Os modelos multiníveis são uma classe de modelos úteis na análise de bases de dados com estrutura hierárquica. No presente trabalho propõem-se os modelos multiníveis com resposta Weibull, nos quais são considerados interceptos aleatórios na modelagem dos dois parâmetros da distribuição da variável resposta. Os modelos aqui propostos são flexíveis devido a que a distribuição dos interceptos aleatórios pode der escolhida entre uma das seguintes quatro distribuições: normal, log--gama, logística e Cauchy. Uma extensão dos modelos é apresentada na qual é possível incluir na parte sistemática dos dois parâmetros da distribuição da variável resposta interceptos e inclinações aleatórias com distribuição normal bivariada. A estimação dos parâmetros é realizada pelo método de máxima verossimilhança usando a quadratura de Gauss--Hermite para aproximar a função de verossimilhança. Um pacote em linguagem R foi desenvolvido especialmente para a estimação dos parâmetros, predição dos efeitos aleatórios e para a obtenção dos resíduos nos modelos propostos. Adicionalmente, por meio de um estudo de simulação foi avaliado o impacto nas estimativas dos parâmetros do modelo ao assumir incorretamente a distribuição dos interceptos aleatórios. / Multilevel models are a class of models useful in the analysis of datasets with hierarchical structure. In the present work we propose multilevel Weibull models in which random intercepts are considered to model the two parameters of the Weibull distribution. The proposed models are flexible due to random intercepts distribution can be chosen from one of the four following distributions: normal, log-gamma, logistics and Cauchy. An extension of the models is presented in which we can include, in the systematic part of the two parameters of the distribution, random intercepts and slopes with a bivariate normal distribution. The parameter estimation is performed by maximum likelihood method using the Gauss Hermite quadrature to approximate the likelihood function. A package in R language was especially developed to obtain parameter estimation, random effects predictions and residuals for the proposed models. Additionally, through a simulation study we investigated the misspecification random effect distribution on estimated parameter for the proposed model

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMireilleSato.pdf: 2602186 bytes, checksum: b65d61aed935a5e4bd3463d40d50e82e (MD5) Previous issue date: 2015-03-09 / The global energy scenario points to the need for alternative energy sources, given the dependence on finite fossil fuels and highly polluting. Among the clean energy resources, there is the wind, inexhaustible resource that gives the transformation of the kinetic energy contained in wind into mechanical energy through a turbine The global wind power available is around 53.000 TWh /year , since in terms of wind potential 143.000 MW fit the Brazilian wind potential and of this total 1.360 MW give the state of Paraná, locus of this study . Within this context , this study aims to determine the wind potential for microgeneration and minigeneration Cascavel and region, and has the following specific objectives determine the average speed of winds and annual seasonally each municipality target of this investigation, determining the annual wind potential of each target district this investigation depending on the heights of the tower 10 , 25 and 40 meters, analyzing the annual energy required by a residence and a water pump comparing it with the annual energy generated by the wind power system for all municipalities in question and the type of wind development more suitable for the use of wind power available for each target municipality of this investigation.The methodology is to develop histograms of wind speed in the municipalities of Assis Chateaubriand, Cascavel, Foz do Iguaçu, Guaíra, Palotina, Santa Helena, São Miguel do Iguaçu and Toledo , as well as describe the wind speed variable flow by Function Weibull probability density , determine the wind potential and finally achieve the required and generated energy simulation . At the end of the work can be concluded that only the city of Cascavel has a good wind potential . / O cenário energético mundial aponta para a necessidade de fontes alternativas de energia, haja vista a dependência de combustíveis fósseis finitos e altamente poluentes. Dentre os recursos energéticos limpos, tem-se a energia eólica, recurso inesgotável que se dá pela transformação da energia cinética contida nos ventos em energia mecânica por meio de um aerogerador. A energia eólica mundial disponível é da ordem de 53.000 TWh/ano, já em termos de potencial eólico 143.000 MW cabem ao potencial eólico brasileiro e deste total 1.360 MW conferem ao estado do Paraná, lócus deste estudo. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem como objetivo principal determinar o potencial eólico para microgeração e minigeração de Cascavel e região, bem como tem por objetivos específicos determinar a velocidade média dos ventos anual e sazonalmente de cada município alvo desta investigação, determinar o potencial eólico anual de cada município alvo desta investigação em função das alturas da torre de 10, 25 e 40 metros, analisar a energia anual requerida por uma residência e de uma bomba de água comparando-a com a energia anual gerada pelo sistema eólico para todos os municípios em questão e indicar o tipo de empreendimento eólico mais adequado para o aproveitamento do potencial eólico disponível para cada município alvo da desta investigação. A metodologia consiste em elaborar histogramas de velocidade do vento dos municípios de Assis Chateubriand, Cascavel, Foz do Iguaçu, Guaíra, Palotina, Santa Helena, São Miguel do Iguaçu e Toledo, assim como descrever o fluxo variável de velocidade do vento por meio da Função Densidade de Probabilidade Weibull, determinar o potencial eólico e por fim realizar a simulação de energia requerida e gerada. Ao final do trabalho pode-se concluir que apenas o município de Cascavel tem um potencial eólico satisfatório.

