This research approaches the prediction models application along with the usage of residual control charts to evaluate productive processes with characteristics of autocorrelation in its samples. The overall objective was to determine the Individual Measurement Control Charts (IMCC) and the Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) efficiency when applied to residuals of ARIMA class, to the outliers detection in autocorrelated processes, as well as identifying the autocorrelation influence and the amplitude of the outlier concerning the charts detection capacity. To each AR(1) and MA(1), 640.000 series were simulated, with varying strength and autocorrelation signal. After each series simulated residual stability verification, in the original series, outliers were inserted with varying amplitudes in a pre-determined observation. The series contaminated by the anomalous observation were again modeled and the residual were inscribed in IMCC and EWMA control charts, correctly registering the detected points. In the detection proportions to the outlier s variant pair, autocorrelation parameter and amplitude, non parametric tests were applied. The result obtained through the tests presented the superiority of the IMCC chart for both models. To what concerns the study of the autocorrelation parameter influence, regarding its signal and magnitude to both charts and AR(1) and MA(1) models, no significant difference could be verified. Therefore, the efficacy of IMCC control charts in the outliers detection through residuals in non independent processes could be confirmed. / A presente pesquisa aborda a aplicação de modelos de previsão juntamente com a utilização de gráficos de controle de resíduos para a avaliação de processos produtivos com características de autocorrelação em suas amostras. O objetivo geral foi determinar a eficiência dos gráficos de controle de observações individuais (IMCC) e de média móvel exponencialmente ponderada (EWMA) quando aplicados aos resíduos de modelos da classe AR(1) ou MA(1), para detecção de outliers em processos autocorrelacionados, além de evidenciar a influência da autocorrelação e da amplitude do outlier no poder de detecção dos gráficos. Foram simuladas 640.000 séries para cada modelo, variando a força e o sinal da autocorrelação. Após a verificação da estabilidade dos resíduos em cada série simulada, na série original, foram inseridos outliers com amplitudes variáveis em uma observação prédeterminada. As séries contaminadas pela observação anômala foram novamente modeladas e os resíduos foram grafados em gráficos de controle IMCC e EWMA, registrando-se os pontos detectados corretamente. Em cada gráfico, para o par de variáveis: parâmetro de autocorrelação e amplitude de outlier, gerou-se uma proporção de detecção, na qual foram aplicados testes de comparação não-paramétricos. O resultado obtido por meio dos testes evidenciou a superioridade do gráfico IMCC para ambos os modelos. Quanto ao estudo da influência do parâmetro de autocorrelação, referente ao sinal e a magnitude da mesma, para ambos os gráfico e modelos AR(1) e MA(1), não se verificou diferença significativa. Dessa forma, comprovou-se a eficácia dos gráficos de controle IMCC em detectar outliers por meio de resíduos em processos industriais autocorrelacionados.

O presente trabalho propõe um framework que inclui a organização de procedimentos e técnicas estatísticas para a verificação da premissa e suposições dos gráficos de controle. Ao final do framework o usuário tem a indicação de qual gráfico é mais propício a condição dos dados em relação as suposições verificadas. O método é dividido em 4 fases que engloba a verificação da premissa de estacionariedade e das suposições de normalidade, independência e homocedasticidade. Procedimentos com o objetivo de adequar os dados as suposições são apresentados. Esta dissertação apresenta sugestões para solução dos problemas relacionados a violação da suposição de homocedasticidade. Descreve os principais modelos de obtenção de resíduos independentes e normal e identicamente distribuídos como solução para a violação de independência. São efetuados dois estudos de simulação Monte Carlo onde, como principais resultados, obteve-se: (i) um procedimento eficiente para verificação da premissa de que o processo encontra-se sob controle antes da implantação dos gráficos de controle e; (ii) o efeito da não normalidade na probabilidade de erros do tipo I nos gráficos X e S de Shewhart. Além disso, apresenta a relação entre tamanho de amostra e não normalidade como aspecto importante na construção de gráficos de controle do tipo X e S de Shewhart em relação ao erro do tipo I. / This paper proposes a framework that includes the organization of procedures and statistical techniques for the verification of the control chart's premise and assumptions. At the end of the framework is an indication of which chart has more favorable data condition on assumptions noted. The method is divided into 4 phases which includes verification of the stationarity premise and assumptions of normality, independence and homoscedasticity. Procedures with the goal of matching the data were been presented. This Master's work presents suggestions for solving problems related to violation of the homoscedasticity assumption. Describes the main types of models to intend get normal independent and identically distributed residuals as a solution to the violation of assumptions in the original data. Two studies are performed in Monte Carlo simulation and the main results obtained is: (i) an efficient procedure for verifying the premise that the process is under control before the implantation of control charts, (ii) the effect of non-normality in the probability of Type I error in and S Shewhart's control charts. In addition, shows the relationship between sample size and non-normality as important factor in building and S Shewhart's control charts on the error of Type I.

