Atualmente, o ambiente extremamente dinâmico e altamente competitivo, no qual as organizações estão inseridas, aumentou expressivamente a importância da Tecnologia da Informação (TI). Aliada a isto, a crescente complexidade das infraestruturas de redes e serviços, também conhecidas como infraestruturas de TI, tornaram a Gerência de Serviços de Tecnologia da Informação indispensável a qualquer organização. Nesse cenário, coletâneas de boas práticas e processos foram desenvolvidas visando a obter o melhor desempenho dos produtos e serviços oferecidos. Entre as coletâneas amplamente aceitas, tanto na academia quanto na indústria, vale destacar a Biblioteca de Infraestrutura de Tecnologia da Informação (i.e., Information Technology Infrastructure Library, ITIL). Dentre os processos descritos na ITIL, o Gerenciamento de Mudanças é de suma importância para as organizações. Tal processo é responsável por padronizar o planejamento, o agendamento, a implementação e a avaliação de mudanças no ambiente de TI. Ainda que a adoção das boas práticas proporcione significativas melhorias, a ocorrência de falhas em procedimentos de mudanças não pode ser negligenciada. Para tratar eventuais falhas é proposto o processo de Gerenciamento de Problemas, o qual é responsável por gerir o ciclo de vida de problemas. Nesse contexto, o reúso do conhecimento e da experiência do operador, sobre os processos de TI, é de fundamental importância, pois possibilita a simplificação de procedimentos para a detecção da causa raiz de falhas e, consequentemente, minimiza perdas financeiras e custos de manutenção. Apesar disso, nas soluções existentes o processo de diagnóstico é realizado de uma forma estática e ad hoc, o que dificulta reutilizar o conhecimento em falhas recorrentes ou similares. Diante do exposto, nesta dissertação é proposta uma solução para a identificação interativa da causa raiz de problemas detectados em mudanças. Em contraste com as soluções existentes, o foco desta dissertação é o reúso de traços históricos de diagnósticos e da experiência do operador. A solução proposta teve sua aplicabilidade avaliada em dois estudos de casos. Os cenários utilizados são baseados em situações reais, bem como consideram falhas recorrentes em mudanças sobre as infraestruturas de redes e serviços. Os resultados demonstram a capacidade da solução em reutilizar o conhecimento adquirido com experiências anteriores, bem como, na adaptabilidade do diagnóstico gerado, tanto na infraestrutura de TI na qual a falha ocorre, quanto nas respostas fornecidas pelo operador. A estrutura modular da solução desenvolvida permite dividir a complexidade do processo de identificação em problemas menores que podem ser resolvidos individualmente. Assim, as organizações podem personalizar partes da solução para melhor refletirem as necessidades específicas do seu ambiente de TI. / Presently, the extremely dynamic and highly competitive environment, in which organizations are inserted, significantly increased the importance of Information Technology (IT). In addition, the increasing complexity of network infrastructures and services, also known as IT infrastructures, turned the Information Technology Service Management essential to any organization. In this context, guides of best practices and processes were developed to obtain a best performance out of provided products and services. Among the most widely accepted proposals, in both academy and industry, it is worth mentioning the ITIL (Information Technology Infrastructure Library). From the processes described in ITIL, Change Management is indispensable for organizations. This process defines how changes should be planned, scheduled, implemented, and evaluated in IT environments. Despite the significant improvements that the adoption of ITIL’s best practices can provide, the occurrence of failures cannot be neglected. To address possible failures, the process of Problem Management is proposed. Such process is responsible for managing the life cycle of problems. Thus, the reuse of operator’s knowledge and experience, on IT processes, has fundamental importance for allowing to simplify the procedures of detecting failures’ root cause and, therefore, minimizes financial losses and maintenance costs. Nevertheless, the diagnostic process, in the existing solutions, is performed in a static and ad hoc fashion, which complicates the reuse of knowledge in recurrent failures or similar. Based on the previous considerations, in this dissertation, we propose a solution for interactive identification of the root cause of problems detected in IT changes. In contrast to existing solutions, the focus of this solution is the reuse of the operator’s experience and the knowledge from cases that have already been completed. The proposed solution had its applicability evaluated in two case studies. The scenarios used are based on real situations, taking into account recurrent failures in changes on IT infrastructures. The results show not only the ability of the solution to reuse the knowledge acquired from previous experiences, but also the adaptability of diagnosis generated in both the IT infrastructure, where failure occurs, and the responses provided by operator. The modular structure of the developed solution allows to divide the complexity of the identification process into smaller problems that can be solved individually. Thus, organizations can customize parts of the solution to better reflect the specific requirements of your IT environment.

