênio dissolvido, temperatura da água, coliformes fecais, coliformes totais, demanda bioquímica de oxigênio, demanda química de oxigênio, fósforo, potencial hidrogeniônico, nitrogênio, sólidos totais e turbidez. A análise dos dados se deu através de cartas de controle individuais de Shewhart, média móvel exponencialmente ponderada, soma acumulativa, multivariada e índice de capacidade de processo univariado e multivariado, índice de qualidade da água e índice trófico. Com exceção da variável pH, as demais variáveis verificadas em todos os pontos de controle apresentaram elevada variabilidade dos dados. Nas cartas de CUSUM observaram-se os parâmetros: pH, nitrogênio, DBO, sólidos totais, temperatura a jusante e OD, fósforo, turbidez a montante, em que seus processos mostraram-se fora de controle estatístico por apresentarem mais de dois pontos acima ou abaixo dos limites do gráfico. Dentre as cartas MMEP, o parâmetro OD montante e os parâmetros nitrogênio e sólidos totais jusante mostraram-se com pontos acima ou abaixo dos limites de controle, tendo sido estas cartas, seguidas pela Shewhart e CUSUM, mais eficazes quando se trabalha com qualidade de água. O gráfico de controle multivariado é vantajoso do ponto de vista do tempo no monitoramento e da análise de vários parâmetros ao mesmo tempo. As correlações bivariadas entre as variáveis de qualidade da água mostraram alta correlação entre as variáveis DQO e DBO, além de valores maiores de 0,05 na maioria dos parâmetros, justificando correlação entre as variáveis. O IQA teve como resultado a montante 91 e a jusante 86, sendo considerado de qualidade ótima. O índice de estado trófico foi considerado bom, pois abaixo de 44 apresenta baixa quantidade de matéria orgânica. Para o índice de capacidade do processo, observou-se que, com exceção do pH, nitrogênio, temperatura, sólidos a montante e jusante, os processos das outras variáveis não são capazes de cumprir as especificações. O índice multivariado apresentou como resultados 0,52 a montante e 0,41 a jusante, acompanhando o IQA, ou seja, quando o IQA aumenta o índice de capacidade de processo também aumenta.

Apesar do reconhecimento da relevante contribuição epidemiológica dos registros de condenação em abatedouros, é escassa a divulgação sobre estudos referentes às circunstâncias relacionadas com as apreensões em matadouros de frangos. Avaliaram-se dez anos de registros oficiais de condenação em um abatedouro sob inspeção federal no Estado de São Paulo, obtendo-se informações a respeito de 24 causas de apreensão. Análises de tendência, sazonalidade e de componente cíclico foram efetuadas para 21 variáveis. Isto é discutido frente às dificuldades na obtenção sistemática e fidedigna de dados, propondo-se a utilização de programas informatizados para análise dos registros mensais em tempo real, o que possibilita a reavaliação dos programas de controle para as enfermidades desencadeantes das apreensões. Abordaram-se aspectos legislativos da inspeção de aves, enfocando limitações internacionais e particularidades de alguns processos patológicos, sugerindo adequação em determinados procedimentos sanitários. Destacou-se a comparação de dados locais com apreensões de vários países e o impacto interpretativo de diferentes metodologias de análise na concepção das ocorrências. As avaliações permitiram concluir que abordagens informatizadas para sazonalidade e ciclicidade nas séries temporais de apreensões podem incrementar o poder da verificação de programas HACCP. Além disso, observou-se maior poder para revelação de padrões, pela associação dos dois tipos de análise. / There is a lack of studies for circumstances related to poultry abattoir condemnations, despite its wide recognition as a relevant source of epidemiological information. Ten year official condemnation records were issued for one federal inspected slaughterhouse in São Paulo State, Brazil, gathering data about 24 condemnation causes. Global, seasonal and cyclical trends were evaluated for 21 variables, which were further debated concerning trouble reporting of systematic reliable data. Furthermore, the study suggests software packages utilization for real-time monthly data analysis, which in turn leads to control schedules reevaluation for condemnation disease determinants. Legislative approach to poultry inspection, focusing on international limitations and pathological process features were asked for sanitary procedures adequacy. The local and several countries data comparison, besides different analytical methodology impact were highlighted. The conclusion assigns that time series seasonal and cyclical computerized analysis can enhance HACCP\'s verification power and better reveal patterns when combined.