Índices de capacidade mal empregados geram conclusões errôneas, comprometendo o estudo e análise do processo, prejudicando o atendimento de exigências gerenciais ou de clientes externos. Assim, o objetivo do presente trabalho é propor índices de capacidade para processos monitorados com gráficos de controle baseado em modelos de regressão conteplando limites simétricos e assimétricos. Realizou-se um mapeamento dos artigos publicados em nove periódicos no período de 2000 a 2009, visando identificar as abordagens pesquisadas sobre capacidade de processos. Um fluxograma orientativo é apresentado, com a finalidade de direcionar a escolha do tipo de gráfico de controle e índices de capacidade para processos com variáveis de resposta: (i) não correlacionadas, (ii) correlacionadas dependentes da variável de controle e (iii) autocorrelacionadas. O uso do fluxograma foi ilustrado através da aplicação do mesmo em um processo de torneamento de uma empresa de máquinas agrícolas. / Capability indices wrongly appointed generate erroneous conclusions, compromising the study and analysis of the process, jeopardizing the fulfillment of the requirements management or external customers. Therefore, the objective of this study is to propose capability indices for processes monitored with control charts based on regression models considering symmetric and asymmetric limits. A mapping of the articles published in nine journals, during the period of 2000 to 2009, was conducted to identify the different approaches surveyed on process capability. A flowchart is presented to direct the choice of control chart and capability indices for processes with response variables: (i) noncorrelated, (ii) correlated dependent control variables and (iii) autocorrelated. The use of the flowchart was illustrated by applying it to the hard turning process of an agricultural machinery company.

Nos últimos anos diversas áreas do setor produtivo vêm experimentando acelerados avanços tecnológicos e, desta forma, exigindo ferramentas cada vez mais específicas para monitorar e avaliar estes processos. Melhorias significativas nos processos de medições das características de qualidade têm sido observadas. Em relação ao controle de processo, em 1924, Walter Shewhart desenvolveu o conceito estatístico das cartas de controle para processos cujos dados sejam independentes e normalmente distribuídos, suposição esta que deve ser atendida para a construção das cartas de controle. Este artigo tem como objetivo mostrar a aplicação das cartas de controle estatístico de processo, no setor de pintura da Empresa Metasa, Rio Grande do Sul, Brasil, cuja característica do processo de pintura industrial analisada foi à espessura da camada de tinta. Os dados foram coletados levando em consideração, as seqüências que constituem o processo da aplicação da tinta (demãos de pintura), procurando-se oferecer uma melhoria sensível nos níveis de qualidade desse setor, com o objetivo de reduzir custos de produção. Os resultados encontrados são de grande importância para a empresa, pois foram estabelecidos os limites de controle que permitirão monitorar os processos. Para os casos onde a análise, entretanto, diagnosticou a permanência do processo fora de controle, se fez necessário o estudo das causas da variabilidade do mesmo. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-20T19:28:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carlos V Hessler.pdf: 1974082 bytes, checksum: 4034479b69e88a564635068143b6a04f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-20T19:28:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carlos V Hessler.pdf: 1974082 bytes, checksum: 4034479b69e88a564635068143b6a04f (MD5) / In the last years many areas in the productive section have experienced fast technologic progress and, this way, demanding even more specific tools to control and assess these processes. Significant improvement in the processes of quality characteristics measurements has been noted. Regarding the process control, in 1924, Walter Shewhart (1931) developed the statistic concept of control letters to processes which data are independent and normally distributed, supposition that must be understood to control letters construction. This article has the goal to show the process statistic control letters, in the painting sector of the Company Metasa, Rio Grande do Sul, Brazil, which process characteristic of industrial painting analyzed was the paint coat thickness. The data were collected taking into consideration, the sequences that form the paint application process (painting coating), searching to offer a sensible improvement in the quality levels of this sector, with the objective of reducing production costs. The results found are of great importance to the company, since limits of control were established that will allow monitor the processes. For the cases where the analysis, otherwise, diagnosed the process permanence out of control, the study of their variability causes was necessary.

