Madeira laminada colada (MLC) é um material de construção muito empregado em estruturas. Este produto é composto de lâminas classificadas de madeira, coladas horizontalmente, para formar peças estruturais de madeira grandes dimensões. A união das lâminas é realizada através de distintos tipos de emendas longitudinais, sendo as emendas dentadas as mais utilizadas. Considerando que os componentes estruturais de MLC, em geral, são solicitadas a carregamentos cíclicos, este trabalho tem por finalidade a proposta de um modelo estatístico para a determinação da vida à fadiga em menos dentadas de madeira. O trabalho foi realizado no Laboratório de Madeiras e de Estruturas de madeira (LaMEM), com o estudo teórico e experimental da fadiga em corpos-de-prova tracionados de ligações com emendas dentadas, baseado em um planejamento estatístico de experimentos e na NBR 7190/97. Os resultados contidos mostram que o modelo Polinomial Ortogonal Múltiplo da distribuição de Birnbaum-Saunders é de grande precisão e o mais adequado ao estudo da fadiga. O uso deste modelo pode ser de grande benefício, já que com ele se poderá estimar e caracterizar com maior confiabilidade e precisão a um menor custo a vida à fadiga em emendas dentadas de madeira, considerando as variáveis independentes de tensão e freqüência. / In the production of structural elements of Glued Laminated Timber (GLULAM), the horizontal union of lumbers are made with finger joints. Considering that the structural components of GLULAM need a great number of finger joints, and some of these structures are subject to cyclic loading, the objective of this work is to present a statistical model to estimate the fatigue life in lumber tension finger joints. The theoretical and experimental work was made in the Laboratory of Wood and Timber Structures (LaMEM), based on a statistical experiment design using tension tests and in agreement with the NBR 7190/97 code. The estimation procedure was based on the multiple orthogonal polynomial Birnbaum-Saunders model and the results show that the parameter estimates of the multiple orthogonal polynomial Birnbaum-Saunders model are obtained with at good accuracy and the most appropriate for the wood fatigue study. The use of the model can be of great benefit, since with it can be fit and characterize with greater reliability and precision at a smaller cost the fatigue life in finger joints of wood, considering the independent variables stress and frequency.

Nessa tese apresentamos três diferentes aplicações dos modelos Birnbaum-Saunders. No capítulo 2 introduzimos um novo método por função-núcleo não-paramétrico para a estimação de densidades assimétricas, baseado nas distribuições Birnbaum-Saunders generalizadas assimétricas. Funções-núcleo baseadas nessas distribuições têm a vantagem de fornecer flexibilidade nos níveis de assimetria e curtose. Em adição, os estimadores da densidade por função-núcleo Birnbaum-Saunders gene-ralizadas assimétricas são livres de viés na fronteira e alcançam a taxa ótima de convergência para o erro quadrático integrado médio dos estimadores por função-núcleo-assimétricas-não-negativos da densidade. Realizamos uma análise de dados consistindo de duas partes. Primeiro, conduzimos uma simulação de Monte Carlo para avaliar o desempenho do método proposto. Segundo, usamos esse método para estimar a densidade de três dados reais da concentração de poluentes atmosféricos. Os resultados numéricos favorecem os estimadores não-paramétricos propostos. No capítulo 3 propomos uma nova família de modelos autorregressivos de duração condicional baseados nas distribuições misturas de escala Birnbaum-Saunders (SBS). A distribuição Birnbaum-Saunders (BS) é um modelo que tem recebido considerável atenção recentemente devido às suas boas propriedades. Uma extensão dessa distribuição é a classe de distribuições SBS, a qual (i) herda várias das boas propriedades da distribuição BS, (ii) permite a estimação de máxima verossimilhança em uma forma eficiente usando o algoritmo EM, e (iii) possibilita a obtenção de um procedimento de estimação robusta, entre outras propriedades. O modelo autorregressivo de duração condicional é a família primária de modelos para analisar dados de duração de transações de alta frequência. A metodologia estudada aqui inclui estimação dos parâmetros pelo algoritmo EM, inferência para esses parâmetros, modelo preditivo e uma análise residual. Realizamos simulações de Monte Carlo para