A disseminação de sistemas de aquisição de dados sobre a qualidade e o desempenho de produtos e processos de fabricação deu origem a novos tipos de dados. Dado funcional é um conjunto de dados que formam um perfil ou uma curva. No perfil, a característica de qualidade é uma função dependente de uma ou mais variáveis exploratórias ou independentes. A análise de dados funcionais é um tema de pesquisa recente praticado em diversas áreas do conhecimento. Na indústria, os dados funcionais aparecem no controle de qualidade. A ausência de métodos apropriados a dados funcionais pode levar ao uso de métodos ineficientes e reduzir o desempenho e a qualidade de um produto ou processo. A análise de dados funcionais através de métodos multivariados pode ser inadequada devido à alta dimensionalidade e estruturas de variância e covariância dos dados. O desenvolvimento teórico de métodos para a análise de dados funcionais na área de Engenharia da Qualidade encontra-se defasado em relação ao potencial de aplicações práticas. Este trabalho identificou a existência dos dados funcionais tratados por métodos ineficientes. Os métodos atuais para controle de qualidade de dados são adaptados a situações específicas, conforme o tipo de dado funcional e a fase do monitoramento. Este trabalho apresenta propostas para métodos de análise de dados funcionais aplicáveis a questões relevantes da área de pesquisa em Engenharia da Qualidade, tais como: (i) o uso da análise de variância em experimentos com dados funcionais; (ii) gráficos de controle para monitoramento de perfis; e (iii) a análise e seleção de perfis de fornecedores em projetos inovadores. / The dissemination of data acquisition systems on the quality and performance of products and manufacturing process has given rise to new types of data. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. In profile, the quality characteristic is a function dependent on one or more exploratory or independent variables. The functional data analysis is a recent research topic practiced in various areas of knowledge. In industry, the functional data appears in quality control. The lack of suitable methods can lead to use of inefficient methods and reducing the performance and quality of a product or process. The analysis of functional data by multivariate methods may be inadequate due to the high dimensionality and variance and covariance structures of the data. The development of theoretical methods for the analysis of functional data in Quality Engineering area is lagged behind the potential for practical applications. This work identified the existence of functional data processed by inefficient methods. Current methods for data quality control are adapted to specific situations, depending on the type of functional data and the phase of monitoring. This paper presents proposals for functional data analysis methods applicable to relevant research questions in the area of Quality Engineering such as: (i) the use of analysis of variance in experiments with functional data; (ii) control charts for monitoring profiles; and (iii) the analysis and selection of supplier profiles on innovative projects.

A disseminação de sistemas de aquisição de dados sobre a qualidade e o desempenho de produtos e processos de fabricação deu origem a novos tipos de dados. Dado funcional é um conjunto de dados que formam um perfil ou uma curva. No perfil, a característica de qualidade é uma função dependente de uma ou mais variáveis exploratórias ou independentes. A análise de dados funcionais é um tema de pesquisa recente praticado em diversas áreas do conhecimento. Na indústria, os dados funcionais aparecem no controle de qualidade. A ausência de métodos apropriados a dados funcionais pode levar ao uso de métodos ineficientes e reduzir o desempenho e a qualidade de um produto ou processo. A análise de dados funcionais através de métodos multivariados pode ser inadequada devido à alta dimensionalidade e estruturas de variância e covariância dos dados. O desenvolvimento teórico de métodos para a análise de dados funcionais na área de Engenharia da Qualidade encontra-se defasado em relação ao potencial de aplicações práticas. Este trabalho identificou a existência dos dados funcionais tratados por métodos ineficientes. Os métodos atuais para controle de qualidade de dados são adaptados a situações específicas, conforme o tipo de dado funcional e a fase do monitoramento. Este trabalho apresenta propostas para métodos de análise de dados funcionais aplicáveis a questões relevantes da área de pesquisa em Engenharia da Qualidade, tais como: (i) o uso da análise de variância em experimentos com dados funcionais; (ii) gráficos de controle para monitoramento de perfis; e (iii) a análise e seleção de perfis de fornecedores em projetos inovadores. / The dissemination of data acquisition systems on the quality and performance of products and manufacturing process has given rise to new types of data. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. In profile, the quality characteristic is a function dependent on one or more exploratory or independent variables. The functional data analysis is a recent research topic practiced in various areas of knowledge. In industry, the functional data appears in quality control. The lack of suitable methods can lead to use of inefficient methods and reducing the performance and quality of a product or process. The analysis of functional data by multivariate methods may be inadequate due to the high dimensionality and variance and covariance structures of the data. The development of theoretical methods for the analysis of functional data in Quality Engineering area is lagged behind the potential for practical applications. This work identified the existence of functional data processed by inefficient methods. Current methods for data quality control are adapted to specific situations, depending on the type of functional data and the phase of monitoring. This paper presents proposals for functional data analysis methods applicable to relevant research questions in the area of Quality Engineering such as: (i) the use of analysis of variance in experiments with functional data; (ii) control charts for monitoring profiles; and (iii) the analysis and selection of supplier profiles on innovative projects.