Durante os anos 70, os sistemas de produção evoluíram de planos de produção em massa para planos flexíveis, capazes de prover para cada consumidor produtos ou serviços diferenciados através de um processo ágil, flexível e integrado com baixo custo. O aumento de opções do menu de escolha por parte dos clientes resulta na produção de pequenos lotes de produtos e, consequentemente, dados em volume insuficiente para estimar os parâmetros do processo necessários para o monitoramento da característica de qualidade. A literatura reconhece que não existem métodos capazes de tratar o pro- blema do monitoramento de ferramentas de qualidade em sistemas de produção flexíveis e customizados. O objetivo deste trabalho é propor ferramentas de controle estatístico do processo para este tipo de ambiente. Verifica-se que cenários de produção customi- zados sujeitos à produção em pequenos lotes são suscetíveis a violações de suposições e estimativas imprecisas dos parâmetros do processo. Além disso, as ações adotadas pelos engenheiros de qualidade na fase I da implantação de cartas de controle nas empresas visitadas é conflitante com o que é sugerido na literatura. Verificação dos pressupostos de normalidade e independência não são executados, mesmo quando cartas de controle são implantadas. Os principais procedimentos de controle de qualidade do atual estado da arte são apresentados para verificar alternativas para a implantação de ferramentas de controle estatístico do processo em ambientes onde as estratégias atuais de produção causaram o aumento da necessidade de flexibilidade. Nestes casos, a característica da qualidade costuma ser a mesma, mas para diferentes produtos, o que significa que se tem uma única observação para cada produto em cada momento, no mesmo processo. Discussões sobre a viabilidade em implantar as principais metodologias neste contexto são apresentadas. Entre os métodos levantados no estado da arte, uma única abordagem ca- paz é a carta que utiliza o desvio do alvo no instante t, apresentada por Del Castillo et. al. (1996), porém não é aplicável ao problema de pesquisa apresentado nesta tese, pois exige uma fase retrospectiva de análise. Além disso, a inclusão de um novo produto ou uma mudança significativa no processo antigo em um ambiente flexível não pode ser tratada pelos métodos apresentados. Uma carta de controle multivariada de auto-inicialização baseada no filtro de Kalman para o sistema de múltiplos setups é proposta além de adap- tações da carta de auto-inicialização de Shewhart e da carta de controle de Quesenberry (1991) com média e variância desconhecidos. O modelo baseado no filtro de Kalman foi escolhido depois de um estudo de simulação que comparou o desempenho preditivo dos modelos ARIMA, Regressão PLS e Estrutural Básico. O desempenho das abordagens de controle estatístico do processo propostas foi comparado através de medidas de ARL e a análise considerou a implantação das ferramentas em uma série de dados real e em séries simuladas de ambientes sujeitos à violação das suposições básicas das cartas tradicionais. Como benchmark, foi utilizada a análise retrospectiva da carta de resíduos apresentada por Del Castillo et. al. (1996). Os resultados mostram que a hipótese de violação da nor- malidade é a que mais deteriora o desempenho das cartas de controle. Efeitos de violação da independência e da suposição de homocedasticidade não são significativos ao nível de 5%, de acordo com a análise de variância realizada. Conclui-se que, dos cinco procedimentos propostos, os adaptados obtiveram resultados similares ao benchmark, podendo ser tratados como alternativas para lidar com o problema de monitoramento da qualidade em ambientes organizados com sistemas de produção customizados. / During the 70s, production systems have evolved from mass production plans to flexible plans, able to provide for each constumer differentiated products or services with low cost through an agile, flexible and integrated process. The number increase of choi- ces results in production of small batches of products, and therefore insufficient volume data to estimate the required process parameters for the monitoring of quality characte- ristics. The literature shows that there are no methods to treat the problem of quality monitoring in flexible and customized production systems. The objective of this thesis is to propose tools for this type of environment. It is verified that customized scenarios are subject to small-batch production and are also