avaliar o desempenho da metodologia proposta. Ainda, avalia-mos a utilidade prática dessa metodologia usando dados reais de transações financeiras da bolsa de valores de Nova Iorque. O capítulo 4 trata de índices de capacidade do processo (PCIs), os quais são ferramentas utilizadas pelas empresas para determinar a qualidade de um produto e avaliar o desempenho de seus processos de produção. Estes índices foram desenvolvidos para processos cuja característica de qualidade tem uma distribuição normal. Na prática, muitas destas ca-racterísticas não seguem esta distribuição. Nesse caso, os PCIs devem ser modificados considerando a não-normalidade. O uso de PCIs não-modificados podemlevar a resultados inadequados. De maneira a estabelecer políticas de qualidade para resolver essa inadequação, transformação dos dados tem sido proposta, bem como o uso de quantis de distribuições não-normais. Um distribuição não-normal assimétrica o qual tem tornado muito popular em tempos recentes é a distribuição Birnbaum-Saunders (BS). Propomos, desenvolvemos, implementamos e aplicamos uma metodologia baseada em PCIs para a distribuição BS. Além disso, realizamos um estudo de simulação para avaliar o desempenho da metodologia proposta. Essa metodologia foi implementada usando o software estatístico chamado R. Aplicamos essa metodologia para um conjunto de dados reais de maneira a ilustrar a sua flexibilidade e potencialidade. / In this thesis, we present three different applications of Birnbaum-Saunders models. In Chapter 2, we introduce a new nonparametric kernel method for estimating asymmetric densities based on generalized skew-Birnbaum-Saunders distributions. Kernels based on these distributions have the advantage of providing flexibility in the asymmetry and kurtosis levels. In addition, the generalized skew-Birnbaum-Saunders kernel density estimators are boundary bias free and achieve the optimal rate of convergence for the mean integrated squared error of the nonnegative asymmetric kernel density estimators. We carry out a data analysis consisting of two parts. First, we conduct a Monte Carlo simulation study for evaluating the performance of the proposed method. Second, we use this method for estimating the density of three real air pollutant concentration data sets, whose numerical results favor the proposed nonparametric estimators. In Chapter 3, we propose a new family of autoregressive conditional duration models based on scale-mixture Birnbaum-Saunders (SBS) distributions. The Birnbaum-Saunders (BS) distribution is a model that has received considerable attention recently due to its good properties. An extension of this distribution is the class of SBS distributions, which allows (i) several of its good properties to be inherited; (ii) maximum likelihood estimation to be efficiently formulated via the EM algorithm; (iii) a robust estimation procedure to be obtained; among other properties. The autoregressive conditional duration model is the primary family of models to analyze high-frequency financial transaction data. This methodology includes parameter estimation by the EM algorithm, inference for these parameters, the predictive model and a residual analysis. We carry out a Monte Carlo simulation study to evaluate the performance of the proposed methodology. In addition, we assess the practical usefulness of this methodology by using real data of financial transactions from the New York stock exchange. Chapter 4 deals with process capability indices (PCIs), which are tools widely used by companies to determine the quality of a product and the performance of their production processes. These indices were developed for processes whose quality characteristic has a normal distribution. In practice, many of these characteristics do not follow this distribution. In such a case, the PCIs must be modified considering the non-normality. The use of unmodified PCIs can lead to inadequacy results. In order to establish quality policies to solve this inadequacy, data transformation has been proposed, as well as the use of quantiles from non-normal distributions. An asymmetric non-normal distribution which has become very popular in recent times is the Birnbaum-Saunders (BS) distribution. We propose, develop, implement and apply a methodology based on PCIs for the BS distribution. Furthermore, we carry out a simulation study to evaluate the performance of the proposed methodology. This methodology has been implemented in a noncommercial and open source statistical software called R. We apply this methodology to a real data set to illustrate its flexibility and potentiality.