A disseminação de sistemas de aquisição de dados sobre a qualidade e o desempenho de produtos e processos de fabricação deu origem a novos tipos de dados. Dado funcional é um conjunto de dados que formam um perfil ou uma curva. No perfil, a característica de qualidade é uma função dependente de uma ou mais variáveis exploratórias ou independentes. A análise de dados funcionais é um tema de pesquisa recente praticado em diversas áreas do conhecimento. Na indústria, os dados funcionais aparecem no controle de qualidade. A ausência de métodos apropriados a dados funcionais pode levar ao uso de métodos ineficientes e reduzir o desempenho e a qualidade de um produto ou processo. A análise de dados funcionais através de métodos multivariados pode ser inadequada devido à alta dimensionalidade e estruturas de variância e covariância dos dados. O desenvolvimento teórico de métodos para a análise de dados funcionais na área de Engenharia da Qualidade encontra-se defasado em relação ao potencial de aplicações práticas. Este trabalho identificou a existência dos dados funcionais tratados por métodos ineficientes. Os métodos atuais para controle de qualidade de dados são adaptados a situações específicas, conforme o tipo de dado funcional e a fase do monitoramento. Este trabalho apresenta propostas para métodos de análise de dados funcionais aplicáveis a questões relevantes da área de pesquisa em Engenharia da Qualidade, tais como: (i) o uso da análise de variância em experimentos com dados funcionais; (ii) gráficos de controle para monitoramento de perfis; e (iii) a análise e seleção de perfis de fornecedores em projetos inovadores. / The dissemination of data acquisition systems on the quality and performance of products and manufacturing process has given rise to new types of data. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. In profile, the quality characteristic is a function dependent on one or more exploratory or independent variables. The functional data analysis is a recent research topic practiced in various areas of knowledge. In industry, the functional data appears in quality control. The lack of suitable methods can lead to use of inefficient methods and reducing the performance and quality of a product or process. The analysis of functional data by multivariate methods may be inadequate due to the high dimensionality and variance and covariance structures of the data. The development of theoretical methods for the analysis of functional data in Quality Engineering area is lagged behind the potential for practical applications. This work identified the existence of functional data processed by inefficient methods. Current methods for data quality control are adapted to specific situations, depending on the type of functional data and the phase of monitoring. This paper presents proposals for functional data analysis methods applicable to relevant research questions in the area of Quality Engineering such as: (i) the use of analysis of variance in experiments with functional data; (ii) control charts for monitoring profiles; and (iii) the analysis and selection of supplier profiles on innovative projects.

O nível de cortisol é considerado uma forma de medir o estresse de pessoas. Um estudo foi realizado a fim de verificar se crianças que trabalhavam nas ruas durante o dia tem estresse mais alto do que crianças que não trabalhavam. O nível de cortisol de uma pessoa pode ser considerado uma função crescente até atingir um máximo e depois decrescente (função quasicôncava). O cortisol das crianças foram coletados 4 vezes ao dia,sendo considerado dois grupos de crianças: aquelas que trabalham na rua e aquelas que ficavam em casa. Para a análise dos dados, foi considerada uma metanálise de um modelo de dados funcionais sob enfoque Bayesiano. Cada individuo é analisado por um modelo de dados funcionais e a metánalise foi usada para termos uma inferência para cada grupo. A geração de uma amostra da distribuição a posteriori foi obtida pelo o método de Gibbs com Metrópolis-Hasting. Na comparação das curvas calculamos a probabilidade a posteriori ponto-a-ponto da função do cortisol de um grupo ser maior do que a do outro. / The level of cortisol is considered as a measure of peoples stress. We perform an statistical analysis of the data from a study conducted to evaluate if children that work on the streets during the day have higher stress than children who does not work. The cortisol level of a person can be considered as an increasing function until reaching a maximum level and then decreasing to almost zero (quasi-concave function). Childrens cortisol were collected 4 times in one day, where two groups of children were considered: those who work in the street and those who stay at home. To analyse the data we considered a meta-analysis of a functional data model under Bayesian approach. Each individual is analysed by a functional data model, and then, a meta-analysis was used to have inference for each group. We used the Gibbs Metropolis-Hastings method to sample from the posteriori distribution. Also, we calculated the pointwise posterior probability of the cortisol function of one group being greater than the cortisol function of other group to compare the groups.