susceptible to violation of assumpti- ons and inaccurate estimate of process parameters. In addition, actions taken by quality engineers in Phase I implementation of control charts in visited companies is conflicting with what is suggested in the literature. Verification of assumptions such as normality or independence are not performed, even when control charts are implemented. The state of art quality control procedures are presented in order to verify how to implement quality control tools in environments where the current strategies of production has increasing flexibility. In these cases, the quality characteristic is usually the same, but for different products, which means that it has an observation for each product in each time frame for the same process. Discussion on the feasibility of implementing the main methodologies are presented in this context. Among the methods considered the state of the art, the chart which uses the deviation from the target at time t, presented by Del Castillo et al. (1996) is the only that could be able to work in this problem, but shall be not applied to the research problem presented in this thesis, since it requires a Phase I of retrospective analysis. Moreover, the inclusion of a new product or significant change in old process in a flexible environment can not be treated by the methods presented. A self-start multivariate control chart based on Kalman filter for multiple setups is proposed, as well as the adaptations of the self-start Shewhart control chart and the self-start Quesenberry’s control chart (1991). The model based on the Kalman filter was chosen after a simulation study that compared the predictive performance of ARIMA, PLS Regression and Struc- tural Basic models. The performance of the proposed quality control approaches was compared with measures of ARL and the analysis considered the implementation of tools in series of real data and simulated data subject to violation of the traditional charts’ basic assumptions. As a benchmark, we used a retrospective analysis of the chart presented by Del Castillo et al. (1996). The results show that the assumption of normality violation is the one that most deteriorates the performance of control charts. Effects of independence and homoscedasticity violation of assumptions are not significant at 5%, according to the analysis of variance performed. We conclude that, among the five proposed procedures, the adapted ones obtained similar results to the benchmark and can be treated as alter- natives to deal with the problem of quality monitoring in environments with customized production systems.

Índices de capacidade mal empregados geram conclusões errôneas, comprometendo o estudo e análise do processo, prejudicando o atendimento de exigências gerenciais ou de clientes externos. Assim, o objetivo do presente trabalho é propor índices de capacidade para processos monitorados com gráficos de controle baseado em modelos de regressão conteplando limites simétricos e assimétricos. Realizou-se um mapeamento dos artigos publicados em nove periódicos no período de 2000 a 2009, visando identificar as abordagens pesquisadas sobre capacidade de processos. Um fluxograma orientativo é apresentado, com a finalidade de direcionar a escolha do tipo de gráfico de controle e índices de capacidade para processos com variáveis de resposta: (i) não correlacionadas, (ii) correlacionadas dependentes da variável de controle e (iii) autocorrelacionadas. O uso do fluxograma foi ilustrado através da aplicação do mesmo em um processo de torneamento de uma empresa de máquinas agrícolas. / Capability indices wrongly appointed generate erroneous conclusions, compromising the study and analysis of the process, jeopardizing the fulfillment of the requirements management or external customers. Therefore, the objective of this study is to propose capability indices for processes monitored with control charts based on regression models considering symmetric and asymmetric limits. A mapping of the articles published in nine journals, during the period of 2000 to 2009, was conducted to identify the different approaches surveyed on process capability. A flowchart is presented to direct the choice of control chart and capability indices for processes with response variables: (i) noncorrelated, (ii) correlated dependent control variables and (iii) autocorrelated. The use of the flowchart was illustrated by applying it to the hard turning process of an agricultural machinery company.