[pt] O objetivo desta pesquisa é propor o desenvolvimento de uma metodologia baseada em métodos estatísticos para mensurar, a priori, as variáveis que compõem o índice de cobrabilidade de uma empresa distribuidora de energia elétrica brasileira. Tal índice, definido como a razão entre a arrecadação do mês corrente e o faturamento anterior, representa, para a cadeia de valor das empresas distribuidoras de energia elétrica, o retorno dos custos e a geração de excedentes para investimentos. O uso de métodos estatísticos tem propiciado às organizações modelar e quantificar as incertezas presentes nas variáveis do processo de tomada de decisão. A motivação para o desenvolvimento do trabalho ocorreu devido à necessidade empresarial de uma distribuidora em atribuir confiabilidade ao índice supracitado. A pesquisa foi realizada considerando uma amostra dos clientes cativos que pertencem ao grupo A de uma distribuidora de energia elétrica brasileira. A metodologia proposta consiste em: (i) utilizar estatísticas descritivas e modelo de previsão em séries temporais para fornecer a projeção de faturamento e de arrecadação mensal da distribuidora de energia elétrica visando estabelecer, a priori, o índice de cobrabilidade mensal desta e, (ii) adaptar e aplicar os gráficos de controle Wineglass, Shipwreck e Outlook a fim de monitorar diariamente a relação arrecadação prevista versus arrecadação real. Os resultados revelaram que a metodologia proposta estabelece uma estimativa confiável das variáveis que compõem o índice de cobrabilidade visto que o erro percentual de previsão é mínimo. / [en] The objective of this research is to a propose the development of a methodology based on statistical methods to measure, a priori, the variables which compose the index of collectability of a Brazilian company distributing electric energy. This index, defined as the ratio between the revenue of current month by previous billing, represents for the value chain of the companies distributing electric energy, the return costs and generate surpluses for investment. The use of statistical methods has enabled organizations to model and quantify the uncertainties present in the variables of the process of decision making. The motivation for development of the work was due to need of the companies distributing to assign reliability to the aforementioned index. The research was conducted considering a sample of captive customers who belong to the group A of a Brazilian company distributing electric energy. The proposed methodology consists of: (i) use descriptive statistic and forecasting model to provide a projection of billing and revenue monthly of companies distributing electric energy for the purpose of establish, a priori, the monthly index of collectability and, (ii) adapt and apply the control charts Wineglass, Shipwreck and Outlook for the monitoring daily of the relation forecast revenue against real revenue. The results showed that the proposed methodology provides a reliable estimate of the variables which compose the collectability index since the percentage error of prediction is minimal.

When the nonconformities are independent, a multivariate control chart for nonconformities called a demerit control chart using a distribution approximation technique called an Edgeworth Expansion, is proposed. For a demerit control chart, an exact control limit can be obtained in special cases, but not in general. A proposed demerit control chart uses an Edgeworth Expansion to approximate the distribution of the demerit statistic and to compute the demerit control limits. A simulation study shows that the proposed method yields reasonably accurate results in determining the distribution of the demerit statistic and hence the control limits, even for small sample sizes. The simulation also shows that the performances of the demerit control chart constructed using the proposed method is very close to the advertised for all sample sizes. Since the demerit control chart statistic is a weighted sum of the nonconformities, naturally the performance of the demerit control chart will depend on the weights assigned to the nonconformities. The method of how to select weights that give the best performance for the demerit control chart has not yet been addressed in the literature. A methodology is proposed to select the weights for a one-sided demerit control chart with and upper control limit using an asymptotic technique. The asymptotic technique does not restrict the nature of the types and classification scheme for the nonconformities and provides an optimal and explicit solution for the weights. In the case presented so far, we assumed that the nonconformities are independent. When the nonconformities are correlated, a multivariate Poisson lognormal probability distribution is used to model the nonconformities. This distribution is able to model both positive and negative correlations among the nonconformities. A different type of multivariate control chart for correlated nonconformities is proposed. The proposed control chart can be applied to nonconformities that have any multivariate distributions whether they be discrete or continuous or something that has characteristics of both, e.g., non-Poisson correlated random variables. The proposed method evaluates the deviation of the observed sample means from pre-defined targets in terms of the density function value of the sample means. The distribution of the control chart test statistic is derived using an approximation technique called a multivariate Edgeworth expansion. For small sample sizes, results show that the proposed control chart is robust to inaccuracies in assumptions about the distribution of the correlated nonconformities. / Graduation date: 2004

