[pt] Esta dissertação trata do controle estatístico de processos (CEP) multi-canal, assunto pouco tratado na literatura especializada. As técnicas encontradas na literatura pressupõem condições de validade nem sempre verificadas na prática, a saber: medidas sucessivas efetuadas em cada canal independentes e identicamente distribuídas; todos os canais ajustados, com mesma média e desvio-padrão; e (na maioria dos trabalhos) canais independentes, sem correlação cruzada. O estudo foi motivado por um caso real, em que nenhuma dessas condições se verifica. Este trabalho propõe adaptações e extensões de técnicas existentes para lidar com processos nessa situação; detalha como aplicá-las; ilustra sua aplicação no caso prático analisado; discute limitações e propõe alternativas, e inicia uma discussão sobre as diferentes condições (características das situações práticas) em que cada uma das alternativas é mais apropriada. O trabalho iniciou- se com uma análise exploratória dos processos da empresa, de modo a permitir um diagnóstico do CEP que vinha sendo realizado, e fundamentar a proposta de um novo esquema de controle, mais adequado. O esquema proposto, aplicado aos dados, sinalizou problemas com os processos que as técnicas empregadas não sinalizavam. Embora, em virtude dos prazos para finalização da dissertação e da programação da produção da empresa, que teve interrupções, não tenha sido possível incluir nesta análise a investigação de causas especiais, com revisão dos limites de controle e utilização dos gráficos assim revistos no monitoramento on line, para fins de acompanhamento do desempenho do esquema proposto, mesmo assim a aplicação desse esquema aos dados disponíveis demonstrou ser ele mais sensível a causas especiais que os gráficos que vinham sendo utilizados, e levantou algumas questões, não abordadas na literatura, que são indicadas para pesquisa futura. / [en] This dissertation tackles the problem of statistical control of multi-channel processes, which has been scarcely dealt with in the specialized literature. The techniques found in the literature assume validity conditions which are not always verified in practice, namely: successive measurements taken in each channel should be independent an identically distributed; all the channels should be adjusted, with same mean and standard deviation; and most works assume the channels to be independent, with no cross correlation. The study was motivated by a real case, in which no one of these conditions holds. This work proposes adaptations and extensions of existing techniques in order to deal with this and similar real situations; details the application of the adapted/extended techniques; illustrates their application in the case under analysis; discusses limitations and proposes alternatives, and initiates a discussion about the different conditions (practical situations´ characteristics) in which each alternative is most appropriate. The work began with an exploratory data analysis of the enterprise´s production processes, so as to enable a diagnosis of the statistical process control procedures that were in use, and serve as a basis for the proposal of a new, more adequate, control scheme. The proposed scheme, when applied to the data, signalled problems with the processes which the techniques in use did not signal. Due to the deadlines for ending this dissertation and to programmed interruptions in the production, it has not been possible to include in the analysis the search for special causes with corresponding revisions of the charts´ control limits and the use of the revised charts in on-line monitoring, for the purposes of feedback on the proposed scheme´s performance. Its application to the available data has nevertheless shown it more sensitive to special causes than the charts that were in use, and raised some issues not approached in the literature, which are left as indications for future research.

Quality, as well as stability of processes check is nowadays gaining on its significance. The main driving force of its increasing importance is the rapid expansion of series production. Large-scale manufacturing processes are concerned, in terms of the number of operators, direct and indirect influence on rejects, but also on process stability. There are several quality characteristics, defined by utility properties, that can be easily measurable (linear dimensions, solidity, elongation, humidity, concentration) or directly immeasurable, mostly subjective (fragrance, taste, color, comfort while using, appearance). Statistical Process Control-SPC features the preventive tool of quality control, because based on the early detection of significant divergences of the process from the predetermined level, it is possible to execute interventions in the process with the aim of maintaining the acceptable and stable level and improving the process. This manufacturing process check will be the topic of my thesis. At first, Shewhart's control charts analysis will be done to determine strong process instability. Consequently, analysis will be carried out in test chi-square, used to determine the influence of each factor on the process of stability (operators, type of shift, type of product, type of defect on the product). All the practical part will be processed in statistical software MINITAB15. The thesis will be complemented by the findings from the examination of the features of interval estimates of parameter p for binomial distribution - numeric stability in the various statistical software (specifically Minitab 15, Statistica, Matlab 7.8.0). Master's thesis was supported by project from MSMT of the Czech Republic no. 1M06047 Center for Quality and Reliability of Production.