Ce travail porte sur les tests d'adéquation en fiabilité, à la fois pour les systèmes non réparables et les systèmes réparables. Les tests d'adéquation sont des outils efficaces pour vérifier la pertinence d'un modèle pour un jeu de données. Pour les systèmes non réparables, la loi exponentielle et la loi de Weibull sont les lois de durée de vie les plus utilisées en fiabilité. Une comparaison exhaustive des tests d'adéquation pour la loi exponentielle est présentée pour des données complètes et censurées, suivie par des recommandations d'utilisation de ces tests. La loi de Weibull à deux paramètres permet de modéliser des taux de hasard décroissants et croissants contrairement à la loi exponentielle qui suppose un taux de hasard constant. Cependant, il existe moins de tests d'adéquation à la loi de Weibull dans la littérature. Une revue exhaustive des tests existant est effectuée et deux familles de tests exacts sont preésentées. La première famille est la famille des tests basés sur la vraisemblance et la deuxième est la famille des tests basés sur la transformée de Laplace. Des propriétés asymptotiques des nouvelles statistiques de tests sont établies. Une comparaison complète des tests d'adéquation pour la loi de Weibull est effectuée. Des recommandations sur les tests les plus puissants sont données en fonction des caractéristiques du jeu de donnés testé. Pour les systèmes réparables, de nouveaux tests d'adéquation sont développés pour des modèles de maintenance imparfaite avec à la fois des maintenances correctives et des maintenances préventives déterministes. Ces tests sont exacts et peuvent être appliqués à des petits jeux de données. Finalement, des applications à de vrais jeux de données issus de l'industrie sont effectuées pour des systèmes réparables et des systèmes non réparables. / This work deals with goodness-of-fit (GOF) tests in reliability for both non repairable and repairable systems. GOF tests are efficient techniques to check the relevance of a model for a given data set. For non repairable systems, the Exponential and Weibull distributions are the most used lifetimes distributions in reliability. A comprehensive comparison study of the GOF tests for the Exponential distribution is presented for complete and censored samples followed by recommendations about the use of the tests. The two-parameter Weibull distribution allows decreasing and increasing failure rates unlike the Exponential distribution that makes the assumption of a constant hazard rate. Yet, there exist less GOF tests in the literature for the Weibull distribution. A comprehensive review of the existing GOF tests is done and two new families of exact GOF tests are introduced. The first family is the likelihood based GOF tests and the second is the family of tests based on the Laplace transform. Theoretical asymptotic properties of some new tests statistics are established. A comprehensive comparison study of the GOF tests for the Weibull distribution is done. Recommendations about the most powerful tests are given depending on the characteristics of the tested data sets. For repairable systems, new GOF tests are developed for imperfect maintenance models when both corrective maintenance and deterministic preventive maintenance are performed. These tests are exact and can be applied to small data sets. Finally, illustrative applications to real data sets from industry are carried out for repairable and non repairable systems.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / The wind resource assessment is a key step in the development of wind power generation projects. Minimizing errors in this step brings significant reliability gains for the whole project. In this study we sought a reduction in the errors associated with the adjustment of the Weibull distribution with respect to data collected by an improvement of this setting. With this purpose, it was applied the optimization algorithm of Harmonic Search (HS) to find the Weibull distribution parameters with the best fit. The HS was used to find the Weibull distribution parameters for two sets of data from the Sistema de OrganizaÃÃo de Dados Ambientais (SONDA) of the cities of Petrolina-PE and SÃo Martinho da Serra-RS. The parameters of the HS were selected by two methods, one being a result of the novel combination of two other already presented in the literature. We therefore compared the errors for each one to determine which method provides better