O presente trabalho propõe um framework que inclui a organização de procedimentos e técnicas estatísticas para a verificação da premissa e suposições dos gráficos de controle. Ao final do framework o usuário tem a indicação de qual gráfico é mais propício a condição dos dados em relação as suposições verificadas. O método é dividido em 4 fases que engloba a verificação da premissa de estacionariedade e das suposições de normalidade, independência e homocedasticidade. Procedimentos com o objetivo de adequar os dados as suposições são apresentados. Esta dissertação apresenta sugestões para solução dos problemas relacionados a violação da suposição de homocedasticidade. Descreve os principais modelos de obtenção de resíduos independentes e normal e identicamente distribuídos como solução para a violação de independência. São efetuados dois estudos de simulação Monte Carlo onde, como principais resultados, obteve-se: (i) um procedimento eficiente para verificação da premissa de que o processo encontra-se sob controle antes da implantação dos gráficos de controle e; (ii) o efeito da não normalidade na probabilidade de erros do tipo I nos gráficos X e S de Shewhart. Além disso, apresenta a relação entre tamanho de amostra e não normalidade como aspecto importante na construção de gráficos de controle do tipo X e S de Shewhart em relação ao erro do tipo I. / This paper proposes a framework that includes the organization of procedures and statistical techniques for the verification of the control chart's premise and assumptions. At the end of the framework is an indication of which chart has more favorable data condition on assumptions noted. The method is divided into 4 phases which includes verification of the stationarity premise and assumptions of normality, independence and homoscedasticity. Procedures with the goal of matching the data were been presented. This Master's work presents suggestions for solving problems related to violation of the homoscedasticity assumption. Describes the main types of models to intend get normal independent and identically distributed residuals as a solution to the violation of assumptions in the original data. Two studies are performed in Monte Carlo simulation and the main results obtained is: (i) an efficient procedure for verifying the premise that the process is under control before the implantation of control charts, (ii) the effect of non-normality in the probability of Type I error in and S Shewhart's control charts. In addition, shows the relationship between sample size and non-normality as important factor in building and S Shewhart's control charts on the error of Type I.

Durante os anos 70, os sistemas de produção evoluíram de planos de produção em massa para planos flexíveis, capazes de prover para cada consumidor produtos ou serviços diferenciados através de um processo ágil, flexível e integrado com baixo custo. O aumento de opções do menu de escolha por parte dos clientes resulta na produção de pequenos lotes de produtos e, consequentemente, dados em volume insuficiente para estimar os parâmetros do processo necessários para o monitoramento da característica de qualidade. A literatura reconhece que não existem métodos capazes de tratar o pro- blema do monitoramento de ferramentas de qualidade em sistemas de produção flexíveis e customizados. O objetivo deste trabalho é propor ferramentas de controle estatístico do processo para este tipo de ambiente. Verifica-se que cenários de produção customi- zados sujeitos à produção em pequenos lotes são suscetíveis a violações de suposições e estimativas imprecisas dos parâmetros do processo. Além disso, as ações adotadas pelos engenheiros de qualidade na fase I da implantação de cartas de controle nas empresas visitadas é conflitante com o que é sugerido na literatura. Verificação dos pressupostos de normalidade e independência não são executados, mesmo quando cartas de controle são implantadas. Os principais procedimentos de controle de qualidade do atual estado da arte são apresentados para verificar alternativas para a implantação de ferramentas de controle estatístico do processo em ambientes onde as estratégias atuais de produção causaram o aumento da necessidade de flexibilidade. Nestes casos, a característica da qualidade costuma ser a mesma, mas para diferentes produtos, o que significa que se tem uma única observação para cada produto em cada momento, no mesmo processo. Discussões sobre a viabilidade em implantar as principais metodologias neste contexto são apresentadas. Entre os métodos levantados no estado da arte, uma única abordagem ca- paz é a carta que utiliza o desvio do alvo no instante t, apresentada por Del Castillo et. al. (1996), porém não é aplicável ao problema de pesquisa apresentado nesta tese, pois exige uma fase retrospectiva de análise. Além disso, a inclusão de um novo produto ou uma mudança significativa no processo antigo em um ambiente flexível não pode ser tratada pelos métodos apresentados. Uma carta de controle multivariada de auto-inicialização baseada no filtro de Kalman para o sistema de múltiplos setups é proposta além de adap- tações da carta de auto-inicialização de Shewhart e da carta de controle de Quesenberry (1991) com média e variância desconhecidos. O modelo baseado no filtro de Kalman foi escolhido depois de um estudo de simulação que comparou o desempenho preditivo dos modelos ARIMA, Regressão PLS e Estrutural Básico. O desempenho das abordagens de controle