[pt] Processos com diversos canais em paralelo são muito comuns na indústria; um exemplo são operações de enchimento, encontradas nas indústrias farmacêutica, alimentícia, cosmética e de bebidas. O método clássico para o controle estatístico desse tipo de processos, as group charts (Boyd, 1950), é pouco eficiente, por não considerar que uma parcela da variação nestes processos é comum a todos os canais. Mortell e Runger, em 1995, propuseram um esquema alternativo que leva este fato em conta. No ano seguinte, Runger, Alt e Montgomery propuseram um outro esquema. A presente dissertação propõe um terceiro esquema para o controle de tais processos. O seu modelo formal detalhado, as expressões para cálculo dos limites de controle e a análise de seu desempenho são contribuições originais. As probabilidades de sinal e o número esperado de amostras até a sinalização de alterações na média da parcela individual de um dos canais foram obtidas analiticamente e/ou por simulação, e utilizadas para comparação de desempenho com o esquema de Mortell e Runger. Os resultados demonstram a superioridade do esquema proposto para a detecção de variações superiores a um desvio-padrão na média da parcela individual de um canal do processo. Para detectar variações menores, nenhum dos dois esquemas é eficiente. O esquema de Runger et al. (1996) tem, para o caso de alteração em um canal apenas, desempenho igual ou inferior a ambos. Assim, o esquema aqui proposto revela-se o mais eficiente de todos. Uma série de extensões e questões em aberto para pesquisa futura são indicadas. / [en] Processes with several streams in parallel are very common in industry. Filling operations, such as the ones found in the pharmaceutical, cosmetics, or food and beverage industries are a typical example. The classical scheme for the statistical control of multiple-stream processes (MSP) is the group chart (Boyd, 1950). Its efficiency is impaired by its underlying model of the process not considering that part of the variation in MSP is common to all streams. In 1995, Mortell and Runger (M&R) proposed an alternative scheme which takes this fact into account. In the next year, Runger, Alt and Montgomery proposed another scheme. This dissertation proposes a third scheme for statistical control of MSP. The detailed mathematical model, the expressions for establishing the control limits, and the performance analysis here are original contributions. The probabilities of a signal and average run lengths in the case of shifts in the mean of one individual stream were obtained either analytically or by simulation and compared with the ones of M&R´s scheme. The results show the superiority of the proposed scheme for signaling shifts greater or equal to one standard deviation. For smaller shifts, neither scheme can be said to be really efficient. As to the scheme proposed by Runger et al. (1996), it is in some cases slower and in some cases just as fast as M&R`s, so the proposed scheme is the fastest of all. A number of extensions and open issues are indicated for future research.

Objetivou-se utilizar o controle estatístico de processo (CEP) como ferramenta de melhoria da qualidade do leite. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar o CEP como ferramenta de identificação de variações não naturais, na qualidade do leite, passíveis de serem manipuladas. Para este estudo, foram utilizados dados de produção de leite, de contagem de células somáticas (CSS) e de contagem bacteriana total (CBT) de 384 fazendas, obtidos do banco de dados da Clínica do Leite - ESALQ/ USP no ano de 2009. Avaliou-se os efeitos naturais (época do ano e produção de leite) sobre a variação de CCS e CBT, e adicionalmente, foram gerados gráficos de controle para escore de células somáticas (ECS) e contagem bacteriana total transformada (tCBT), com a finalidade de identificar fontes de variação não naturais em um grupo de quatro fazendas. A variabilidade das informações foi avaliada pelo estimador do desvio padrão (sigma), calculado com base na amplitude móvel. Verificou-se que a época do ano influenciou significativamente o ECS e a tCBT. Os gráficos de controle, dentro de cada época, indicaram a presença de variações não naturais no ECS e na tCBT no grupo de fazendas avaliadas. Além disso, os gráficos de controle também caracterizaram fazendas em controle estatístico de processos. No segundo estudo objetivou-se utilizar o CEP como ferramenta de identificação e classificação de fazendas com maiores probabilidades de violarem os padrões de qualidade utilizados pela indústria. Foram utilizados dados de CCS e CBT de 452 fazendas, no período de janeiro de 2009 a março de 2010. Calcularam-se as proporções de violação nos padrões de qualidade, considerando os limites de CCS = 400.000 céls./ mL e CBT = 100.000 UFC/ mL. Foram calculados os índices de capacidade (Cpk) e classificaram-se as fazendas segundo quatro categorias de médias e de índices Cpk. As fazendas que apresentaram maiores médias e desvios obtiveram maiores frequências de violação. As fazendas com médias inferiores aos limites propostos para CCS e CBT representaram, respectivamente, 25,05 % e 97,78 % das fazendas. Entretanto, a proporção de fazendas que forneceram leite consistentemente dentro dos padrões de qualidade avaliados (Cpk 1) representou 4,65 % e 35,17 % das propriedades para CCS e CBT respectivamente. Portanto, a aplicação do CEP dentro das fazendas é uma ferramenta adicional para monitorar a qualidade do leite produzido, o índice Cpk pode ser utilizado em conjunto com os atuais modelos de caracterização da qualidade do leite de fazendas pelas indústrias, uma vez que identifica rebanhos mais consistentes em produzir leite dentro de um padrão de qualidade. / This study aimed to employ statistical process control (SPC) as a tool to improve milk quality. The first objective of the study was to evaluate SPC as tool to identify non-natural variation of milk quality that are possible to be manipulated. In this study, data on milk production, somatic cell count (SCC), and total bacterial count (TBC) of 384 farms were used, provided by database of Clínica do Leite ESALQ/ USP in 2009. Natural effects (time of year and milk production) trough SCC and TBC variation were evaluated, and additionally, control charts for score cell somatic (SCS) and total bacterial count transformed (TBCt) were built aiming to identify sources of non-natural variations in a group of four farms. The variability of information was evaluated trough standard deviation estimator (sigma), calculated with basis of moving range. It was observed that time of year influenced significantly SCS and TBCt. The control charts, in each period, indicated signs of non-natural variation in SCS and TBCt in the group of herds evaluated. Furthermore, the control charts characterized the farms in statistical process control. The second study aimed to use SPC as a tool for identification and rating farms with larger probabilities of infraction on quality standard used by industry. Data of SCC and TBC from 452 farms, from January 2009 to March 2010, were used. The proportion of violation in quality standard, regarding the limits of SCC = 4000,000 cells/ mL and TBC = 100,000 CFU/ mL was calculated. Capability indices (Cpk) were calculated and farms were categorized into four classes of Cpk means and indices. Farms that presented larger means and deviation shoed superior frequencies of violation. Herds with means below the proposed limits of SCC and TBC represented, respectively, 25.05 % and 97.78 % of farms. However, proportion of farms that delivered milk consistently within the standards of quality evaluated (Cpk 1) represented 4.65 % and 35.17 % of farms for SCC and TBC, respectively. Therefore, application of SPC on farms is an additional tool for monitoring milk quality produced, the index Cpk can be used, by industries, associated with the current models to characterize milk quality from farms, since it identifies herds more consistent in producing quality-standard milk.