Atualmente, o ambiente extremamente dinâmico e altamente competitivo, no qual as organizações estão inseridas, aumentou expressivamente a importância da Tecnologia da Informação (TI). Aliada a isto, a crescente complexidade das infraestruturas de redes e serviços, também conhecidas como infraestruturas de TI, tornaram a Gerência de Serviços de Tecnologia da Informação indispensável a qualquer organização. Nesse cenário, coletâneas de boas práticas e processos foram desenvolvidas visando a obter o melhor desempenho dos produtos e serviços oferecidos. Entre as coletâneas amplamente aceitas, tanto na academia quanto na indústria, vale destacar a Biblioteca de Infraestrutura de Tecnologia da Informação (i.e., Information Technology Infrastructure Library, ITIL). Dentre os processos descritos na ITIL, o Gerenciamento de Mudanças é de suma importância para as organizações. Tal processo é responsável por padronizar o planejamento, o agendamento, a implementação e a avaliação de mudanças no ambiente de TI. Ainda que a adoção das boas práticas proporcione significativas melhorias, a ocorrência de falhas em procedimentos de mudanças não pode ser negligenciada. Para tratar eventuais falhas é proposto o processo de Gerenciamento de Problemas, o qual é responsável por gerir o ciclo de vida de problemas. Nesse contexto, o reúso do conhecimento e da experiência do operador, sobre os processos de TI, é de fundamental importância, pois possibilita a simplificação de procedimentos para a detecção da causa raiz de falhas e, consequentemente, minimiza perdas financeiras e custos de manutenção. Apesar disso, nas soluções existentes o processo de diagnóstico é realizado de uma forma estática e ad hoc, o que dificulta reutilizar o conhecimento em falhas recorrentes ou similares. Diante do exposto, nesta dissertação é proposta uma solução para a identificação interativa da causa raiz de problemas detectados em mudanças. Em contraste com as soluções existentes, o foco desta dissertação é o reúso de traços históricos de diagnósticos e da experiência do operador. A solução proposta teve sua aplicabilidade avaliada em dois estudos de casos. Os cenários utilizados são baseados em situações reais, bem como consideram falhas recorrentes em mudanças sobre as infraestruturas de redes e serviços. Os resultados demonstram a capacidade da solução em reutilizar o conhecimento adquirido com experiências anteriores, bem como, na adaptabilidade do diagnóstico gerado, tanto na infraestrutura de TI na qual a falha ocorre, quanto nas respostas fornecidas pelo operador. A estrutura modular da solução desenvolvida permite dividir a complexidade do processo de identificação em problemas menores que podem ser resolvidos individualmente. Assim, as organizações podem personalizar partes da solução para melhor refletirem as necessidades específicas do seu ambiente de TI. / Presently, the extremely dynamic and highly competitive environment, in which organizations are inserted, significantly increased the importance of Information Technology (IT). In addition, the increasing complexity of network infrastructures and services, also known as IT infrastructures, turned the Information Technology Service Management essential to any organization. In this context, guides of best practices and processes were developed to obtain a best performance out of provided products and services. Among the most widely accepted proposals, in both academy and industry, it is worth mentioning the ITIL (Information Technology Infrastructure Library). From the processes described in ITIL, Change Management is indispensable for organizations. This process defines how changes should be planned, scheduled, implemented, and evaluated in IT environments. Despite the significant improvements that the adoption of ITIL’s best practices can provide, the occurrence of failures cannot be neglected. To address possible failures, the process of Problem Management is proposed. Such process is responsible for managing the life cycle of problems. Thus, the reuse of operator’s knowledge and experience, on IT processes, has fundamental importance for allowing to simplify the procedures of detecting failures’ root cause and, therefore, minimizes financial losses and maintenance costs. Nevertheless, the diagnostic process, in the existing solutions, is performed in a static and ad hoc fashion, which complicates the reuse of knowledge in recurrent failures or similar. Based on the previous considerations, in this dissertation, we propose a solution for interactive identification of the root cause of problems detected in IT changes. In contrast to existing solutions, the focus of this solution is the reuse of the operator’s experience and the knowledge from cases that have already been completed. The proposed solution had its applicability evaluated in two case studies. The scenarios used are based on real situations, taking into account recurrent failures in changes on IT infrastructures. The results show not only the ability of the solution to reuse the knowledge acquired from previous experiences, but also the adaptability of diagnosis generated in both the IT infrastructure, where failure occurs, and the responses provided by operator. The modular structure of the developed solution allows to divide the complexity of the identification process into smaller problems that can be solved individually. Thus, organizations can customize parts of the solution to better reflect the specific requirements of your IT environment.