estatístico do processo propostas foi comparado através de medidas de ARL e a análise considerou a implantação das ferramentas em uma série de dados real e em séries simuladas de ambientes sujeitos à violação das suposições básicas das cartas tradicionais. Como benchmark, foi utilizada a análise retrospectiva da carta de resíduos apresentada por Del Castillo et. al. (1996). Os resultados mostram que a hipótese de violação da nor- malidade é a que mais deteriora o desempenho das cartas de controle. Efeitos de violação da independência e da suposição de homocedasticidade não são significativos ao nível de 5%, de acordo com a análise de variância realizada. Conclui-se que, dos cinco procedimentos propostos, os adaptados obtiveram resultados similares ao benchmark, podendo ser tratados como alternativas para lidar com o problema de monitoramento da qualidade em ambientes organizados com sistemas de produção customizados. / During the 70s, production systems have evolved from mass production plans to flexible plans, able to provide for each constumer differentiated products or services with low cost through an agile, flexible and integrated process. The number increase of choi- ces results in production of small batches of products, and therefore insufficient volume data to estimate the required process parameters for the monitoring of quality characte- ristics. The literature shows that there are no methods to treat the problem of quality monitoring in flexible and customized production systems. The objective of this thesis is to propose tools for this type of environment. It is verified that customized scenarios are subject to small-batch production and are also susceptible to violation of assumpti- ons and inaccurate estimate of process parameters. In addition, actions taken by quality engineers in Phase I implementation of control charts in visited companies is conflicting with what is suggested in the literature. Verification of assumptions such as normality or independence are not performed, even when control charts are implemented. The state of art quality control procedures are presented in order to verify how to implement quality control tools in environments where the current strategies of production has increasing flexibility. In these cases, the quality characteristic is usually the same, but for different products, which means that it has an observation for each product in each time frame for the same process. Discussion on the feasibility of implementing the main methodologies are presented in this context. Among the methods considered the state of the art, the chart which uses the deviation from the target at time t, presented by Del Castillo et al. (1996) is the only that could be able to work in this problem, but shall be not applied to the research problem presented in this thesis, since it requires a Phase I of retrospective analysis. Moreover, the inclusion of a new product or significant change in old process in a flexible environment can not be treated by the methods presented. A self-start multivariate control chart based on Kalman filter for multiple setups is proposed, as well as the adaptations of the self-start Shewhart control chart and the self-start Quesenberry’s control chart (1991). The model based on the Kalman filter was chosen after a simulation study that compared the predictive performance of ARIMA, PLS Regression and Struc- tural Basic models. The performance of the proposed quality control approaches was compared with measures of ARL and the analysis considered the implementation of tools in series of real data and simulated data subject to violation of the traditional charts’ basic assumptions. As a benchmark, we used a retrospective analysis of the chart presented by Del Castillo et al. (1996). The results show that the assumption of normality violation is the one that most deteriorates the performance of control charts. Effects of independence and homoscedasticity violation of assumptions are not significant at 5%, according to the analysis of variance performed. We conclude that, among the five proposed procedures, the adapted ones obtained similar results to the benchmark and can be treated as alter- natives to deal with the problem of quality monitoring in environments with customized production systems.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-06-28T16:20:12Z No. of bitstreams: 1 David Venancio da Cruz.pdf: 840282 bytes, checksum: 2cfe5aafec8bce703513d8d0c952e226 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T16:20:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 David Venancio da Cruz.pdf: 840282 bytes, checksum: 2cfe5aafec8bce703513d8d0c952e226 (MD5) Previous issue date: 2014-06-11 / Water is essential for sustaining life on the planet and the dynamics of nature it permeates all the cycles of nature. The degradation of this resource affect the health, well-being of people, flora and fauna. In the characterization of water quality are determined various parameters representing the physical, chemical and biological characteristics, indicators of water quality, which are impurities when they reach values ˆaˆahigher than those established for a particular use. For an evaluation of efficient and fast data that indicate the quality of drinking water techniques of statistical process control were used. This work preferenciou the use of techniques of statistical process control in assessing the quality of drinking water in the city of Campina