The application of Statistical Process Control (SPC) to software processes has been a challenging issue for software engineers and researchers. Although SPC is suggested for providing process control and achieving higher process maturity levels, there are very few resources that describe success stories, implementation details, and implemented guidelines for applying SPC to specific metrics. In this thesis the findings of a case study that is performed for investigating the applicability of SPC to software metrics in an emergent CMM Level 3 software organization are presented. As being one of the basic and most sophisticated tools of SPC, control charts are used for the analysis. The difficulties in application of Statistical Process Control to a CMM Level 3 organization are observed by using the existing data of defect density, rework percentage, productivity and review performance metrics and relevant suggestions are provided for dealing with them. Finally the analysis results are summarized and a guideline is prepared for software companies who want to utilize control charts by using their existing metric data.

Routine pipette calibration is an essential part of any quality assurance and quality control program in the forensic sciences and beyond. Pipette calibration standards in a forensic laboratory are typically set to the limits outlined by the document ISO8655, published by the International Organization for Standardization for the general scientific community. Alternative methods exist that may be capable of monitoring pipette stability across time in a forensic setting. Statistical process control charts, or Shewhart charts, are one such form of process control, which is being investigated for its potential application to pipette calibration monitoring for forensic DNA laboratories. Indeed, the application of process control lines for monitoring the calibration of volumetric equipment is not without precedent.1 To investigate the applicability of process control charts for monitoring pipette stability, a series of X ̅ and S charts, a type of Shewhart chart, have been produced from eight years of collected calibration data. A total of 71 pipettes of the following sizes were examined: 1-10 µL, 1-10 µL multi-channel, 10-100 µL, 100-1000 µL, 1-3 µL, 30-300 µL, 5-50 µL, 5-50 µL multi-channel, and 500-5000 µL pipettes. The ISO8655 calibration recommended volume limits of these pipettes have been added to the charts for the purposes of comparison. With these charts, it is possible to assess pipette performance over time in comparison to the ISO8655 calibration standards and to the control limits imposed by the Shewhart charts. The completed charts suggest that the methodology proposed by Shewhart shows promise as a supplement to ISO8655 recommendations for monitoring pipette stability across time. To corroborate the value of using Shewhart charts to monitor pipette performance, a serial dilution study in conjunction with a series of simulations with dynamic modeling software was performed. This dilution study investigated whether the systematic biases shown by the Shewhart charts could be measured in a laboratory setting. The simulations investigated multiple hypothetical pipetting scenarios concerning various levels of systematic bias. The simulations consistently corroborated the value of Shewhart charts to enforce better compliance between a pipette’s nominal and actual volume delivery, while the serial dilution study offered partial evidence of systematic pipetting bias.