Esta tese tem foco no tema de otimização de carteiras de investimento modeladas para estratégia de investimento de index tracking. O conteúdo final é composto por três artigos. O primeiro artigo é intitulado “Index Tracking with Controlled Number of Assets Using a Hybrid Heuristic Combining Genetic Algorithm and Non-linear Programming”, e foi aceito para publicação na revista Annals of Operations Research. O segundo artigo é “Index Tracking and Enhanced Indexing using Cointegration and Correlation with Endogenous Portfolio Selection”, e foi aceito para publicação na revista Quarterly Review of Economics and Finance. Por fim, o terceiro artivo é “Investigating the Use of Statistical Process Control Charts for Index Tracking Portfolios”, o qual já foi submetido e está atualmente em processo de revisão. No primeiro artigo, discutimos a estratégia de investimento de index tracking usando programação matemática. Primeiro, usamos uma formulação de programação não linear para o problema de index tracking, considerando um número limitado de ações. Devido à dificuldade de solução do problema em um intervalo de tempo razoável por pacotes matemáticos comerciais, aplicamos uma abordagem de solução híbrida, combinando programação matemática e algoritmo genético. Com a aplicação de testes, demonstramos a eficiência da abordagem proposta comparando os resultados com soluções ótimas, com métodos previamente desenvolvidos, e com dados reais de índices de mercado. Os experimentos computacionais focam no Ibovespa (o mais popular índice do mercado brasileiro), e também apresentamos resultados para mercados consolidados tais quais S&P 100 (Estados Unidos), FTSE 100 (Reino Unido) and DAX (Alemanha). A estrutura proposta apresenta sua abilidade para obter ótimos resultados (resultados com gap em relação às soluções ótimas menores que 5% em 8 minutos de tempo de processamento) até mesmo para índices de mercado com alta volatilidade em um mercado em desenvolvimento. No segundo artigo, a atenção é voltada para a análise de dois métodos alternativos entre si para solução do problema de otimização de index tracking. Esse artigo investiga o desempenho “fora da amostra” dos métodos de correlação e cointegração para as estratégias de index tracking (IT) e enhanced indexing (EIT) aplicadas aos dados de mercado Brasileiro e Norte-americano. Nosso objetivo é comparar ambos os métodos na medida em que exploramos fortemente a cointegração em relação a estudos prévios: nós transformamos a seleção do portfólio endógena ao problema de otimização nessa abordagem. Os testes foram executados utilizando dados de 2004 a 2014 com amostras de 57 ações para dados brasileiros, e 96 ações para dados dos Estados Unidos; carteiras foram construídas usando combinações de no máximo 10 ações. Apesar da realização de testes extensivos, os resultados gerais demonstraram desempenho similar para ambos os métodos. Para IT no mercado brasileiro, foi verificado um trade-off entre melhor erro de tracking e maior turnover com cointegração (com resultados opostos para correlação), sendo que este mesmo padrão não foi encontrado para dados norte-americanos. Os resultados para EIT também não apresentação claro favorecimento para cointegração ou correlação. Por fim, o terceiro artigo é dedicado à discussão a respeito do uso de processo estatístico de gráficos de controle para regulação de carteiras de index tracking. Nesse artigo, nosso objetivo é introduzir uma abordagem baseada em gráficos de controle (SPC) para monitorar o processo de rebalanceamento de carteiras de index tracking. O método de SPC é derivado da Estatística e da Engenharia, como ferramenta para controle de processos de produção. Para cumprir os objetivos, aplicamos gráficos de controle EWMA (do inglês, exponentially weighted moving average) para monitorar carteiras de IT baseadas no uso combinado de dois gráficos de controle: desempenho de carteiras em termos de erro de tracking e em termos de volatilidade. Assim, visamos tornar endógeno o controle do processo de rebalanceamento das carteiras baseado em seu desempenho e em suas condições de risco ao longo do tempo. Testes computacionais foram realizados para avaliar a abordagem desenvolvida em comparação com a estratégia tradicional de rebalanceamento (que consiste no uso de janelas fixas de tempo para atualização das carteiras), usando dados dos mercados brasileiro e norte-americano de 2005 a 2014. Os métodos de cointegração e correlação foram aplicados para otimização das carteiras. Os resultados demonstraram que a abordagem com SPC pode ser uma alternativa viável para o processo de rebalanceamento de carteiras.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Orssatto.pdf: 825673 bytes, checksum: 2ba29b65ad92d1e43fe083ece723e5a4 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / The shortage or lack of water affects more than 40% of the world, due to political, economic, and weather forecast reasons. Thus, sanitation services as collection and sewage treatment become very important to ensure the quality of people s lives. It is known that, generally, there is only one variable responsible for the quality and variability of an effluent, which depends on the changes: in the affluent load, environmental conditions in the reactors, the nature of sewage to be treated, presence of toxic substances, variability inherent to biological treatment processes, as well as mechanical and human failures in the system. All these factors can lead to problems and instability in the processes, so, techniques and methods should be used, since they are effective in identifying failures of treatment processes. The statistical methods of quality control are techniques applied to check if sewage treatment is being effective or not. Thus, this study applied statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment plant in order to identify failures in the process and discuss about their possible causes. The studied plant of sewage treatment is in Cascavel, Paraná. It is considered a Ete Oeste. The plant consists of a grid system with grids of bars and manual cleaning, a gravitational tangential flow with removal of sand retained by air-lift, Parshall gutter flow meter, anaerobic biological treatment, by two reactors of up-flow sludge manta in parallel, complementary treatment by physicochemical process of coagulation, flocculation and sedimentation laminar. It was used ferric chloride as a coagulant, Parshall gutter and the final effluent disinfection by chlorination. The parameters were: hydrogen-ion potential, sediment solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand of five days. The statistical analysis was carried out through Shewhart individual charts, control