Esta dissertação apresenta um método adaptado do estudo de repetitividade e reprodutibilidade para analisar a capacidade e o desempenho de sistemas de medição, no contexto da análise de dados funcionais. Dado funcional é a variável de resposta dada por uma coleção de dados que formam um perfil ou uma curva. O método adaptado contribui para o avanço do estado da arte sobre a análise de sistemas de medição. O método proposto é uma alternativa ao uso de métodos tradicionais de análise, que usados de forma equivocada, podem deteriorar a qualidade dos produtos monitorados através de variáveis de resposta funcionais. O método proposto envolve a adaptação de testes de hipótese e da análise de variância de um e dois fatores usados em comparações de populações, na avaliação de sistemas de medições. A proposta de adaptação foi baseada na utilização de distâncias entre curvas. Foi usada a Distância de Hausdorff como uma medida de proximidade entre as curvas. A adaptação proposta à análise de variância foi composta de três abordagens. Os métodos adaptados foram aplicados a um estudo simulado de repetitividade e reprodutibilidade. O estudo foi estruturado para analisar cenários em que o sistema de medição foi aprovado e reprovado. O método proposto foi denominado de ANOVA das Distâncias. / This work presents a method to analyze a measurement system's performance in a functional data analysis context, based on repeatability and reproducibility studies. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. The proposed method contributes to the state of the art on measurement system analysis. The method is an alternative to traditional methods often used mistakenly, leading to deterioration in the quality of products monitored through functional responses. In the proposed method we adapt hypothesis tests and one-way and two-way ANOVA to be used in measurement system analysis. The method is grounded on the use of distances between curves. For that matter the Hausdorff distance was chosen as a measure of proximity between curves. Three ANOVA approaches were proposed and applied in a simulated repeatability and reproducibility study. The study was structured to analyze scenarios in which the measurement system was approved or rejected. The proposed method was named ANOVA of the distances.

Com o recente avanço do poder computacional, a amostragem de curvas indexadas espacialmente tem crescido principalmente em dados ecológicos, atmosféricos e ambientais, o que conduziu a adaptação de métodos geoestatísticos para o contexto de Análise de Dados Funcionais. O objetivo deste trabalho é estudar métodos de krigagem para Dados Funcionais, adaptando os métodos de interpolação espacial em Geoestatística. Mais precisamente, em um conjunto de dados funcionais pontualmente fracamente estacionário e isotrópico, desejamos estimar uma curva em um ponto não monitorado no espaço buscando estimadores não viciados com erro quadrático médio mínimo. Apresentamos três abordagens para aproximar uma curva em sítio não monitorado, demonstramos resultados que simplificam o problema de otimização postulado pela busca de estimadores ótimos não viciados, implementamos os modelos em MATLAB usando ondaletas, que é mais adequada para captar comportamentos localizados, e comparamos os três modelos através de estudos de simulação. Ilustramos os métodos através de dois conjuntos de dados reais: um conjunto de dados de temperatura média diária das províncias marítimas do Canadá (New Brunswick, Nova Scotia e Prince Edward Island) coletados em 82 estações no ano 2000 e um conjunto de dados da CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) referentes ao índice de qualidade de ar MP10 em 22 estações meteorológicas na região metropolitana da cidade de São Paulo coletados no ano de 2014. / The advance of the computational power in last decades has been generating a considerable increase in datasets of spatially indexed curves, mainly in ecological, atmospheric and environmental data, what have leaded to adjustments of geostatistcs for the context of Functional Data Analysis. The goal of this work is to adapt the kriging methods from geostatistcs analysis to the framework of Functional Data Analysis. More precisely, we shall interpolate a curve in an unvisited spot searching for an unbiased estimator with minimum mean square error for a pointwise weakly stationary and isotropic functional dataset. We introduce three different approaches to estimate a curve in an unvisited spot, we demonstrate some results simplifying the optimization problem postulated by the optimality from these estimators, we implement the three models in MATLAB using wavelets and we compare them by simulation. We illustrate the ideas using two dataset: a real climatic dataset from Canadian maritime provinces (New Brunswick, Nova Scotia and Prince Edward Island) sampled at year 2000 in 82 weather station consisting of daily mean temperature and data from CETESB (environmental agency from the state of São Paulo, Brazil) sampled at 22 weather station in the metropolitan region of São Paulo city at year 2014 consisting of the air quality index PM10.

