Identification of CTQs for Complex Products Based on Mutual Information and Improved Gravitational Search Algorithm

The identification of CTQs for complex products is the first step to implement quality control. To improve the efficiency and accuracy of CTQs identification, we propose a novel hybrid approach based on mutual information and improved gravitational search algorithm, which has advantages of filter and wrapper. At first, the information relevance and redundancy are measured by mutual information. Then, the improved gravitational search algorithm is used to search the CTQs. Experimentation is carried out using 2 UCI data sets, and the classification capability of CTQs is tested by SVM and tenfold cross validation. The results show that the presented method is verified to be effective and practically applicable

Operational decision making for medical clinics through the use of simulation and multi-attribute utility theory.

Currently, health care is a large industry that concerns everyone. Outpatient health care is an important part of the American health care system and is one of the strongest growth areas in the health care system. Many people pay attention to how to keep basic health care available to as many people as possible. A large health care system is usually evaluated by many performance measures. For example, the managers of a medical clinic are concerned about increasing staff utilization; both managers and patients are concerned about patient waiting time. In this dissertation, we study decision making for clinics in determining operational policies to achieve multiple goals (e.g. increasing staff utilization，reducing patient waiting time, reducing overtime). Multi-attribute utility function and discrete even simulation are used for the study. The proposed decision making framework using simulation is applied to two case studies, i.e., two clinics associated with University of Louisville in Louisville, Kentucky. In the first case, we constructed of a long period simulation model for a multi-resource medical clinic. We investigated changes to the interarrival times for each type of patient, assigned patients to see different staff in different visits (e.g., visit #2, visit #5) and assigned medical resources accordingly. Two performance measures were considered: waiting time for patients, and utilization of clinic staff. The second case involved the construction of a one-morning simulation model for an ambulatory internal medicine clinic. Although all the resident doctors perform the same task, their service times are different due to their varying levels of experience. We investigated the assignment of examination rooms based on residents’ varying service times. For this model, we also investigated the effect of changing the interarrival times for patients. Four performance measures were considered: waiting time for patients, overtime for the clinic staff, utilization of examination rooms and utilization of clinic staff. We developed a ranking and selection procedure to compare the various policies, each based on a multiple attribute performance. This procedure combines the use of multi-attribute utility functions with statistical ranking and selection in order to choose the best results from a set of possible outputs using an indifferent-zone approach. We applied this procedure to the outputs from “Healthy for Life” clinic and “AIM” clinic simulation models in selecting alternative operational policies. Lastly, we performed sensitivity analyses with respect to the weights of the attributes in the multi-attribute utility function. The results will help decision makers to understand the effects of various factors in the system. The clinic managers can choose a best scheduling method based on the highest expected utility value with different levels of weight on each attribute. The contribution of this dissertation is two-fold. First, we developed a long term simulation model for a multi-resource clinic consisting of providers with diverse areas of expertise and thus vastly different no-show rate and service times. Particularly, we modeled the details on assigning patients to providers when they come to the clinic in their different visits. The other contribution was the development of a special ranking and selection procedure for comparing performances on multiple attributes for alternative policies in the outpatient healthcare modeling area. This procedure combined a multiple attribute utility function with statistical ranking and selection in determining the best result from a set of possible outputs using the indifferent-zone approach

Simulação a Eventos Discretos como uma ferramenta de auxílio ao Planejamento da Produção em uma Empresa Multinacional de Tecnologia.