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-02T15:17:50Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Fernando de Sousa - 2016.pdf: 645506 bytes, checksum: d6fd190570fce6feeb390cfeaf50032f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-02T15:18:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Fernando de Sousa - 2016.pdf: 645506 bytes, checksum: d6fd190570fce6feeb390cfeaf50032f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T15:18:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Mário Fernando de Sousa - 2016.pdf: 645506 bytes, checksum: d6fd190570fce6feeb390cfeaf50032f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work aims to fill a gap in the literature on modeling asymmetric and censored data. The main objective is to provide a contribution by developing two models, which will be presented in two papers, respectively. In the first paper, we develop the tobit-Birnbaum-Saunders model, a variation of the standard tobit model. We discuss estimation based on the maximum likelihood method, residuals, diagnostic techniques and an empirical application. In the second paper, we propose the use of a mixture between the Birnbaum-Saunders and Bernoulli distributions. The objective is to generalize the tobit-Birnbaum-Saunders model in order to consider the possibility of partial observations below a cutoff point. For the mixture model, we carry out a Monte Carlo simulation study and an empirical application. The results show that, in both cases, the Birnbaum-Saunders distribution provides the best results. / Este trabalho visa preencher uma lacuna existente na literatura pertinente à modelagem de dados assimétricos e censurados. O objetivo principal é oferecer uma contribuição via o desenvolvimento de dois modelos, os quais serão apresentados em dois artigos. No primeiro artigo é proposto o modelo tobit-Birnbaum-Saunders, ou seja, uma variação do modelo tobit clássico, com estimação baseada no método de máxima verossimilhança, resíduos, técnicas de diagnóstico e uma aplicação a dados reais. No segundo artigo é abordada a utilização de um modelo de mistura entre as distribuições Birnbaum-Saunders e Bernoulli, de modo a generalizar o modelo tobit-Birnbaum-Saunders e considerar a possibilidade de observações parciais abaixo do ponto de corte. Para o modelo de mistura são realizadas simulações de Monte Carlo e uma aplicação a dados reais. Os resultados mostram que, em ambos os casos, a distribuição Birnbaum-Saunders oferece os melhores resultados.

The Birnbaum-Saunders (BS) distribution is the most popular model used to describe lifetime process under fatigue. Throughout the years, this distribution has received a wide ranging of applications, demanding some more flexible extensions to solve more complex problems. One of the most well-known extensions of the BS distribution is the generalized Birnbaum- Saunders (GBS) family of distributions that includes the Birnbaum-Saunders special-case (BSSC) and the Birnbaum-Saunders generalized t (BSGT) models as special cases. Although the BS-SC distribution was previously developed in the literature, it was never deeply studied and hence, in this thesis, we provide a full Bayesian study and develop a tool to generate random numbers from this distribution. Further, we develop a very flexible regression model, that admits different degrees of skewness and kurtosis, based on the BSGT distribution using the generalized additive models for location, scale and shape (GAMLSS) framework. We also introduce a new extension of the BS distribution called the Birnbaum-Saunders power (BSP) family of distributions, which contains several special or limiting cases already published in the literature, including the GBS family. The main feature of the new family is that it can produce both unimodal and bimodal shapes depending on its parameter values. We also introduce this new family of distributions into the GAMLSS framework, in order to model any or all the parameters of the distribution using parametric linear and/or nonparametric smooth functions of explanatory variables. Throughout this thesis we present five different applications in real data sets in order to illustrate the developed theoretical results. / A distribuição Birnbaum-Saunders (BS) é o modelo mais popular utilizado para