optimization. For evaluating the quality setting, the root mean square error (RMSE) and the correlation coefficient were used. The HS-PA method uses a selection of random parameters but, results showed more stable than the IHS. It was found for the IHS method one RMSE = 0.006418 for Petrolina and RMSE = 0.008303 for SÃo Martinho da Serra. The HS-PA method presented a RMSE = 0.006419 for Petrolina and RMSE = 0.008303 for SÃo Martinho da Serra. The RMSE values for the traditional methods applied to the same data set, there were two or more times greater than those found by employing the Harmonic search. / A anÃlise de recurso eÃlico à uma etapa fundamental no desenvolvimento de projetos de geraÃÃo de energia eÃlica. A minimizaÃÃo dos erros nesta etapa traz ganhos significativos de confiabilidade para o projeto como um todo. Neste trabalho foi buscada uma diminuiÃÃo dos erros associados ao ajuste da distribuiÃÃo de Weibull em relaÃÃo aos dados coletados atravÃs de uma melhora deste ajuste. Visando tal intento, foi aplicado o algoritmo de otimizaÃÃo da Busca HarmÃnica (HS) para encontrar os parÃmetros da distribuiÃÃo de Weibull com o melhor ajuste. A HS foi utilizada para encontrar os parÃmetros da distribuiÃÃo de Weibull para dois conjuntos de dados provenientes do Sistema de OrganizaÃÃo de Dados ambientais (SONDA) das cidades de Petrolina-PE e SÃo Martinho da Serra-RS. Os parÃmetros da HS foram selecionados atravÃs de duas metodologias, sendo uma delas inovadora por resultar da combinaÃÃo de outras duas jà apresentadas anteriormente em literatura. Foram, portanto, comparados os erros referentes a cada uma para determinar qual mÃtodo fornecia uma melhor otimizaÃÃo. Para a avaliaÃÃo da qualidade do ajuste, foram utilizados o erro mÃdio quadrÃtico (RMSE) e o coeficiente de correlaÃÃo. O mÃtodo HS-PA, embora utilize uma seleÃÃo de parÃmetros aleatÃria, apresentou resultados mais estÃveis do que o IHS. Foi encontrado para o mÃtodo IHS um RMSE = 0,006418 para Petrolina e RMSE = 0,008303 para SÃo Martinho da Serra. O mÃtodo HS-PA apresentou um RMSE = 0,006419 para Petrolina e RMSE = 0,008303 para SÃo Martinho da Serra. Os valores de RMSE para os mÃtodos tradicionais aplicados ao mesmo conjunto de dados, foram duas ou mais vezes maiores do que os encontrados, empregando a Busca HarmÃnica.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / In recent years wind energy is becoming increasingly competitive on the world stage, making their participation in the electricity generation matrix presents a strong growth expectation. This dissertation initially presents an analysis of the behavior of wind at three locations in Northeast Brazil (Maracanau-CE, Petrolina-PE e Parnaiba-PI). In a second step, statistical analyzes are researched to the most appropriate behavior patterns of the observed wind resource in the three localities. In conclusion, the impact of the statistical analyzes used in the production of electricity from wind turbines is identified. In this study,historicaldata of speed and direction of wind collectedare used, during periods of: February 2012 to January 2013, to Maracanau; August 2012 to July 2013, for Parnaiba; and May 2012 to March 2013, for Petrolina. The Weibull distribution is applied to approximate the histograms of wind speed using different horizons of applications (annual, semiannual) and four different numerical methods (Empirical, Momentum, Energy Pattern Factor and Equivalent Energy) for estimation of the form and scale parameters. In addition to evaluating the application of Weibull, other frequency distributions (Normal, Gamma and Log-Normal)are analyzed, in order to obtain the best possible fit. In a last step, with the aid of RETScreen program,annual production of electricity, delivered to the grid from wind turbines,is calculated. The optimum wind speed occurred in Parnaiba (10 and 11 m / s), followed by Petrolina (8 and 9 m / s). Among all different numerical methods that was evaluated, the Equivalent Energy method presented the best performance, unlike the Energy Pattern Factor method, that presented the worst. The Weibull distribution showed good potential for setting wind data in Maracanau and Parnaiba, both located along the coastline. However, based on the wind data recorded, in Petrolina, which is located further inland, the performance was inferior. Among all the different frequency distributions that were verified, only normal distribution had an fit as good as Weibull