A simulação vem sendo cada vez mais utilizada para a solução de problemas complexos, incluindo os setores da manufatura e serviços. Alguns autores evidenciam as principais funcionalidades do planejamento e controle da produção, de forma que se torna possível aplicar a simulação para facilitar e otimizar estas atividades. O objetivo desta pesquisa é propor uma integração entre um modelo computacional e o sistema Enterprise Resource Planning (ERP) de uma empresa, com a finalidade de propor uma nova sistemática para o cálculo e disponibilização de um lead time de entrega dos produtos finais, no momento do recebimento de novos pedidos. O objeto de estudo é uma empresa do setor de eletrônicos. Foi utilizado o método de estudo de caso, com o objetivo de utilizar e integrar um modelo computacional com o sistema ERP do objeto de estudo. Por fim, foi observado que a integração entre a simulação e o sistema ERP pode ser utilizada no dia a dia como uma poderosa ferramenta de auxílio à tomada de decisão na manufatura

A influência de diferentes estratégias de cronometragem e modelagem de tempos na validação operacional de um modelo de simulação.

O gerenciamento dos dados de entrada é considerado um fator de alta influência no sucesso de um projeto de simulação, podendo impactar significativamente o resultado da validação operacional de um modelo. Entretanto, as fases de coleta e modelagem de dados de entrada demandam muito tempo para serem executadas, principalmente quando a coleta de tempos de processo é necessária. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é testar a influência de diferentes estratégias de cronometragem e modelagem de tempos e analisar a influência dessas estratégias no resultado de validação operacional de um modelo de simulação a eventos discretos. O objeto de estudo é uma empresa do setor de eletrônicos. Por meio de filmagens, foram coletadas amostras de tempos de atividades manuais de duas linhas de montagem. As amostras foram divididas em diferentes períodos de operação ao longo de um turno de trabalho. As médias de tais amostras apresentaram diferenças significativas. Então, foram traçadas diferentes estratégias de representação dos tempos das atividades, variando a quantidade de amostras utilizadas, os períodos representados pelas amostras e as distribuições de probabilidade selecionadas. Cada estratégia correspondeu a um ou mais experimentos. Após a execução dos experimentos, foi possível validar o modelo com uma única amostra para cada atividade representada, uma vez considerados tempos de todos os períodos de operação em proporções iguais. Por fim, foi observado que as distribuições normais representaram os tempos de modo satisfatório, mesmo quando não foram bem colocadas no ranking automático de um software estatístico. A contribuição deste trabalho reside na análise de soluções para a redução do tempo de execução de um projeto de simulação, garantindo, ao mesmo tempo, a validação operacional do modelo

Estudo do torneamento da liga de alumínio 7075-t6, utilizando ferramentas com e sem revestimento.

O uso do alumínio nas mais diferentes áreas de fabricação é uma tendência, justificada pela ampla gama de propriedades de suas ligas, além da relativa facilidade de sua conformação; dentre elas, a liga de alumínio-zinco, 7075-T6, se destaca por sua combinação de baixa densidade com boa dureza e resistência à corrosão. A princípio de uso aeronáutico, essa liga tem sido empregada para diversas atividades, desde estrutural até moldes de injeção de plástico. Portanto, é justificável que os processos de usinagem da mesma sejam mais estudados e compreendidos. Nesse contexto, este trabalho propõe o estudo do torneamento da liga 7075-T6, por meio de uma análise baseada em Projeto de Experimentos das variáveis explicativas Velocidade de Corte (Vc), Avanço (f) e Profundidade de Corte (ap) sobre as respostas Rugosidade Média (Ra) e Vibração (Sentidos de Corte e de Avanço), utilizando ferramentas de metal duro revestido e sem revestimento, com geometria idêntica. Os resultados mostram que o inserto revestido gerou piores valores de rugosidade, se comparados aos valores obtidos com o inserto sem revestimento. Observou-se, também, maior desgaste do inserto revestido, o que poderia indicar reação entre os elementos do revestimento com o alumínio. Ademais, observou-se que o Avanço (f) da ferramenta influenciou significativamente na rugosidade da superfície torneada, havendo certo grau de correlação desta com a vibração no sentido de corte. Finalmente, verificou-se que a vibração, apesar de influenciada pelas três variáveis explicativas, sofre influência de outros fatores não previstos no estudo

Aplicação da simulação a eventos discretos em conjunto com a pesquisa-ação para um projeto de melhoria em uma empresa de base tecnológica.