Atualmente, o ambiente extremamente dinâmico e altamente competitivo, no qual as organizações estão inseridas, aumentou expressivamente a importância da Tecnologia da Informação (TI). Aliada a isto, a crescente complexidade das infraestruturas de redes e serviços, também conhecidas como infraestruturas de TI, tornaram a Gerência de Serviços de Tecnologia da Informação indispensável a qualquer organização. Nesse cenário, coletâneas de boas práticas e processos foram desenvolvidas visando a obter o melhor desempenho dos produtos e serviços oferecidos. Entre as coletâneas amplamente aceitas, tanto na academia quanto na indústria, vale destacar a Biblioteca de Infraestrutura de Tecnologia da Informação (i.e., Information Technology Infrastructure Library, ITIL). Dentre os processos descritos na ITIL, o Gerenciamento de Mudanças é de suma importância para as organizações. Tal processo é responsável por padronizar o planejamento, o agendamento, a implementação e a avaliação de mudanças no ambiente de TI. Ainda que a adoção das boas práticas proporcione significativas melhorias, a ocorrência de falhas em procedimentos de mudanças não pode ser negligenciada. Para tratar eventuais falhas é proposto o processo de Gerenciamento de Problemas, o qual é responsável por gerir o ciclo de vida de problemas. Nesse contexto, o reúso do conhecimento e da experiência do operador, sobre os processos de TI, é de fundamental importância, pois possibilita a simplificação de procedimentos para a detecção da causa raiz de falhas e, consequentemente, minimiza perdas financeiras e custos de manutenção. Apesar disso, nas soluções existentes o processo de diagnóstico é realizado de uma forma estática e ad hoc, o que dificulta reutilizar o conhecimento em falhas recorrentes ou similares. Diante do exposto, nesta dissertação é proposta uma solução para a identificação interativa da causa raiz de problemas detectados em mudanças. Em contraste com as soluções existentes, o foco desta dissertação é o reúso de traços históricos de diagnósticos e da experiência do operador. A solução proposta teve sua aplicabilidade avaliada em dois estudos de casos. Os cenários utilizados são baseados em situações reais, bem como consideram falhas recorrentes em mudanças sobre as infraestruturas de redes e serviços. Os resultados demonstram a capacidade da solução em reutilizar o conhecimento adquirido com experiências anteriores, bem como, na adaptabilidade do diagnóstico gerado, tanto na infraestrutura de TI na qual a falha ocorre, quanto nas respostas fornecidas pelo operador. A estrutura modular da solução desenvolvida permite dividir a complexidade do processo de identificação em problemas menores que podem ser resolvidos individualmente. Assim, as organizações podem personalizar partes da solução para melhor refletirem as necessidades específicas do seu ambiente de TI. / Presently, the extremely dynamic and highly competitive environment, in which organizations are inserted, significantly increased the importance of Information Technology (IT). In addition, the increasing complexity of network infrastructures and services, also known as IT infrastructures, turned the Information Technology Service Management essential to any organization. In this context, guides of best practices and processes were developed to obtain a best performance out of provided products and services. Among the most widely accepted proposals, in both academy and industry, it is worth mentioning the ITIL (Information Technology Infrastructure Library). From the processes described in ITIL, Change Management is indispensable for organizations. This process defines how changes should be planned, scheduled, implemented, and evaluated in IT environments. Despite the significant improvements that the adoption of ITIL’s best practices can provide, the occurrence of failures cannot be neglected. To address possible failures, the process of Problem Management is proposed. Such process is responsible for managing the life cycle of problems. Thus, the reuse of operator’s knowledge and experience, on IT processes, has fundamental importance for allowing to simplify the procedures of detecting failures’ root cause and, therefore, minimizes financial losses and maintenance costs. Nevertheless, the diagnostic process, in the existing solutions, is performed in a static and ad hoc fashion, which complicates the reuse of knowledge in recurrent failures or similar. Based on the previous considerations, in this dissertation, we propose a solution for interactive identification of the root cause of problems detected in IT changes. In contrast to existing solutions, the focus of this solution is the reuse of the operator’s experience and the knowledge from cases that have already been completed. The proposed solution had its applicability evaluated in two case studies. The scenarios used are based on real situations, taking into account recurrent failures in changes on IT infrastructures. The results show not only the ability of the solution to reuse the knowledge acquired from previous experiences, but also the adaptability of diagnosis generated in both the IT infrastructure, where failure occurs, and the responses provided by operator. The modular structure of the developed solution allows to divide the complexity of the identification process into smaller problems that can be solved individually. Thus, organizations can customize parts of the solution to better reflect the specific requirements of your IT environment.