distribution. Based on the annual electricity production estimation, Parnaiba is the city that has the best potential for energy production. / Nos Ãltimos anos a energia eÃlica tem se tornando cada vez mais competitiva no cenÃrio mundial, fazendo com que sua participaÃÃo na matriz elÃtrica apresente uma forte expectativa de crescimento. A presente dissertaÃÃo apresenta inicialmente uma anÃlise do comportamento do vento em trÃs localidades no Nordeste do Brasil (Maracanaà (CE), Petrolina (PE) e ParnaÃba (PI)); numa segunda etapa, sÃo pesquisadas anÃlises estatÃsticas mais adequadas aos padrÃes de comportamento do recurso eÃlico observado nas trÃs localidades e, concluindo, à identificado o impacto das anÃlises estatÃsticas utilizadas na produÃÃo de eletricidade de aerogeradores. Neste estudo sÃo utilizados dados histÃricos de velocidade e direÃÃo do vento coletados durante os perÃodos de: fevereiro de 2012 - janeiro de 2013 para MaracanaÃ, Agosto de 2012 - Julho de 2013 para ParnaÃba, maio de 2012 - marÃo 2013 para Petrolina. A distribuiÃÃo de frequÃncia de Weibull à aplicada para aproximar os histogramas de velocidade do vento, utilizando diferentes horizontes de aplicaÃÃes (anual, semestral) e quatro diferentes mÃtodos numÃricos (EmpÃrico, Momento, Fator PadrÃo de Energia e Energia Equivalente) para a estimaÃÃo dos parÃmetros de forma e escala. AlÃm de avaliar a aplicaÃÃo de Weibull, sÃo analisadas outras distribuiÃÃes de frequÃncia (Normal, Gama e Log-Normal) objetivando obter o melhor ajuste possÃvel. Numa Ãltima etapa, com o auxÃlio do programa RETScreen,à calculada a produÃÃo de eletricidade anual entregue à rede a partir de aerogeradores. Os melhores valores de velocidade do vento ocorreram em ParnaÃba (10 e 11 m/s), seguido de Petrolina (8 e 9 m/s). Dos diferentes mÃtodos numÃricos avaliados, o mÃtodo de energia equivalente apresentou o melhor desempenho e o mÃtodo fator de padrÃo de energia foi o mÃtodo com o pior desempenho. A distribuiÃÃo de Weibull demonstrou bom potencial para o ajuste de dados de vento em Maracanaà e ParnaÃba, ambas localizadas ao longo do litoral. No entanto, em Petrolina, que està situada mais para o interior, foi verificado um desempenho limitado a partir dos dados de vento registrados. Das diferentes distribuiÃÃes de frequÃncias testadas, apenas a distribuiÃÃo normal apresenta um ajuste aproximado ao que Weibull permite desenvolver. Com base nas estimaÃÃes da produÃÃo de eletricidade anual, ParnaÃba à a cidade que apresenta o melhor potencial para o aproveitamento eolioelÃtrico.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-05T18:47:06Z No. of bitstreams: 1 Felipe Ricardo Santos de Gusmao.pdf: 1373394 bytes, checksum: 39658b579d3dd694736ba6792319191b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T18:47:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Ricardo Santos de Gusmao.pdf: 1373394 bytes, checksum: 39658b579d3dd694736ba6792319191b (MD5) Previous issue date: 2008-12-19 / The distribution inverse Weibull is suitable for modeling failure rates which are quite common in reliability and biological studies. In this work a new three-parameter distribution generalized inverse Weibull with decreasing and unimodal failure rate is introduced.We provide a comprehensive treatment of the mathematical properties of the generalized inverse Weibull and derive expressions for its moment generating function and the rth generalized moment. We also discuss maximum likelihood estimation and we provide formulae for the elements of the Observed information matrix, we also made an bayesian approach for this new distribution and an applied was made for a real data set for the methods classicand bayes. / A distribuição Weibull inversa tem a habilidade de modelar funções de risco com forma unimodal que são bastante comuns em estudos biológicos e de confiabilidade. Uma nova distribuição Weibull inversa generalizada tri-paramétrica com taxa de falha decrescente e unimodal é proposta. Um compreensivo tratamento das propriedades matemáticas de Weibull inversa generalizada é provido e foi encontrado expressões para suas funções geradoras de momentos e o r-ésimo momento generalizado foi determinado. Também discutimos a estimação de máxima verossimilhança e as fórmulas para os elementos da matriz de informação observada. Uma abordagem bayesiana para esta nova distribuição foi proposta e exemplificada, modelando um conjunto de dados agrários pelos métodos clássico e bayesiano.