O gerenciamento dos dados de entrada é considerado um fator de alta influência no sucesso de um projeto de simulação, uma vez que problemas com os dados de entrada são frequentemente as razões pelas quais um modelo não é validado. Entretanto, as fases de coleta e modelagem de dados de entrada demandam muito tempo para serem executadas. Nesse contexto, o objetivo acadêmico deste trabalho é analisar a influência de diferentes estratégias de modelagem de dados de entrada na validação operacional de um modelo de simulação a eventos discretos. Como objetivo prático a pesquisa vai desenvolver um modelo computacional que será utilizado como ferramenta de tomada de decisão para o planejamento semanal da empresa objeto de estudo. Também se destaca o objetivo específico de analisar a aplicabilidade das técnicas de modelagem de processos BPMN e IDEF-SIM, utilizadas em conjunto, em um projeto de simulação. Nesta pesquisa serão utilizados os métodos pesquisa-ação e modelagem e simulação de forma conjunta. O objeto de estudo é o setor de reparos de uma empresa de base tecnológica. Foram realizados 3 ciclos de pesquisa-ação, sendo que cada um dos ciclos tinha como objetivo a finalização de uma das etapas do projeto de simulação: concepção, implementação e análise. Nesta pesquisa concluiu-se que não existem diferenças significativas entre os modelos que foram simulados com os tempos das atividades nas diferentes formas de modelagem dos dados de entrada, uma vez que ambos os modelos foram validados com a situação real. Na etapa de concepção a utilização do BPMN foi mais vantajosa, uma vez que a técnica permite a visualização das relações entre setores. Já na etapa de implementação, a utilização do IDEF-SIM facilitou a tradução da situação modelada para o software de simulação. E na etapa de análise a utilização combinada das duas técnicas tornou mais assertiva a proposição de cenários. A utilização da pesquisa-ação combinada com a modelagem e simulação favoreceu o desempenho do projeto

Metamodeling Techniques to Aid in the Aggregation Process of Large Hierarchical Simulation Models

This research investigates how aggregation is currently conducted for simulation of large systems. The purpose is to examine how to achieve suitable aggregation in the simulation of large systems. More specifically, investigating how to accurately aggregate hierarchical lower-level (higher resolution) models into the next higher-level in order to reduce the complexity of the overall simulation model. The focus is on the exploration of the different aggregation techniques for hierarchical lower-level (higher resolution) models into the next higher-level. We develop aggregation procedures between two simulation levels (e.g., aggregation of engagement level models into a mission level model) to address how much and what information needs to pass from the high resolution to the low-resolution model in order to preserve statistical fidelity. We present a mathematical representation of the simulation model based on network theory and procedures for simulation aggregation that are logical and executable. This research examines the effectiveness of several statistical techniques, to include regression and three types of artificial neural networks, as an aggregation technique in predicting outputs of the lower-level model and evaluating its effects as an input into the next higher-level model. The proposed process is a collection of various conventional statistical and aggregation techniques, to include one novel concept and extensions to the regression and neural network methods, which are compared to the truth simulation model, where the truth model is when actual lower-level model outputs are used as a direct input into the next higher-level model. The aggregation methodology developed in this research provides an analytic foundation that formally defines the necessary steps essential in appropriately and effectively simulating large hierarchical systems

Documentação da lógica de modelos de simulação por meio do uso da técnica de modelagem IDEF-SIM.