graphs of the moving average, exponentially weighted and indices of ability process. According to Shewhart charts, it was observed that in raw sewage, variables as total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of statistical control. On Ralf I effluent, variables as pH, sediment solids, total suspended solids and COD were out of the statistical control. For Ralf II effluent, variables as sediment solids, total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of the statistical control. Only the variable BOD5,20 was under statistical control in the treated effluent. EWMA graphs show that all variables were under statistical control for the raw sewage. For Ralf I effluent, all variables were out of statistical control, but for BOD5,20. For Ralf II effluent, only pH was under statistical control. On the other hand, for the treated sewage, only the sediment solids were out of statistical control. Shewhart control charts of individual measure seemed to be a good alternative to the statistical process control regarding a plant of sewage treatment, since they help on visualizing the failures during the process, especially in unforeseen changes. The EWMA control charts are also supposed to be a good alternative, because they have a good run for data without normality. However, since this study has widely long time information (monthly samples), the situations of unforeseen changes are greater and may not be detected by the charts of exponentially weighted moving average. According to the process ability indices and performance index of process, it was observed that, except for pH, the sewage treatment of this plant was not able to meet the specifications or the standard discharges required by environmental legislation. / A escassez ou falta de água afeta mais que 40% da população mundial, por razões políticas, econômicas, e climáticas. Com isso, serviços de saneamento como a coleta e tratamento de esgoto, se tornam importantíssimos para a garantia da qualidade de vida de uma população. Sabe-se que, geralmente, não existe apenas uma variável responsável pela qualidade e variabilidade do efluente, que dependem de variações na carga afluente, das condições ambientais nos reatores, da natureza do esgoto a ser tratado, da presença de substâncias tóxicas, da variabilidade inerente aos processos de tratamento biológico e de falhas mecânicas e humanas no sistema. Todos esses fatores podem levar a problemas e instabilidade nos processos para isso, devem-se usar técnicas e meios que sejam eficazes na identificação das falhas dos processos de tratamento. Uma técnica para verificar se o tratamento do esgoto esta sendo eficaz ou não são os métodos estatísticos do controle de qualidade. Dessa maneira, o presente trabalho buscou a utilização de métodos estatísticos do controle da qualidade na avaliação do desempenho de uma estação de tratamento de esgoto, identificando falhas no processo e argumentando as possíveis causas. A estação de tratamento de esgoto em questão localiza-se no município de Cascavel, Paraná. Denominada como Ete Oeste a estação é constituída por um sistema de gradeamento por grades de barras com limpeza manual, desarenador gravitacional de fluxo tangencial com retirada de areia retida por air-lift, medidor de vazão calha parshall, tratamento biológico anaeróbio através de dois reatores de fluxo ascendente e manta de lodo em paralelo, tratamento complementar por processo físico-químico de coagulação, floculação e decantação laminar sendo usado o cloreto férrico como coagulante, calha parshall e desinfecção do efluente final por cloração. Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística se deu através das cartas individuais de Shewhart, gráficos de controle da média móvel exponencialmente ponderada e índices de capacidade de processo. Pelas cartas de medidas individuais de Shewhart observou-se que no esgoto bruto as variáveis sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf I as variáveis pH, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais e DQO apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf II as variáveis sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente tratado apenas a variável DBO5,20 apresentou-se em controle estatístico. Os gráficos MMEP mostram que para o esgoto bruto todas as variáveis estão sob controle estatístico. Para o efluente do Ralf I, com exceção da DBO5,20, todas as variáveis apresentaram-se fora de controle estatístico. Para o efluente do Ralf II apenas o pH demonstrou estar em controle estatístico e para o esgoto tratado apenas os sólidos sedimentáveis estão fora de controle estatístico. As cartas de controle de medida individual de Shewhart demonstram ser uma boa alternativa para o controle estatístico do processo de uma estação de tratamento de esgoto, pois permitiram a visualização de falhas no processo, principalmente em mudanças bruscas. As cartas de controle MMEP também se apresentam como uma boa alternativa, pois possuem um bom funcionamento para dados sem normalidade, porém, como as informações do presente trabalho são largamente espaçadas no tempo (amostras mensais), as situações de alterações bruscas são maiores, as quais podem não ser detectadas pelas cartas de média móvel exponencialmente ponderada. Através dos índices de capacidade do processo e índice de performance do processo, observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto não é capaz de cumprir as especificações ou atender os padrões de lançamento exigidos pela legislação ambiental.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio_completo.pdf: 821054 bytes, checksum: aa1c3186daf5e6dc7400debc41f1c332 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / The shortage or lack of water affects more than 40% of the world, due to political, economic, and weather forecast reasons. Thus, sanitation services as collection and sewage treatment become very important to ensure the quality of people s lives. It is known that, generally, there is only one variable responsible for the quality and variability of an effluent, which depends on the changes: in the affluent load, environmental conditions in the reactors, the nature of sewage to be treated, presence of toxic substances, variability inherent to biological treatment processes, as well as mechanical and human failures in the system. All these factors can lead to problems and instability in the processes, so, techniques and methods should be used, since they are effective in identifying failures of treatment processes. The statistical methods of quality control are techniques applied to check if sewage treatment is being effective or not. Thus, this study applied statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment plant in order to identify failures in the process and discuss about their possible causes. The studied plant of sewage treatment is in Cascavel, Paraná. It is considered a Ete Oeste. The plant consists of a grid system with grids of bars and manual cleaning, a gravitational tangential flow with removal of sand retained by air-lift, Parshall gutter flow meter, anaerobic biological treatment, by two reactors of up-flow sludge manta in parallel, complementary treatment by physicochemical process of coagulation, flocculation and sedimentation laminar. It was used ferric chloride as a coagulant, Parshall gutter and the final effluent disinfection by chlorination. The parameters were: hydrogen-ion potential, sediment solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand of five days. The statistical analysis was carried out through Shewhart individual charts, control graphs of the moving average, exponentially weighted and indices of ability process. According to Shewhart charts, it was observed that in raw sewage, variables as total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of statistical control. On Ralf I effluent, variables as pH, sediment solids, total suspended solids and COD were out of the statistical control. For Ralf II effluent, variables as sediment solids, total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of the statistical control. Only the variable BOD5,20 was under statistical control in the treated effluent. EWMA graphs show that all variables were under statistical control for the raw sewage. For Ralf I effluent, all variables were out of statistical control, but for BOD5,20. For Ralf II effluent, only pH was under statistical control. On the other hand, for the treated sewage, only the sediment solids were out of statistical control. Shewhart control charts of individual measure seemed to be a good alternative to the statistical process control regarding a plant of sewage treatment, since they help on visualizing the failures during the process, especially in unforeseen changes. The EWMA control charts are also supposed to be a good alternative, because they have a good run for data without normality. However, since this study has widely long time information (monthly samples), the situations of unforeseen changes are greater and may not be detected by the charts of exponentially weighted moving average. According to the process ability indices and performance index of process, it was observed that, except for pH, the sewage treatment of this plant was not able to meet the specifications or the standard discharges required by environmental legislation. / A escassez ou falta de água afeta mais que 40% da população mundial, por razões políticas, econômicas, e climáticas. Com isso, serviços de saneamento como a coleta e tratamento de esgoto, se tornam importantíssimos para a garantia da qualidade de vida de uma população. Sabe-se que, geralmente, não existe apenas uma variável responsável pela qualidade e variabilidade do efluente, que dependem de variações na carga afluente, das condições ambientais nos reatores, da natureza do esgoto a ser tratado, da presença de substâncias tóxicas, da variabilidade inerente aos processos de tratamento biológico e de falhas mecânicas e humanas no sistema. Todos esses fatores podem levar a problemas e instabilidade nos processos para isso, devem-se usar técnicas e meios que sejam eficazes na identificação das falhas dos processos de tratamento. Uma técnica para verificar se o tratamento do esgoto esta sendo eficaz ou não são os métodos estatísticos do controle de qualidade. Dessa maneira, o presente trabalho buscou a utilização de métodos estatísticos do controle da qualidade na avaliação do desempenho de uma estação de tratamento de esgoto, identificando falhas no processo e argumentando as possíveis causas. A estação de tratamento de esgoto em questão localiza-se no município de Cascavel, Paraná. Denominada como Ete Oeste a estação é constituída por um sistema de gradeamento por grades de barras com limpeza manual, desarenador gravitacional de fluxo tangencial com retirada de areia retida por air-lift, medidor de vazão calha parshall, tratamento biológico anaeróbio através de dois reatores de fluxo ascendente e manta de lodo em paralelo, tratamento complementar por processo físico-químico de coagulação, floculação e decantação laminar sendo usado o cloreto férrico como coagulante, calha parshall e desinfecção do efluente final por cloração. Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística se deu através das cartas individuais de Shewhart, gráficos de controle da média móvel exponencialmente ponderada e índices de capacidade de processo. Pelas cartas de medidas individuais de Shewhart observou-se que no esgoto bruto as variáveis sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf I as variáveis pH, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais e DQO apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf II as variáveis sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente tratado apenas a variável DBO5,20 apresentou-se em controle estatístico. Os gráficos MMEP mostram que para o esgoto bruto todas as variáveis estão sob controle estatístico. Para o efluente do Ralf I, com exceção da DBO5,20, todas as variáveis apresentaram-se fora de controle estatístico. Para o efluente do Ralf II apenas o pH demonstrou estar em controle estatístico e para o esgoto tratado apenas os sólidos sedimentáveis estão fora de controle estatístico. As cartas de controle de medida individual de Shewhart demonstram ser uma boa alternativa para o controle estatístico do processo de uma estação de tratamento de esgoto, pois permitiram a visualização de falhas no processo, principalmente em mudanças bruscas. As cartas de controle MMEP também se apresentam como uma boa alternativa, pois possuem um bom funcionamento para dados sem normalidade, porém, como as informações do presente trabalho são largamente espaçadas no tempo (amostras mensais), as situações de alterações bruscas são maiores, as quais podem não ser detectadas pelas cartas de média móvel exponencialmente ponderada. Através dos índices de capacidade do processo e índice de performance do processo, observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto não é capaz de cumprir as especificações ou atender os padrões de lançamento exigidos pela legislação ambiental.