Grande in order to compare the data with the resolution of N0 357/2005 of the National Environmental Council (CONAMA), detect better control chart for the univariate process and optimize the process through multivariate chart. To assess the water quality in Campina Grande a literature search was performed using data provided by the water company and Sewers of Para´ıba in the period 2011-2013 a total of 36 samples. The station treatment in the municipality of Queimadas - PB, responsible for supplying Public water of Campina Grande and adjacent municipalities with the flow treated water averaged 5.400m3/h. The variables chosen for the evaluation of water were: pH, chlorine, turbidity and color as they are considered relevant features on the water distributed for consumption to be potability standards. The analysis of data was through graphs of individual control Shewhart, exponentially moving average weighted (EWMA), cumulative sum (CUSUM), and multivariate capability index univariate and multivariate process. Except for the pH variable, the other variables showed high variability in the data. In Shewhart charts observed that the color and turbidity variables exist sequences and points above the upper limit points, where their processes are shown outside the statistical control. In the graphs of CUSUM and EWMA observed pH and chlorine, the course of the process is an increase in variability, indicating an instability in the process, confirmed by the process capability index, which indicated the process variables for pH and chlorine are not able to meet your specifications, however remained within statistical control. The bivariate correlations between the variables of water quality, chlorine and turbidity showed a moderate correlation (r = 0.673). For the univariate case, the EWMA chart proved to be the best in the monitoring of water quality due its efficiency as it is sensitive to small variations of the order of 1.5 standard deviations. The multivariate control chart is beneficial from the point of view of time in monitoring and analysis of variables simultaneously. The degree of impairment of quality of drinking water and low, because only variable chlorine introduced himself outside the limits stipulated by Resolution CONAMA, which provides for the classification of water bodies. / A água é fundamental para a manutenção da vida no planeta e á dinâmica da natureza, pois permeia todos os ciclos da natureza. A degradação desse recurso prejudica a saúde, o bem-estar das populações, a flora e a fauna. Na caracterização da qualidade da água são determinados diversos parâmetros que representam as suas características físicas, químicas e biológicas, os indicadores de qualidade da água, que constituem impurezas quando alcançam valores superiores aos estabelecidos para determinado uso. Para obter-se uma avaliação de forma eficiente e rápida dos dados que indicam a qualidade da água potável foram utilizadas técnicas de controle estatístico do processo. Este trabalho preferenciou a utilização de técnicas de controle estatístico do processo na avaliação da qualidade da água potável na cidade de Campina Grande com objetivo de comparar os dados com a resolução de N0 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), detectar o melhor gráfico de controle para o processo univariado e otimizar o processo através do gráfico multivariado. Para avaliar a qualidade da água em Campina Grande foi realizada uma pesquisa bibliográfica com dados disponibilizados pela Companhia de Águas e Esgotos da Paraíba no período de 2011 a 2013 perfazendo 36 amostras. A estação de tratamento está situada no município de Queimadas - PB, responsável pelo abastecimento público de água da cidade de Campina Grande e municípios adjacentes, com vazão da água tratada em média de 5.400m3/h. As variáveis escolhidas para a avaliação da água foram: pH, cloro, cor e turbidez, pois são consideradas características relevantes na água distribuída para consumo, por serem padrão de potabilidade. A análise dos dados se deu através de gráficos de controle individuais de Shewhart, média móvel exponencialmente ponderada (EWMA), soma acumulativa (CUSUM), multivariado e índice de capacidade de processo univariado e multivariado. Com exceção da variável pH, as demais variáveis apresentaram elevada variabilidade dos dados. Nos gráficos de Shewhart observaram-se que nas variáveis cor e turbidez existem pontos sequências e pontos acima do limite superior, em que seus processos estão indicados fora do controle estatístico. Nos gráficos de CUSUM e EWMA observou-se as variáveis pH e cloro, ao decorrer do processo tem um aumento na variabilidade indicando uma instabilidade no processo, confirmado através do índice de capacidade do processo, que indicou os processos para variáveis pH e cloro não são capazes de cumprir suas especificações, entretanto permaneceram dentro de controle estatístico. As correlações bivariadas entre as variáveis de qualidade da água, cloro e turbidez, apresentaram-se uma correlação moderada (r=0.673). Para o processo univariado, o gráfico de EWMA mostrou-se o melhor no monitoramento da qualidade das águas, devido a sua eficiência, pois é sensível as pequenas variações de ordem de 1.5 desvios-padrão. O gráfico de controle multivariado é proveitoso do ponto de vista do tempo no monitoramento e análise das variáveis simultaneamente. O grau de comprometimento da qualidade da água potável e baixo, pois apenas a variável cloro apresentou-se fora dos limites estipulados pela Resolução da CONAMA, que dispõe sobre a classificação dos corpos de água.