Esta dissertação apresenta um método adaptado do estudo de repetitividade e reprodutibilidade para analisar a capacidade e o desempenho de sistemas de medição, no contexto da análise de dados funcionais. Dado funcional é a variável de resposta dada por uma coleção de dados que formam um perfil ou uma curva. O método adaptado contribui para o avanço do estado da arte sobre a análise de sistemas de medição. O método proposto é uma alternativa ao uso de métodos tradicionais de análise, que usados de forma equivocada, podem deteriorar a qualidade dos produtos monitorados através de variáveis de resposta funcionais. O método proposto envolve a adaptação de testes de hipótese e da análise de variância de um e dois fatores usados em comparações de populações, na avaliação de sistemas de medições. A proposta de adaptação foi baseada na utilização de distâncias entre curvas. Foi usada a Distância de Hausdorff como uma medida de proximidade entre as curvas. A adaptação proposta à análise de variância foi composta de três abordagens. Os métodos adaptados foram aplicados a um estudo simulado de repetitividade e reprodutibilidade. O estudo foi estruturado para analisar cenários em que o sistema de medição foi aprovado e reprovado. O método proposto foi denominado de ANOVA das Distâncias. / This work presents a method to analyze a measurement system's performance in a functional data analysis context, based on repeatability and reproducibility studies. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. The proposed method contributes to the state of the art on measurement system analysis. The method is an alternative to traditional methods often used mistakenly, leading to deterioration in the quality of products monitored through functional responses. In the proposed method we adapt hypothesis tests and one-way and two-way ANOVA to be used in measurement system analysis. The method is grounded on the use of distances between curves. For that matter the Hausdorff distance was chosen as a measure of proximity between curves. Three ANOVA approaches were proposed and applied in a simulated repeatability and reproducibility study. The study was structured to analyze scenarios in which the measurement system was approved or rejected. The proposed method was named ANOVA of the distances.

Esta dissertação apresenta um método adaptado do estudo de repetitividade e reprodutibilidade para analisar a capacidade e o desempenho de sistemas de medição, no contexto da análise de dados funcionais. Dado funcional é a variável de resposta dada por uma coleção de dados que formam um perfil ou uma curva. O método adaptado contribui para o avanço do estado da arte sobre a análise de sistemas de medição. O método proposto é uma alternativa ao uso de métodos tradicionais de análise, que usados de forma equivocada, podem deteriorar a qualidade dos produtos monitorados através de variáveis de resposta funcionais. O método proposto envolve a adaptação de testes de hipótese e da análise de variância de um e dois fatores usados em comparações de populações, na avaliação de sistemas de medições. A proposta de adaptação foi baseada na utilização de distâncias entre curvas. Foi usada a Distância de Hausdorff como uma medida de proximidade entre as curvas. A adaptação proposta à análise de variância foi composta de três abordagens. Os métodos adaptados foram aplicados a um estudo simulado de repetitividade e reprodutibilidade. O estudo foi estruturado para analisar cenários em que o sistema de medição foi aprovado e reprovado. O método proposto foi denominado de ANOVA das Distâncias. / This work presents a method to analyze a measurement system's performance in a functional data analysis context, based on repeatability and reproducibility studies. Functional data are a collection of data points organized as a profile or curve. The proposed method contributes to the state of the art on measurement system analysis. The method is an alternative to traditional methods often used mistakenly, leading to deterioration in the quality of products monitored through functional responses. In the proposed method we adapt hypothesis tests and one-way and two-way ANOVA to be used in measurement system analysis. The method is grounded on the use of distances between curves. For that matter the Hausdorff distance was chosen as a measure of proximity between curves. Three ANOVA approaches were proposed and applied in a simulated repeatability and reproducibility study. The study was structured to analyze scenarios in which the measurement system was approved or rejected. The proposed method was named ANOVA of the distances.