descrever processos de fadiga. Ao longo dos anos, essa distribuição vem recebendo aplicações nas mais diversas áreas, demandando assim algumas extensões mais flexíveis para resolver problemas mais complexos. Uma das extensões mais conhecidas na literatura é a família de distribuições Birnbaum-Saunders generalizada (GBS), que inclui as distribuições Birnbaum-Saunders casoespecial (BS-SC) e Birnbaum-Saunders t generalizada (BSGT) como modelos especiais. Embora a distribuição BS-SC tenha sido previamente desenvolvida na literatura, nunca foi estudada mais profundamente e, assim, nesta tese, um estudo bayesiano é desenvolvido acerca da mesma além de um novo gerador de números aleatórios dessa distribuição ser apresentado. Adicionalmente, um modelo de regressão baseado na distribuição BSGT é desenvolvido utilizando-se os modelos aditivos generalizados para locação, escala e forma (GAMLSS), os quais apresentam grande flexibilidade tanto para a assimetria como para a curtose. Uma nova extensão da distribuição BS também é apresentada, denominada família de distribuições Birnbaum-Saunders potência (BSP), que contém inúmeros casos especiais ou limites já publicados na literatura, incluindo a família GBS. A principal característica desta nova família é que ela é capaz de produzir formas tanto uni como bimodais dependendo do valor de seus parâmetros. Esta nova família também é introduzida na estrutura dos modelos GAMLSS para fornecer uma ferramenta capaz de modelar todos os parâmetros da distribuição como funções lineares e/ou não-lineares suavizadas de variáveis explicativas. Ao longo desta tese são apresentadas cinco diferentes aplicações em conjuntos de dados reais para ilustrar os resultados teóricos obtidos.

Le premier objectif de la thèse est de présenter un test d'ajustement pour les modèles paramétriques couramment utilisés en l'analyse de survie, la fiabilité, les sciences sociales, l'ingénierie, la santé publique et la démographie, en présence de censure à droite. Nous développons un logiciel en langue R pour les modèles paramétrique. Le modèle de Birnbaum-Saunders (BS) est utilisé pour la test d'ajustement pour les modèles AFT paramétriques et en analyse de système redondant. L'autre contribution porte sur l'analyse de système redondant composé avec une composante en état hot et l'autre en réserve fonctionnent en état warm pour augmenter la fiabilité de systeme. Nous calculons la fiabilité du système en termes de Fonction de répartition et nous donnons l'intervalle de confiance asymptotique. / This is an increasing importance in survival analysis and reliability to select a suitable basic model for further inquiries of the data. Little deviation in basic model can cause serious problems in final results. The presence of censoring and accelerated stresses make this task more difficult. Chi-square type goodness of fit tests are most commonly used for model selection. Many modifications in chi-square tests have been proposed by various researcher. The first aim of the thesis is to present a goodness of fit test for wide rage of parametric models (shape-scale families) commonly used in survival analysis, social sciences, engineering, public health and demography, in presence of right censoring. We give the explicit forms of the quadratic form of the test statistic (NRR test) for various models and apply the test on real data. We develop a computer program in R-language for all models. A separate section is dedicated for the test in demography. We focus on the Birnbaum-Saunders (BS) distribution for goodness of fit test for parametric AFT-model and analysis of redundant system.The other purpose of the thesis is to give the analysis of redundant system. To ensure high reliability of the main components of the systems, standby units are used. The main component is replaced by the standby unit automatically, if it fails. The standby unit can be in warm, hot, or cold state. We give the procedure of one main and (n-1) standby units placed in hot state, and give the detailed analysis of one main and one standby unit using BS parametric family. We use Sedyakin's physical principal and the approach of accelerated failure time model for the analysis of redundant system. This approach is different from the traditional ones in the literature but difficulties in calculations. We calculate the reliability of the system in terms of distribution function (unreliability function) and asymptotic confidence interval.