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio.pdf: 2681229 bytes, checksum: ea2c2a858c1d63340b780fc26ee571c3 (MD5) Previous issue date: 2013-02-20 / Irrigated agriculture has great potential for productivity. The proof is that the area for irrigated agriculture in the world, representing approximately 20 % of the total area destined to agriculture, is responsible for approximately 45 % of the total harvested. In order to maximize the profits of agricultural products, it is necessary to comply with various protocols of good practice, which include, in addition to maintaining a quality standard specific to the products, reducing environmental impact and generating benefits to communities involved in the agricultural production. Then, it is possible to achieve a more profitable niche market. To achieve the agricultural products standards required by the market, there must be a level of control in the processes of cultural practices in the water and fertilizer application. Statistical quality control processes were implemented in the industries of Japan after the Second World War and it is considered the tool responsible for the triumph of manufacturing, service and quality processes for the country. Quality control is perfectly adaptable for the agricultural production system. Therefore, this research aimed to assess the distribution of water and fertilizer in a drip irrigation system and determine the limits of statistical process and process capabilities in irrigation and fertigation under different pressures and concentrations of NPK (Nitrogen, Phosphorus and Potassium). The experiment was conducted in the municipality of Salto do Lontra, in a farm that participates in the Family Irrigation Project developed by Unioeste University. There were four inlet pressures: 150, 200, 250, and 300 kPa, combined with three NPK solution concentrations: 0, 200, and 400 mgL-1. In the evaluations, two methods were used for sampling, one with 16 points and another with 32 points. Using the average flow rate, CUC and CUD were calculated both methodologies. The classification of CUC was "excellent" for all assessments. Using CUD, 83.4 % of ratings were "excellent" with the sampling methodology with 16 points, and 97.3 % with the methodology of 32 points. None of the processes were considered acceptable for process use, when statistical control limits were calculated. The processes of irrigation and fertigation more suitable for improvement and consequent process capability increase were those with inlet pressures of 150 and 200 kPa. / A agricultura irrigada tem um grande potencial de produtividade. Prova disso é que a área destinada à agricultura irrigada no mundo, correspondente a cerca de 20 % da área total para a agricultura, e é responsável por aproximadamente 45 % do total colhido. Visando maximizar os lucros dos produtos agrícolas, é necessário cumprir diversos protocolos de boas práticas, que incluem, além de manter um padrão de qualidade específico dos produtos, reduzir os impactos ambientais e gerar benefícios sociais à s comunidades envolvidas na produção agrícola. Feito isso, é possível atingir um nicho de mercado mais lucrativo. Para atingir os padrões dos produtos agrícolas exigidos pelo mercado, deve haver um controle nos processos de tratos culturais na aplicação de água e fertilizantes. O controle estatístico de qualidade de processos passou a ser utilizado nas indústrias do Japão após a segunda guerra mundial e é considerada a ferramenta responsável pelo triunfo na produção de produtos, serviços e processos de qualidade. O controle de qualidade é perfeitamente adaptável ao sistema de produção agrícola. Diante disso, a realização desta pesquisa teve por objetivo avaliar a distribuição de água e fertilizante num sistema de irrigação por gotejamento e determinar os limites estatísticos de processo e as capacidades de processo na irrigação e fertirrigação submetidos a diferentes pressões e concentrações da solução de NPK (nitrogênio, fósforo e potássio). O experimento foi desenvolvido no município de Salto do Lontra, em uma propriedade rural participante do Projeto de Irrigação Familiar da Unioeste. Foram utilizadas quatro pressões de entrada: 150, 200, 250 e 300 kPa, combinadas com três concentrações de solução NPK: 0, 200 e 400 mgL-1. Nas avaliações, foram utilizadas duas metodologias de amostragem, uma com 16 e outra com 32 pontos. Com os valores médios de vazão, calculou-se o CUC e o CUD para ambas as metodologias. A classificação do CUC foi excelente para todas as avaliações; com o CUD, 83,4 % das avaliações foram excelentes com a metodologia de amostragem com 16 pontos e 97,3 % com a metodologia de 32 pontos. Nenhum dos processos obteve capacidade de processo aceitável para processo em uso, quando determinados os limites de controle estatístico. Os processos de irrigação e fertirrigação mais passíveis de melhora e consequente aumento de capacidade de processo foram com as pressões de entrada de 150 e 200 kPa.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Orssatto.pdf: 825673 bytes, checksum: 2ba29b65ad92d1e43fe083ece723e5a4 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / The shortage or lack of water affects more than 40% of the world, due to political, economic, and weather forecast reasons. Thus, sanitation services as collection and sewage treatment become very important to ensure the quality of people s lives. It is known that, generally, there is only one variable responsible for the quality and variability of an effluent, which depends on the changes: in the affluent load, environmental conditions in the reactors, the nature of sewage to be treated, presence of toxic substances, variability inherent to biological treatment processes, as well as mechanical and human failures in the system. All these factors can lead to problems and instability in the processes, so, techniques and methods should be used, since they are effective in identifying failures of treatment processes. The statistical methods of quality control are techniques applied to check if sewage treatment is being effective or not. Thus, this study applied statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment plant in order to identify failures in the process and discuss about their possible causes. The studied plant of sewage treatment is in Cascavel, Paraná. It is considered a Ete Oeste. The plant consists of a grid system with grids of bars and manual cleaning, a gravitational tangential flow with removal of sand retained by air-lift, Parshall gutter flow meter, anaerobic biological treatment, by two reactors of up-flow sludge manta in parallel, complementary treatment by physicochemical process of coagulation, flocculation and sedimentation laminar. It was used ferric chloride as a coagulant, Parshall gutter and the final effluent disinfection by chlorination. The parameters were: hydrogen-ion potential, sediment solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand of five days. The statistical analysis was carried