A incerteza de medição ainda é tema de estudo e desenvolvimento, mesmo quase vinte anos após o lançamento do ISO GUM, que definiu um padrão internacional para o cálculo de incerteza. Mesmo assim, poucos estudos tratam da interface entre a incerteza de medição e outros aspectos da qualidade industrial, em especial ferramentas de controle de processo como cartas de controle. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar os efeitos da incerteza em cartas de controle e identificar sob quais situações de aplicação ela exerce maior influência. Foi feito um mapeamento dos artigos publicados entre 2004 e 2010 sobre incerteza de medição, para identificar quais as metodologias de cálculo e abordagem são mais utilizadas. Na sequência, foi desenvolvido um método incluir nas cartas de controle a incerteza do sistema de medição, modificando as probabilidades de erros tipo I e tipo II. Finalmente, foi elaborada uma simulação computacional utilizando o método desenvolvido, para que fosse possível analisar quais as situações nas quais a incerteza de medição deve ser obrigatoriamente considerada e quais ela pode ser negligenciada. / The measurement uncertainty is still subject of study and development, even almost twenty years after the release of the ISO GUM, which set an international standard for the its calculation. Still, few studies have addressed the interface between the measurement uncertainty and other aspects of industrial quality, in particular process control tools like control charts. The objective of this work is to study the effects of measurement uncertainty on control charts and to identify the situations in which its application exerts greater influence. A research was made, mapping of the articles published between 2004 and 2010 regarding measurement uncertainty, aiming to identify which calculation methods and approaches are most widely used. After, a method was developed to include uncertainty of the measurement system in control charts, modifying the probabilities of type I and type II errors. Finally, it was created a computer simulation using the method developed, to make it possible to analyze those situations in which the measurement uncertainty must be considered and which it can be neglected.

Esta dissertação apresenta a modelagem e o monitoramento de características de qualidade do tipo taxa, que apresentam valores restritos ao intervalo [0,∞). A motivação inicial é que a característica de qualidade do tipo taxa pode ser modelada pela distribuição Poisson e, geralmente, a modelagem e o monitoramento não utilizam tal distribuição. Os objetivos desta dissertação são: (i) Propor uma nova carta de controle (CC), Carta Poisson, para monitorar características de qualidade do tipo taxa, com adaptação no cálculo dos limites de controle utilizando a distribuição Poisson; (ii) Propor uma CC baseada em modelo de regressão utilizando a distribuição de Poisson para monitorar características de qualidade do tipo taxa em função das variáveis de controle do processo e (iii) Propor índices de capacidade MRPOISSON Cp e MRPOISSON Cpk para avaliar processos monitorados por CCs baseadas em modelos de regressão utilizando a distribuição de Poisson. As cartas de controle e os índices de capacidade propostos foram avaliados aplicando exemplos retirados da literatura. As cartas de controle foram comparadas através do número médio de amostras (NMA) via simulação de Monte Carlo. Concluiu-se que as cartas de controle propostas são adequadas para a modelagem e o monitoramento de características de qualidade do tipo taxa pois detectaram mais rapidamente todas as alterações induzidas, apresentando melhor desempenho em comparação com outras cartas similares encontradas na literatura. / This paper presents the modeling and monitoring of quality features like rate, which have values restricted to the interval [0, ∞). The initial motivation is that the quality characteristic of the type rate can be modeled by the Poisson distribution, and generally, modeling and monitoring do not use such a distribution. The objectives of this dissertation are: (i) to propose a new control chart (CC), Poisson Charter, to monitor quality characteristics of the type rate, adapted to calculate the control limits using a Poisson distribution, (ii) propose a CC based on regression model using the Poisson distribution to monitor quality characteristics like rate as a function of the control variables of the process and (iii) Propose capability indices MRPOISSON Cp and MRPOISSON Cpk to evaluate processes and monitored by CCs based on regression models using the distribution of Poisson. The control charts and capability indices were estimated by applying the proposed examples from the literature. The control charts were compared using the average number of samples (NMA) via Monte Carlo simulation. It was concluded that the proposed control charts are suitable for modeling and monitoring of quality characteristics of the type detected faster rate because all the changes induced, showing better performance in comparison with other similar letters found in the literature.