A gestão do conhecimento aplicada em projetos de simulação é de grande importância, uma vez que ela possibilita a retenção do conhecimento, podendo este ser repassado para outras pessoas e até mesmo utilizado em projetos futuros. Dessa forma, é necessário registrar as lógicas de programação utilizadas em modelos computacionais. Assim, o objetivo desse trabalho é verificar a aplicabilidade da técnica de modelagem IDEF-SIM no registro de lógicas de programação de modelos de Simulação a Eventos Discretos. Essa aplicabilidade será analisada, incluindo, se for necessário, alterações na técnica para aperfeiçoá-la. Para isso, primeiramente foi realizada uma revisão sistemática da literatura com a finalidade de verificar como a técnica IDEF-SIM está sendo utilizada, identificando as principais lacunas. Também foram definindos os parâmetros para a pesquisa, como a técnica utilizada e os softwares para a construção dos modelos computacionais. Logo em seguida, através do método de pesquisa-ação, foram selecionados três modelos simulados no software ProModel®. A cada ciclo da pesquisa-ação, um modelo foi reproduzido, sendo cada um deles convertidos para o IDEF-SIM com as suas lógicas de programação e depois reproduzido no software FlexSim®. Os softwares ProModel® e FlexSim® foram escolhidos devido à diferença existente em relação à programação dos mesmos. O grau de dificuldade e inserção de elementos foram aumentando em cada ciclo da pesquisa-ação. As análises e conclusões de cada ciclo foram feitas por testes estatísticos, uma vez que os modelos foram programados por dois diferentes especialistas. Ao final de cada seção, melhorias propostas no IDEF-SIM foram identificadas para o próximo ciclo. Para a confirmação da pesquisa, um processo hipotético foi construído e aplicado em uma sala de aula, onde os alunos estavam aprendendo Simulação a Eventos Discretos. Após a programação, um questionário foi aplicado para medir a aplicabilidade da técnica. Depois dos testes, uma alteração no método de modelagem e simulação de Montevechi et al. (2010) foi proposta. Através dos ciclos de pesquisa-ação e do questionário respondido, pode-se afirmar que a técnica de fato consegue reproduzir a programação da lógica do modelo computacional, de forma clara e sem gerar confusões, contribuindo para a gestão do conhecimento em projetos de simulação

Análise de Correlação no reconhecimento de Interações em Arranjos Plackett-burman

Delineamento de Experimento é uma metodologia para aperfeiçoar um processo que é constituído por variáveis de entrada que culminam com uma ou mais respostas. A mesma pode ser dividida em duas etapas, a primeira o Delineamento de Seleção, e a segunda o Delineamento de Aprimoramento. No delineamento de seleção deseja-se eliminar aquelas variáveis de entrada que não serão significativas para o delineamento de aprimoramento. Dentre os possíveis arranjos a serem utilizados em um delineamento de seleção, o arranjo Plackett-Burman se destaca como o arranjo experimental para identificação de fatores principais. Caso existam interações significativas entres os fatores, o arranjo pode levar o experimentador a cometer um erro, no qual o pesquisador concluiria que um determinado fator não é significativo, porém o fator seria significativo. Esse tipo de erro é conhecido em delineamento como o erro tipo II. Essa dissertação apresenta uma metodologia elaborada para diminuir a ocorrência do erro tipo II. O principal objetivo do trabalho é propor um algoritmo que identifique a partir de análise de sinais, efeitos principais e / ou interações em um processo ou produto. A análise de sinais é aplicada nos sinais provenientes da série de resíduos que são gerados durante a análise de regressão. Em seguida, utiliza-se análise do coeficiente de correlação entre os sinais gerados, e por fim, realiza-se a junção dos dois processos de análises, a qual é capaz de identificar quais são os fatores e / ou as interações significativas no processo ou produto em estudo. Para confirmar a eficiência da metodologia executou-se uma simulação utilizando-se uma equação sintética. Os resultados obtidos nesta simulação mostraram que a metodologia desenvolvida é adequada, uma vez que a mesma foi capaz de reconhecer os efeitos principais e as interações significativas da equação sintética. Por fim, a metodologia também foi capaz de identificar que existem padrões no comportamento na série de resíduos que indiquem a ausência de termos e /ou interações na equação do modelo