out through Shewhart individual charts, control graphs of the moving average, exponentially weighted and indices of ability process. According to Shewhart charts, it was observed that in raw sewage, variables as total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of statistical control. On Ralf I effluent, variables as pH, sediment solids, total suspended solids and COD were out of the statistical control. For Ralf II effluent, variables as sediment solids, total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of the statistical control. Only the variable BOD5,20 was under statistical control in the treated effluent. EWMA graphs show that all variables were under statistical control for the raw sewage. For Ralf I effluent, all variables were out of statistical control, but for BOD5,20. For Ralf II effluent, only pH was under statistical control. On the other hand, for the treated sewage, only the sediment solids were out of statistical control. Shewhart control charts of individual measure seemed to be a good alternative to the statistical process control regarding a plant of sewage treatment, since they help on visualizing the failures during the process, especially in unforeseen changes. The EWMA control charts are also supposed to be a good alternative, because they have a good run for data without normality. However, since this study has widely long time information (monthly samples), the situations of unforeseen changes are greater and may not be detected by the charts of exponentially weighted moving average. According to the process ability indices and performance index of process, it was observed that, except for pH, the sewage treatment of this plant was not able to meet the specifications or the standard discharges required by environmental legislation. / A escassez ou falta de água afeta mais que 40% da população mundial, por razões políticas, econômicas, e climáticas. Com isso, serviços de saneamento como a coleta e tratamento de esgoto, se tornam importantíssimos para a garantia da qualidade de vida de uma população. Sabe-se que, geralmente, não existe apenas uma variável responsável pela qualidade e variabilidade do efluente, que dependem de variações na carga afluente, das condições ambientais nos reatores, da natureza do esgoto a ser tratado, da presença de substâncias tóxicas, da variabilidade inerente aos processos de tratamento biológico e de falhas mecânicas e humanas no sistema. Todos esses fatores podem levar a problemas e instabilidade nos processos para isso, devem-se usar técnicas e meios que sejam eficazes na identificação das falhas dos processos de tratamento. Uma técnica para verificar se o tratamento do esgoto esta sendo eficaz ou não são os métodos estatísticos do controle de qualidade. Dessa maneira, o presente trabalho buscou a utilização de métodos estatísticos do controle da qualidade na avaliação do desempenho de uma estação de tratamento de esgoto, identificando falhas no processo e argumentando as possíveis causas. A estação de tratamento de esgoto em questão localiza-se no município de Cascavel, Paraná. Denominada como Ete Oeste a estação é constituída por um sistema de gradeamento por grades de barras com limpeza manual, desarenador gravitacional de fluxo tangencial com retirada de areia retida por air-lift, medidor de vazão calha parshall, tratamento biológico anaeróbio através de dois reatores de fluxo ascendente e manta de lodo em paralelo, tratamento complementar por processo físico-químico de coagulação, floculação e decantação laminar sendo usado o cloreto férrico como coagulante, calha parshall e desinfecção do efluente final por cloração. Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística se deu através das cartas individuais de Shewhart, gráficos de controle da média móvel exponencialmente ponderada e índices de capacidade de processo. Pelas cartas de medidas individuais de Shewhart observou-se que no esgoto bruto as variáveis sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf I as variáveis pH, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais e DQO apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf II as variáveis sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente tratado apenas a variável DBO5,20 apresentou-se em controle estatístico. Os gráficos MMEP mostram que para o esgoto bruto todas as variáveis estão sob controle estatístico. Para o efluente do Ralf I, com exceção da DBO5,20, todas as variáveis apresentaram-se fora de controle estatístico. Para o efluente do Ralf II apenas o pH demonstrou estar em controle estatístico e para o esgoto tratado apenas os sólidos sedimentáveis estão fora de controle estatístico. As cartas de controle de medida individual de Shewhart demonstram ser uma boa alternativa para o controle estatístico do processo de uma estação de tratamento de esgoto, pois permitiram a visualização de falhas no processo, principalmente em mudanças bruscas. As cartas de controle MMEP também se apresentam como uma boa alternativa, pois possuem um bom funcionamento para dados sem normalidade, porém, como as informações do presente trabalho são largamente espaçadas no tempo (amostras mensais), as situações de alterações bruscas são maiores, as quais podem não ser detectadas pelas cartas de média móvel exponencialmente ponderada. Através dos índices de capacidade do processo e índice de performance do processo, observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto não é capaz de cumprir as especificações ou atender os padrões de lançamento exigidos pela legislação ambiental.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio_completo.pdf: 821054 bytes, checksum: aa1c3186daf5e6dc7400debc41f1c332 (MD5) Previous issue date: 2010-02-24 / The shortage or lack of water affects more than 40% of the world, due to political, economic, and weather forecast reasons. Thus, sanitation services as collection and sewage treatment become very important to ensure the quality of people s lives. It is known that, generally, there is only one variable responsible for the quality and variability of an effluent, which depends on the changes: in the affluent load, environmental conditions in the reactors, the nature of sewage to be treated, presence of toxic substances, variability inherent to biological treatment processes, as well as mechanical and human failures in the system. All these factors can lead to problems and instability in the processes, so, techniques and methods should be used, since they are effective in identifying failures of treatment processes. The statistical methods of quality control are techniques applied to check if sewage treatment is being effective or not. Thus, this study applied statistical