Processos industriais que ocorrem em bateladas são empregados com freqüência na produção de alguns itens. Tais processos disponibilizam uma estrutura de dados bastante peculiar e, diante disso, existe um crescente interesse no desenvolvimento de cartas de controle multivariadas mais apropriadas para seu monitoramento. Destaca-se aqui uma abordagem recente que utiliza cartas de controle baseadas no método Statis. O Statis constitui-se numa técnica exploratória que permite avaliar similaridade entre matrizes de dados. Entretanto, esta técnica avalia a similaridade no contexto linear, isto é, investiga estruturas de correlação lineares nos dados. Propõe-se nesta tese a utilização de cartas de controle baseadas no Statis em conjunto com um kernel para monitoramento de processos com presença de nãolinearidades fortes. Através dos kernels, definem-se funções não lineares dos dados para melhor representação da estrutura a ser caracterizada pelo método Statis. Esta nova abordagem, denominada Kernel-Statis, é desenvolvida e avaliada utilizando dados de um processo simulado. / Industrial batch processes are widely used in the production of some items. Such processes provide a peculiar data structure; therefore, there is a growing interest in the development of customized multivariate control charts for their monitoring. We investigate a recent approach that uses control charts based on the Statis method. Statis is an exploratory technique for measuring similarities between data matrices. However, the technique only assesses similarities in a linear context, i.e. investigating structures of linear correlation in the data. In this thesis we propose control charts based on the Statis method in conjunction with a kernel for monitoring processes in the presence of strong non-linearities. Through the kernels we define non-linear functions of data for better representing the structure to be characterized by the Statis method. The new approach, named Kernel-Statis, is developed and illustrated using simulated data.

Esta tese apresenta a modelagem e o monitoramento de características de qualidade do tipo fração, que apresentam valores restritos ao intervalo [0,1] A motivação inicial é que a característica de qualidade do tipo fração pode ser melhor aproximada pela distribuição de probabilidade Beta e, geralmente, a modelagem e o monitoramento utilizados não supõem tal distribuição. Desta forma, os objetivos desta tese são: (i) Propor uma sistemática para seleção de modelos paramétricos considerando a classificação das variáveis resposta e das variáveis explicativas; (ii) Propor uma modelagem da fração não conforme com enfoque no modelo de regressão Beta e no modelo linear generalizado; (iii) Propor uma nova carta de controle (CC), Carta Beta, para monitorar características de qualidade do tipo fração (p), com adaptação dos limites de controle a distribuição Beta; (iv) Propor uma CC baseada em modelos Beta para monitorar características de qualidade do tipo fração em função das variáveis de controle do processo; e (v) Propor uma CC baseada em modelos Beta por componentes principais para monitorar características de qualidade do tipo fração em função das variáveis de controle multicolineares. As cartas de controle propostas foram avaliadas através da aplicação de estudos de caso, exemplos retirados da literatura e comparação do número médio de amostras (NMA) via simulação de Monte Carlo. Os modelos de regressão propostos para modelagem de características de qualidade do tipo fração apresentam flexibilidade de escolha da função de ligação, bom desempenho no ajuste e precisão das estimativas dos efeitos das variáveis. As cartas de controle propostas detectaram mais rapidamente todas as alterações induzidas, apresentando melhor desempenho em comparação as outras cartas similares encontradas na literatura. Conclui-se que as ferramentas propostas são adequadas para a modelagem e o monitoramento de características de qualidade do tipo fração. / This thesis presents the modeling and monitoring of the type fraction quality characteristics, which have values confined in the [0,1]-interval. The main motivation is that the type fraction quality characteristics can be better approximated by the Beta probability distribution and generally used for modeling and monitoring not assumes this distribution. Thus, the objectives are: (i) propose a systematic for selecting parametric models considering the classification of the response and explanatory variables; (ii) propose a modeling of the fraction nonconforming items using the Beta regression model and generalized linear model; (iii) propose a new control chart (CC), Beta Charts, to monitor the type fraction quality characteristics (p), with adaptation of the control limits based in the Beta distribution; (iv) propose a Beta model-based to monitor the type fraction quality characteristics adjusted by control variables of the process, and (v) propose a Beta model-based control charts by principal components to monitor the type fraction quality characteristics adjusted by control variables multicollinearity. The proposed control charts were evaluated by application of case studies, numeric examples taken from literature and comparison the average run length (ARL) using Monte Carlo simulation. The proposed regression models for modeling of the type fraction quality characteristics have shown flexibility to choose link function, good performance on the fit and accuracy of estimates of the effects. The proposed control charts detected more quickly all changes induced, showing better performance compared to other similar control charts defined in literature. It is concludes that the proposed tools are appropriate for modeling and monitoring of the type fraction quality characteristics.