A análise de pneus em frotas de caminhões de longa distância atualmente é realizada apenas para efeito de controle de estoque e determinação de causas de falhas. A metodologia de análise de confiabilidade apresentada neste trabalho, utilizando dados obtidos de pneus sucatados, sistematiza a mensuração e análise de perda de vida útil causada por cada tipo de falha: as amostras são analisadas, verificando-se qual distribuição de probabilidade que melhor modela as amostras avaliadas quando comparadas às distribuições Weibull, normal, log-normal e exponencial; o modelo sugere uma forma de efetuar análises de confiabilidade das falhas mais freqüentes, sendo estas classificadas segundo as perdas de tempo de vida do produto. A metodologia ora proposta foi aplicada na análise de confiabilidade de pneus 295/80R22.5 empregados em frota de transporte rodoviário. Para tanto foram analisadas sucatas provenientes de 10 frotas, verificando-se que a confiabilidade do pneu é melhor representada por uma distribuição de Weibull. A aplicação desta metodologia possibilita a identificação das principais causas das falhas mais críticas, permitindo à empresa focar os esforços em medidas preventivas adequadas e definir o tempo de remoção antes da falha para obter o menor custo. / Long distance truck tire analysis is done nowadays only for the purposes of warehouse control and failure cause determination. The analysis methodology presented in this study, using tire data obtained in scrap tires, systematizes the measurement and analysis of useful tire life time losses caused by each failure type: the samples are analyzed, verifying which probability distribution best fits the evaluated samples when comparing Weibull, normal, log-normal and exponential distributions; the model suggests a way to carry out the reliability analysis of the most common failures classifying them according to product life losses. The proposed methodology was used to analyze the reliability of 295/80R22.5 tires applied in highway transport fleets. For that purpose scrap tires samples from 10 fleets were analyzed and one can verify tire reliability is better represented by a Weibull distribution. The application of this methodology makes it possible to identify the main causes of the most critical failures, allowing the fleet to focus efforts on appropriate preventive measures and define replacement time before failure to obtain the lowest cost.