Error equivalence concerns the mechanism whereby different error sources result in identical deviation and variation patterns on part features. This could have dual effects on process variation reduction: it significantly increases the complexity of root cause diagnosis in process control, and provides an opportunity to use one error source as based error to compensate the others. There are fruitful research accomplishments on establishing error equivalence methodology, such as error equivalence modeling, and an error compensating error strategy. However, no work has been done on developing an efficient process design approach by investigating error equivalence. Furthermore, besides the process mean shift, process fault also manifests itself as variation increase. In this regard, studying variation equivalence may help to improve the root cause identification approach. This thesis presents engineering driven approaches for process design and control via embedding error equivalence mechanisms to achieve a better, insightful understanding and control of manufacturing processes. The first issue to be studied is manufacturing process design and optimization based on the error equivalence. Using the error prediction model that transforms different types of errors to the equivalent amount of one base error, the research derives a novel process tolerance stackup model allowing tolerance synthesis to be conducted. Design of computer experiments is introduced to assist the process design optimization. Secondly, diagnosis of multiple variation sources under error equivalence is conducted. This allows for exploration and study of the possible equivalent variation patterns among multiple error sources and the construction of the library of equivalent covariance matrices. Based on the equivalent variation patterns library, this thesis presents an excitation-response path orientation approach to improve the process variation sources identification under variation equivalence. The results show that error equivalence mechanism can significantly reduce design space and release us from considerable symbol computation load, thus improve process design. Moreover, by studying the variation equivalence mechanism, we can improve the process diagnosis and root cause identification.

Due to uncertainty in manufacturing processes, applied probability and statistics have been widely applied for quality and productivity improvement. In spite of significant achievements made in causality modeling for control of process variations, there exists a lack of understanding on error equivalence phenomenon, which concerns the mechanism that different error sources result in identical variation patterns on part features. This so called error equivalence phenomenon could have dual effects on dimensional control: significantly increasing the complexity of root cause identification, and providing an opportunity to use one error source to counteract or compensate the others. Most of previous research has focused on analyses of individual errors, process modeling of variation propagation, process diagnosis, reduction of sensing noise, and error compensation for machine tool. This dissertation presents a mathematical formulation of the error equivalence to achieve a better, insightful understanding, and control of manufacturing process. The first issue to be studied is mathematical modeling of the error equivalence phenomenon in manufacturing to predict product variation. Using kinematic analysis and analytical geometry, the research derives an error equivalence model that can transform different types of errors to the equivalent amount of one base error. A causal process model is then developed to predict the joint impact of multiple process errors on product features. Second, error equivalence analysis is conducted for root cause identification. Based on the error equivalence modeling, this study proposes a sequential root cause identification procedure to detect and pinpoint the error sources. Comparing with the conventional measurement strategy, the proposed sequential procedure identifies the potential error sources more effectively. Finally, an error-canceling-error compensation strategy with integration of statistical quality control is proposed. A novel error compensation approach has been proposed to compensate for process errors by controlling the base error. The adjustment process and product quality will be monitored by quality control charts. Based on the monitoring results, an updating scheme is developed to enhance the stability and sensitivity of the compensation algorithm. These aspects constitute the "Error Equivalence Theory". The research will lead to new analytical tools and algorithms for continuous variation reduction and quality improvement in manufacturing.