methods of quality control to evaluate the performance of a sewage treatment plant in order to identify failures in the process and discuss about their possible causes. The studied plant of sewage treatment is in Cascavel, Paraná. It is considered a Ete Oeste. The plant consists of a grid system with grids of bars and manual cleaning, a gravitational tangential flow with removal of sand retained by air-lift, Parshall gutter flow meter, anaerobic biological treatment, by two reactors of up-flow sludge manta in parallel, complementary treatment by physicochemical process of coagulation, flocculation and sedimentation laminar. It was used ferric chloride as a coagulant, Parshall gutter and the final effluent disinfection by chlorination. The parameters were: hydrogen-ion potential, sediment solids, total suspended solids, chemical oxygen demand and biochemical oxygen demand of five days. The statistical analysis was carried out through Shewhart individual charts, control graphs of the moving average, exponentially weighted and indices of ability process. According to Shewhart charts, it was observed that in raw sewage, variables as total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of statistical control. On Ralf I effluent, variables as pH, sediment solids, total suspended solids and COD were out of the statistical control. For Ralf II effluent, variables as sediment solids, total suspended solids, COD and BOD5,20 were out of the statistical control. Only the variable BOD5,20 was under statistical control in the treated effluent. EWMA graphs show that all variables were under statistical control for the raw sewage. For Ralf I effluent, all variables were out of statistical control, but for BOD5,20. For Ralf II effluent, only pH was under statistical control. On the other hand, for the treated sewage, only the sediment solids were out of statistical control. Shewhart control charts of individual measure seemed to be a good alternative to the statistical process control regarding a plant of sewage treatment, since they help on visualizing the failures during the process, especially in unforeseen changes. The EWMA control charts are also supposed to be a good alternative, because they have a good run for data without normality. However, since this study has widely long time information (monthly samples), the situations of unforeseen changes are greater and may not be detected by the charts of exponentially weighted moving average. According to the process ability indices and performance index of process, it was observed that, except for pH, the sewage treatment of this plant was not able to meet the specifications or the standard discharges required by environmental legislation. / A escassez ou falta de água afeta mais que 40% da população mundial, por razões políticas, econômicas, e climáticas. Com isso, serviços de saneamento como a coleta e tratamento de esgoto, se tornam importantíssimos para a garantia da qualidade de vida de uma população. Sabe-se que, geralmente, não existe apenas uma variável responsável pela qualidade e variabilidade do efluente, que dependem de variações na carga afluente, das condições ambientais nos reatores, da natureza do esgoto a ser tratado, da presença de substâncias tóxicas, da variabilidade inerente aos processos de tratamento biológico e de falhas mecânicas e humanas no sistema. Todos esses fatores podem levar a problemas e instabilidade nos processos para isso, devem-se usar técnicas e meios que sejam eficazes na identificação das falhas dos processos de tratamento. Uma técnica para verificar se o tratamento do esgoto esta sendo eficaz ou não são os métodos estatísticos do controle de qualidade. Dessa maneira, o presente trabalho buscou a utilização de métodos estatísticos do controle da qualidade na avaliação do desempenho de uma estação de tratamento de esgoto, identificando falhas no processo e argumentando as possíveis causas. A estação de tratamento de esgoto em questão localiza-se no município de Cascavel, Paraná. Denominada como Ete Oeste a estação é constituída por um sistema de gradeamento por grades de barras com limpeza manual, desarenador gravitacional de fluxo tangencial com retirada de areia retida por air-lift, medidor de vazão calha parshall, tratamento biológico anaeróbio através de dois reatores de fluxo ascendente e manta de lodo em paralelo, tratamento complementar por processo físico-químico de coagulação, floculação e decantação laminar sendo usado o cloreto férrico como coagulante, calha parshall e desinfecção do efluente final por cloração. Os parâmetros avaliados foram o potencial hidrogeniônico, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, demanda química de oxigênio e demanda bioquímica de oxigênio de cinco dias. A análise estatística se deu através das cartas individuais de Shewhart, gráficos de controle da média móvel exponencialmente ponderada e índices de capacidade de processo. Pelas cartas de medidas individuais de Shewhart observou-se que no esgoto bruto as variáveis sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf I as variáveis pH, sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais e DQO apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente do Ralf II as variáveis sólidos sedimentáveis, sólidos suspensos totais, DQO e DBO5,20 apresentaram-se fora de controle estatístico. No efluente tratado apenas a variável DBO5,20 apresentou-se em controle estatístico. Os gráficos MMEP mostram que para o esgoto bruto todas as variáveis estão sob controle estatístico. Para o efluente do Ralf I, com exceção da DBO5,20, todas as variáveis apresentaram-se fora de controle estatístico. Para o efluente do Ralf II apenas o pH demonstrou estar em controle estatístico e para o esgoto tratado apenas os sólidos sedimentáveis estão fora de controle estatístico. As cartas de controle de medida individual de Shewhart demonstram ser uma boa alternativa para o controle estatístico do processo de uma estação de tratamento de esgoto, pois permitiram a visualização de falhas no processo, principalmente em mudanças bruscas. As cartas de controle MMEP também se apresentam como uma boa alternativa, pois possuem um bom funcionamento para dados sem normalidade, porém, como as informações do presente trabalho são largamente espaçadas no tempo (amostras mensais), as situações de alterações bruscas são maiores, as quais podem não ser detectadas pelas cartas de média móvel exponencialmente ponderada. Através dos índices de capacidade do processo e índice de performance do processo, observou-se que, com exceção do pH, a estação de tratamento de esgoto não é capaz de cumprir as especificações ou atender os padrões de lançamento exigidos pela legislação ambiental.