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-02-09T11:48:18Z No. of bitstreams: 2 Ketllin_Conceição2017.pdf: 1478973 bytes, checksum: a97631da6b15f46cfa48d39a4a2e9892 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-09T11:48:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ketllin_Conceição2017.pdf: 1478973 bytes, checksum: a97631da6b15f46cfa48d39a4a2e9892 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The unplanned development of large urban centers as well as the industrial one have hindered sustainable awareness regarding the correct water application. The unruly use of this resource has drawn the scientific community attention, thus, several scientific trials have been carried out in order to evaluate the use and quality of water. The use of indicators is one of the possibilities to evaluate water quality, which aims at analyzing physical-chemical and biological characteristics, and so allowing the evaluation of water body quality. In order to quickly evaluate the parameters involving water quality index (WQI), the process capability index was used. Thus, this trial aims at determining the water quality index as well as applying statistical quality control methodologies to evaluate the monitoring of water quality in rivers. Therefore, a database with physical-chemical and microbiological parameters from Passaúna and Piraquara rivers was applied to carry out this research development. Those rivers are in Araucária and Piraquara cities, respectively. The water quality index was determined by the time series, and subsequently data were submitted to statistical process control, with Shewhart individuals, EWMA and CUSUM, control charts as well as the development of the process quality index. Based on these data, a model of forecast was developed according to Holt-Winters Additive method. The WQI detected that the studied rivers remained under an averaged quality until the year of 2000, however, since that year, it was possible to observe a decreasing trend in water quality of the evaluated rivers. This trend was also identified by control charts. The graphs were also able to identify that waters of the rivers were not under statistical control, identifying some points that exceeded the used control limits. The process capacity index showed that the Piraquara River was classified with better quality of water when compared to the Passaúna River. The Holt-Winters prediction method showed that both rivers would continue with a decreasing trend in WQI and consequently in water quality. The applied statistical tools proved to be fast and efficient to evaluate water quality control. Finally, it is suggested that other researches should be developed using the technique of statistical process control for environmental evaluation. / O desenvolvimento desordenado dos grandes centros urbanos e o desenvolvimento industrial vêm dificultando a conscientização sobre o uso racional e sustentável da água. O uso indiscriminado desse recurso vem chamando atenção da comunidade científica e percebe-se uma infinidade de trabalhos científicos a fim de que se avaliem o uso e a qualidade da água. Uma das formas de se avaliar a qualidade da água é pela utilização de indicadores, que têm por finalidade analisar as características físico-químicas e biológicas e, assim, permitir a avaliação da qualidade das águas de um corpo hídrico. Utilizou-se o índice de capacidade do processo para se avaliar de forma rápida os parâmetros que envolvem o índice de qualidade da água (IQA). Desse modo, objetivou-se com esse trabalho determinar o índice de qualidade da água bem como aplicar metodologias de controle de qualidade estatístico para avaliar o monitoramento de qualidade da água em rios. Portanto, para se realizar o desenvolvimento da pesquisa, foi utilizado um banco de dados com parâmetros físico-químicos e microbiológicos dos rios Passaúna e Piraquara, pertencentes às cidades de Araucária e Piraquara, respectivamente. O índice de qualidade da água foi determinado com a série temporal e, posteriormente, esses dados foram submetidos ao controle estatístico do processo, com os gráficos de controle de Shewhart individual, MMEP e CUSUM, além do desenvolvimento do índice de qualidade do processo. A partir desses dados foi desenvolvido um modelo de previsão com o método de Holt-Winters Aditivo. O IQA detectou que os rios mantiveram-se em qualidade média até o ano 2000, entretanto, a partir desse ano foi possível visualizar uma tendência decrescente na qualidade das águas dos rios avaliados. Essa tendência também foi identificada pelos gráficos de controle. Os gráficos foram capazes de identificar que as águas dos rios não estavam em controle estatístico, identificando alguns pontos que excederam os limites de controle utilizados. O índice de capacidade do processo demonstrou que o rio Piraquara foi classificado com águas de melhor qualidade, quando comparado ao rio Passaúna. O método de previsão de Holt-Winters demonstrou que continuaria com uma tendência decrescente no IQA e, consequentemente, na qualidade da água, em ambos os rios avaliados. As ferramentas estatísticas utilizadas demonstraram ser rápidas e eficientes para a avaliação do controle de qualidade de águas. Por fim, sugere-se que sejam desenvolvidas mais pesquisas utilizando a técnica do controle estatístico do processo para avaliação do meio ambiente.