タンデトロン加速器質量分析計業績報告 Summaries of Researches Using AMS 1997 (平成9)年度

This thesis proposes a new class of bivariate autoregressive conditional median duration models for matched high-frequency data and develops some inferential methods for an existing univariate model as well as the bivariate models introduced here to facilitate model fitting and forecasting. During the last two decades, the autoregressive conditional mean duration (ACD) model has been playing a dominant role in analyzing irregularly spaced high-frequency financial data. Univariate ACD models have been extensively discussed in the literature. However, some major challenges remain. The existing ACD models do not provide a good distributional fit to financial durations, which are right-skewed and often exhibit unimodal hazard rates. Birnbaum-Saunders (BS) distribution is capable of modeling a wide variety of positively skewed data. Median is not only a robust measure of central tendency, but also a natural scale parameter of the BS distribution. A class of conditional median duration models, the BS-ACD and the scale-mixture BS ACD models based on the BS, BS power-exponential and Student-t BS (BSt) distributions, have been suggested in the literature to improve the quality of the model fit. The BSt-ACD model is more flexible than the BS-ACD model in terms of kurtosis and skewness. In Chapter 2, we develop the maximum likelihood estimation method for the BSt-ACD model. The estimation is performed by utilizing a hybrid of optimization algorithms. The performance of the estimates is then examined through an extensive Monte Carlo simulation study. We also carry out model discrimination using both likelihood-based method and information-based criterion. Applications to real trade durations and comparison with existing alternatives are then made. The bivariate version of the ACD model has not received attention due to non-synchronicity. Although some bivariate generalizations of the ACD model have been introduced, they do not possess enough flexibility in modeling durations since they are conditional mean-based and do not account for non-monotonic hazard rates. Recently, the bivariate BS (BVBS) distribution has been developed with many desirable properties and characteristics. It allows for unimodal shapes of marginal hazard functions. In Chapter 3, upon using this bivariate BS distribution, we propose the BVBS-ACD model as a natural bivariate extension of the BS-ACD model. It enables us to jointly analyze matched duration series, and also capture the dependence between the two series. The maximum likelihood estimation of the model parameters and associated inferential methods have been developed. A Monte Carlo simulation study is then carried out to examine the performance of the proposed inferential methods. The goodness-of-fit and predictive performance of the model are also discussed. A real bivariate duration data analysis is provided to illustrate the developed methodology. The bivariate Student-t BS (BVBSt) distribution has been introduced in the literature as a robust extension of the BVBS distribution. It provides greater flexibility in terms of the kurtosis and skewness through the inclusion of an additional shape parameter. In Chapter 4, we propose the BVBSt-ACD model as a natural extension of the BSt-ACD model to the bivariate case. We then discuss the maximum likelihood estimation of the model parameters. A simulation study is carried out to investigate the performance of these estimators. Model discrimination is then done by using information-based criterion. Methods for evaluating the goodness-of-fit and predictive ability of the model are also discussed. A simulated data example is used to illustrate the proposed model as compared to the BVBS-ACD model. Finally, in Chapter 5, some concluding comments are made and also some problems for future research are mentioned. / Thesis / Master of Science (MSc)

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-07-19T17:20:50Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ IRAPONIL COSTA LIMA - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2008..pdf: 699592 bytes, checksum: 5198d2760970321e3eefbeceb3ae9266 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T17:20:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ IRAPONIL COSTA LIMA - DISSERTAÇÃO PPGMAT 2008..pdf: 699592 bytes, checksum: 5198d2760970321e3eefbeceb3ae9266 (MD5) Previous issue date: 2008-09 / O método de influência local proposto por Cook (1986) é uma importante ferramenta na análise da influência conjunta das observações nos resultados de um ajuste de regressão. Esta técnica tem como objetivo principal avaliar mudanças nos resultados da análise quando