Approved for public release; distribution in unlimited. / Some battlefield models have a component in them which models the time it takes for an observer to detect a target. Different observers may have different mean detection times due to various factors such as the type of sensor used, environmental conditions, fatigue of the observer, etc. Two parametric models for the distribution of time to target detection are considered which can incorporate these factors. Maximum likelihood estimation procedures for the parameters are described. Results of simulation experiments to study the small sample behavior of the estimators are presented. / http://archive.org/details/modelsfortargetd00baed / Major, Korean Air Force

Natural fibres are increasingly being considered as the reinforcement for polymer matrix composites as they are perceived to be sustainable being a renewable resource. However, they suffer from higher variability in mechanical properties and concerns about their long-term durability in a moist environment. In this study the physical properties of the jute fibres were characterised, the fibre length distribution was determined and the fibre cross-section was analysed using digital images. It was observed that the true fibre area followed a log-normal distribution. The fibre area distribution for different geometrical shapes was estimated and the error in the estimated area of assumed fibre cross-section was also determined to assess the applicability of the assumed cross-section. The mechanical properties of the jute technical fibres from a single batch from South Asia were determined; fibre tensile tests were carried out at ten different gauge lengths between 6 mm and 300 mm and the Young’s modulus, strain to failure and ultimate tensile strengths were determined individually. A strong correlation was observed between the fibre strength/fracture strain and fibre gauge length. It was found as the gauge length increases the fibre strength/fracture strain drops. The fibre failure (Strength/Strain) was modelled using Weibull distribution and three statistical models were developed to relate the fibre strength/fracture strain to the fibre gauge length. Examination of tensile test data reveals that the coefficient of variation (CoV) for failure strain is consistently lower than the CoV for fracture stress (strength), as the failure strain is weakly influenced by the fibre cross-section. Hence, failure strain is the more consistent failure criterion and it is recommended to use failure strain as the key design criterion for natural fibre composites in order to improve reliability in the design of these materials. Different authors have tried to model natural fibre reinforced polymer elastic modulus using micromechanical models and have suggested that further study should include fibre angle and length distribution factors to improve the micromechanical prediction. This thesis further seeks to validate a novel methodology for the prediction of the tensile modulus and strength of natural fibre composites through careful consideration of each of the parameters in the rule of mixtures along with consideration of the statistical variation inherent in reinforcements extracted from plants. The tensile modulus and strength of jute fibre reinforced composites manufactured from well characterised fibres was measured experimentally. Six well established micromechanical models were used to predict the composite elastic modulus. Two micromechanical models were used to predict composite strength. For both mechanical properties, the inclusion of a fibre area correction factor to account for the non-circular cross-section of the fibre resulted in an improved prediction of the respective mechanical properties.

A análise de confiabilidade desempenha um papel fundamental para estudos de durabilidade e otimização de tempos de reparo em sistemas reparáveis. Equipamentos como colhedoras de cana-de-açúcar que após a falha e um reparo voltam a exercer sua função objetivo são classificados como sistemas reparáveis. O objetivo deste trabalho consistiu em propor alternativas de modelagem para sistemas complexos, que apresentam grande variabilidade no comportamento da função intensidade de falha. Foi proposta a nova distribuição odd log-logística Weibull flexível generalizada (GOLLFW) e um modelo de regressão Weibull aplicado ao processo lei de potência usado para analisar sistemas reparáveis. Para a nova distribuição foi apresentada a família de distribuições odd log-logística generalizada, realizado um estudo de simulação para verificar algumas propriedades dos estimadores de máxima verossimilhança e incluídas covariáveis na análise dos tempos de falha através do modelo de regressão GOLLFW. Para a análise de regressão considerando os sistemas reparáveis, foram apresentados os principais modelos de contagem para um único sistema reparável e realizado a análise deles de forma separada e, em seguida, foram considerados mais de dois sistemas e acrescentado um modelo de regressão Weibull ao processo lei de potência (PLP). A característica de bimodalidade da distribuição GOLLFW garantiu a adequabilidade e um melhor ajuste aos dados. Já a inclusão de covariáveis através do modelo de regressão Weibull no PLP permitiu modelar sistemas que antes somente os processos de contagens tradicionais, processo lei de potência e processo de renovação, não se adequariam bem. / The confiability analysis carries out an important role for durability studies and optimization of repair time in repairable systems. Repairable systems are equipments that returns to execute its function after a fail, for example, sugarcane harvester. This work aimed to propose modeling alternatives for complex systems with great variability in the behaviour of fail intensity function. It was proposed a new distribution on generalized odd log-logistic flexible Weibull (GOLLFW) and an Weibull regression model applied to potential law used to analyze repairable systems.It was presented the distribution family generalized odd log-logistic, was carried out a simulation study to verify some properties of maximum likelihood estimators and was included covariables in the fail time by regression model GOLLFW. To the regression analysis considering repairable systems, it was presented the main counting models for a single repairable system and it was performed an analysis of each model singly, then, it was considered more than two systems and it was added a Weibull regression model to the potential law process (PLP). The bimodality characteristic of GOLLFW distribution guaranteed the suitability and a better adjust to tested datas. While, the inclusion of covariables by regression model GOLLFW in the PLP allowed to model systems which traditionals counting process, PLP and renewal process, would not fit well.