O nível de cortisol é considerado uma forma de medir o estresse de pessoas. Um estudo foi realizado a fim de verificar se crianças que trabalhavam nas ruas durante o dia tem estresse mais alto do que crianças que não trabalhavam. O nível de cortisol de uma pessoa pode ser considerado uma função crescente até atingir um máximo e depois decrescente (função quasicôncava). O cortisol das crianças foram coletados 4 vezes ao dia,sendo considerado dois grupos de crianças: aquelas que trabalham na rua e aquelas que ficavam em casa. Para a análise dos dados, foi considerada uma metanálise de um modelo de dados funcionais sob enfoque Bayesiano. Cada individuo é analisado por um modelo de dados funcionais e a metánalise foi usada para termos uma inferência para cada grupo. A geração de uma amostra da distribuição a posteriori foi obtida pelo o método de Gibbs com Metrópolis-Hasting. Na comparação das curvas calculamos a probabilidade a posteriori ponto-a-ponto da função do cortisol de um grupo ser maior do que a do outro. / The level of cortisol is considered as a measure of peoples stress. We perform an statistical analysis of the data from a study conducted to evaluate if children that work on the streets during the day have higher stress than children who does not work. The cortisol level of a person can be considered as an increasing function until reaching a maximum level and then decreasing to almost zero (quasi-concave function). Childrens cortisol were collected 4 times in one day, where two groups of children were considered: those who work in the street and those who stay at home. To analyse the data we considered a meta-analysis of a functional data model under Bayesian approach. Each individual is analysed by a functional data model, and then, a meta-analysis was used to have inference for each group. We used the Gibbs Metropolis-Hastings method to sample from the posteriori distribution. Also, we calculated the pointwise posterior probability of the cortisol function of one group being greater than the cortisol function of other group to compare the groups.

Com o recente avanço do poder computacional, a amostragem de curvas indexadas espacialmente tem crescido principalmente em dados ecológicos, atmosféricos e ambientais, o que conduziu a adaptação de métodos geoestatísticos para o contexto de Análise de Dados Funcionais. O objetivo deste trabalho é estudar métodos de krigagem para Dados Funcionais, adaptando os métodos de interpolação espacial em Geoestatística. Mais precisamente, em um conjunto de dados funcionais pontualmente fracamente estacionário e isotrópico, desejamos estimar uma curva em um ponto não monitorado no espaço buscando estimadores não viciados com erro quadrático médio mínimo. Apresentamos três abordagens para aproximar uma curva em sítio não monitorado, demonstramos resultados que simplificam o problema de otimização postulado pela busca de estimadores ótimos não viciados, implementamos os modelos em MATLAB usando ondaletas, que é mais adequada para captar comportamentos localizados, e comparamos os três modelos através de estudos de simulação. Ilustramos os métodos através de dois conjuntos de dados reais: um conjunto de dados de temperatura média diária das províncias marítimas do Canadá (New Brunswick, Nova Scotia e Prince Edward Island) coletados em 82 estações no ano 2000 e um conjunto de dados da CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) referentes ao índice de qualidade de ar MP10 em 22 estações meteorológicas na região metropolitana da cidade de São Paulo coletados no ano de 2014. / The advance of the computational power in last decades has been generating a considerable increase in datasets of spatially indexed curves, mainly in ecological, atmospheric and environmental data, what have leaded to adjustments of geostatistcs for the context of Functional Data Analysis. The goal of this work is to adapt the kriging methods from geostatistcs analysis to the framework of Functional Data Analysis. More precisely, we shall interpolate a curve in an unvisited spot searching for an unbiased estimator with minimum mean square error for a pointwise weakly stationary and isotropic functional dataset. We introduce three different approaches to estimate a curve in an unvisited spot, we demonstrate some results simplifying the optimization problem postulated by the optimality from these estimators, we implement the three models in MATLAB using wavelets and we compare them by simulation. We illustrate the ideas using two dataset: a real climatic dataset from Canadian maritime provinces (New Brunswick, Nova Scotia and Prince Edward Island) sampled at year 2000 in 82 weather station consisting of daily mean temperature and data from CETESB (environmental agency from the state of São Paulo, Brazil) sampled at 22 weather station in the metropolitan region of São Paulo city at year 2014 consisting of the air quality index PM10.