pequenas perturbações são incorporadas ao modelo e/ou aos dados. Se essas perturbações causarem efeitos desproporcionais nas estimativas, pode ser indí io de que o modelo está mal ajustado ou que possam existir afastamentos sérios das suposições feitas para o mesmo. Apesar do método baseado na curvatura normal proposto por Cook (1986) ser de grande utilidade, este possui alguns in convenientes. Por exemplo, a curvatura normal pode tomar qualquer valor real e não é invariante sob uma mudança uniforme de escala. Neste trabalho, estudamos a influência local conforme, proposto por Poon & Poon (1999) em modelos de regressão, que tem como objetivo contornar estes inconvenientes. Mais especificamente, aplicamos esta técnica de diagnóstico para os modelos de regressão log-Birnbaum-Saunders e derivamos as matrizes apropriadas para obter a influência local nos parâmetros estimados de um modelo mais geral, o modelo de regressão senh-normal. Finalmente, ilustramos a teoria desenvolvida em conjuntos de dados reais. / The method of local influence proposed by Cook (1986) is an important tool in the analysis of the joint influence of the observations in the results of a regression fit. This technique has as main goal to evaluate hanges in the results of the analysis when small perturbations are incorporated the model and/or to the data. If these perturbations would cause non proportion effect it can be indication of that the model is badly fitted or that possible departures from the assunptions made for this model an exist. Although the method based on normal curvature proposed by Cook (1986) has been demonstrated to be very useful, this possesses some issues. For example, the normal curvature may take any value and it is not invariant under a uniform hange of scale. In this work, we study the conformal local influence, proposed by Poon & Poon (1999) in regression models, that has as objective to address these issues. More specifically , we apply this technique of diagnostic for log-Birnbaum-Saunders regression models and we derive matrices appropriate to obtain the conformal local influence in the estimated parameters of a more general model, the senh-normal regression model. Finally, we consider empiritical examples with real data to illustrate the theory developed.

Submitted by Matheus Alves Bulhoes (matheus.bulhoes@ufpe.br) on 2015-05-04T13:15:32Z No. of bitstreams: 2 Tese_CD.pdf: 4309163 bytes, checksum: 7d9dcde53e41be12f3faefa599e821db (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T13:15:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_CD.pdf: 4309163 bytes, checksum: 7d9dcde53e41be12f3faefa599e821db (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2015-01-14 / CAPES / Modelagem e análise de tempos de vida são aspectos importantes do trabalho estatístico, em uma ampla variedade de áreas científicas e tecnológicas. Estudamos algumas propriedades matemáticas de uma família recente chamada gama-G [Zografos and Balakrishnan (2009) and Risti´c and Balakrishnan (2012)], denotada aqui por GG, em que G é chamada distribuição baseline. Escolhemos, como baselines, cinco distribuições amplamente conhecidas: Birnbaum- Saunders, Normal, Lindley, Nadarajah-Haghighi e uma extensão da Weibull. A mais recente, Nadarajah-Haghighi, foi estudada por Nadarajah e Haghighi (2011), que desenvolveram algumas propriedades interessantes. Demonstramos que as funções densidades das distribuições propostas podem ser expressas como combinação linear de funções densidades das respectivas exponencializadas-G. Para uma baseline arbitrária com cdf G(x), uma variável aleatória é dita ter distribuição exponencializada-G, com parâmetro a > 0, digamos X expG(a), se sua pdf e cdf são ha(x) = aGa1(x)g(x) and Ha(x) = Ga(x), respectivamente. As propriedades de algumas exponecializadas têm sido estudadas por muitos autores, veja Mudholkar e Srivastava (1993) e Mudholkar et al. (1995) para Weibull exponencializada (exp-W), Gupta et al. (1998) para Pareto exponencializada, Gupta and Kundu (2001) para exponencial exponencializada (exp-E) e Nadarajah e Gupta (2007) para gama exponencializada (exp-G). Mais recentimente, Cordeiro et al. (2011a) investigaram algumas propriedades matemáticas para a distribuição gama generalizada exponencializada (exp-GG). Além disso, várias de suas propriedades estruturais são derivadas, incluindo expressões explícitas para os momentos, as funções quantílica e geratriz de momentos, desvios médios e dois tipos de entropia. Também investigamos as estatísticas de ordem e de seus momentos. Técnicas de máxima verossimilhança são usadas para ajustar os novos modelos e para mostrar a sua potencialidade.

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