Design of variance control charts with estimated parameters: A head to head comparison between two perspectives

Since parameter estimation degrades chart performance, it is important to design a control chart correctly, that is, taking account of the estimation effects. To this end, two perspectives are available in the literature: the unconditional, which focuses on the unconditional in-control (IC) average run length ((Formula presented.)), and the conditional, which focuses on the IC run-length distribution conditioned on the parameter estimates and the exceedance probability criterion (EPC). Much of the literature on this topic is in the context of monitoring the mean. However, monitoring the variance is important in the larger monitoring context, not only per se, but also because a reliable and stable estimate of the process variance is required in the first place for setting up the control chart for the mean. With this in mind, and given that a recent paper studied the design of the (Formula presented.) chart, here we consider the S 2 chart and examine the effects of each perspective on the design and IC performance. To this end, we first compare the required number of Phase I samples and the control limit adjustments in two cases: the upper one-sided chart and the equal-tailed two-sided chart. Second, we examine the performance of each chart, designed according to one perspective, under the other perspective. Results show major differences in the impact and consequences of the adopted chart design perspective on chart performance. An illustration with a real dataset is provided. Finally, an overall summary and some conclusions are presented

Métodos de identificação de efeitos na dispersão em experimentos fatoriais não replicados Methods for the identification of dispersion effects in unreplicated factorial experiments

A identificação de fatores que afetam a média e a dispersão de características de qualidade é essencial para a otimização de produtos e processos produtivos. Para tal identificação, costuma-se utilizar experimentos fatoriais. A análise de efeitos sobre a dispersão, contudo, usualmente demanda repetições do experimento sob as mesmas condições (replicações), que podem ser caras. Assim, vários métodos têm sido propostos na literatura para a identificação de efeitos na dispersão a partir de experimentos fatoriais não replicados. Neste artigo, analisamos alguns desses métodos, ilustrados com um exemplo de um processo produtivo, concluindo pela superioridade de um método iterativo baseado em modelos lineares generalizados. Finalmente, utilizando os modelos para a média e para a dispersão, fornecidos pelo método iterativo, procedemos à otimização do processo descrito no exemplo.The identification of factors that affect the location and dispersion of the probability distribution of quality characteristics is essential in the optimization of production processes and product design. For this purpose, factorial experiments are typically used. The analysis of dispersion effects, however, usually requires replications of the experiment, which can be expensive. Therefore, several methods have been proposed for the identification of the dispersion effects with unreplicated factorial experiments. In this article, we analyze some of these methods concluding by the superiority of an interactive method based on generalized linear models and which provides a model for the mean together with a model for the dispersion of the quality characteristic. Finally, the use of the resulting model in an optimization process is presented trough an example

Planejamento do controle estatístico de processos com baixa fração não conforme restrito a amostras pequenas

É apresentado o planejamento não convencional de gráficos de np para o monitoramento de processos caracterizados por uma fração não conforme muito pequena e cujo procedimento de inspeção é custoso ou demorado, tornando proibitivo o exame de grandes amostras. Sob tais circunstâncias, a base para o planejamento do gráfico de controle é o trade-off entre a freqüência de alarmes falsos e a rapidez com que o gráfico sinaliza deteriorações no processo, já que nestes casos (dependendo do tamanho de amostra) o gráfico de np convencional com limites de três sigma oferece pouca proteção contra alarmes falsos ou é lento para detectar perturbações no processo. Este estudo foi motivado pelo caso real de um processo de empacotamento de cadernos de jornais. O número nominal de cadernos no pacote depende da espessura do caderno, e pacotes com um número de cadernos diferente do nominal são considerados não conformes.We present the non-conventional design of np charts used for the surveillance of processes characterized by a very low fraction nonconforming, with a costly and/or time-consuming inspection procedure, which makes the inspection of large samples prohibitive. Under these circumstances, the trade-off between the false-alarm rate and the speed with which the chart signals process deteriorations is the basis to design the control chart, once (depending on the sample size) the conventional np chart with three-sigma limits offers little protection against false alarms or is slow in detecting process disturbances. The study was motivated by the real case of a newspapers packaging process. The nominal number of newspapers in the package depends on the newspaper's breadth, and packages with a number of newspapers different from nominal are considered nonconforming.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Segmentação do mercado consumidor cativo alta e média tensão de uma distribuidora de energia elétrica: aplicação do Mapa Auto-Organizável de Kohonen para descoberta de padrões de inadimplência no setor

O modelo de regulação incentivada, no qual operam os agentes distribuidores de energia elétrica, é constantemente ameaçado pela inadimplência, que afeta o equilíbrio econômico financeiro do mercado de distribuição. Em decorrência disso, é fundamental que os agentes distribuidores disponham de uma ferramenta metodológica que permita identificar antecipadamente o perfil de pagamento de unidades consumidoras, visando à formulação de estratégias capazes de reduzir o grau de inadimplência desse mercado. O mercado de distribuição é caracterizado pelo monopólio natural e pela predominância de consumidores cativos. Neste estudo, propõe-se o uso de uma rede neural não supervisionada para agrupar unidades consumidoras, conforme informações armazenadas em base de dados e, então, obter um padrão da inadimplência, por meio da análise exploratória de dados, considerando as características de similaridades dos grupos gerados. Os resultados mostram que esse estudo é eficaz e recomendado para descoberta de padrões em outros mercados

Optimal EWMA of linear combination of Poisson variables for multivariate statistical process control

In this paper, we propose a new process control chart for monitoring correlated Poisson variables, the EWMA LCP chart. This chart is the exponentially weighted moving average (EWMA) version of the recently proposed LCP chart. The latter is a Shewhart-type control chart whose control statistic is a linear combination of the values of the different Poisson variables (elements of the Poisson vector) at each sampling time. As a Shewhart chart, it is effective at signalling large process shifts but is slow to signal smaller shifts. EWMA charts are known to be more sensitive to small and moderate shifts than their Shewhart-type counterparts, so the motivation of the present development is to enhance the performance of the LCP chart by the incorporation of the EWMA procedure to it. To ease the design of the EWMA LCP chart for the end user, we developed a user-friendly programme that runs on Windows (c) and finds the optimal design of the chart, that is, the coefficients of the linear combination as well as the EWMA smoothing constant and chart control limits that together minimise the out-of-control ARL under a constraint on the in-control ARL. The optimization is carried out by genetic algorithms where the ARLs are calculated through a Markov chain model. We used this programme to evaluate the performance of the new chart. As expected, the incorporation of the EWMA scheme greatly improves the performance of the LCP chart.This research has been supported by SENESCYT-Ecuador (National Secretary of Higher Education, Science, Technology and Innovation of Equator) and by the CNPq (the Brazilian Council for Scientific and Technological Development), projects numbers 307453/2011-1 and 453054/2014-5.García Bustos, SL.; Aparisi García, FJ.; Kahn Epprecht, E. (2015). Optimal EWMA of linear combination of Poisson variables for multivariate statistical process control. International Journal of Production Research. 53(14):4141-4159. https://doi.org/10.1080/00207543.2014.975863S41414159531

Gráficos adaptativos de controle por atributos e seu projeto na prática

Os gráficos de controle de processo com parâmetros variáveis, ou gráficos adaptativos, permitem intensificar ou relaxar o controle do processo de acordo com a informação da amostra mais recente. Sua vantagem é uma maior rapidez na detecção de causas especiais que tiram o processo de sua situação de controle. Este artigo apresenta um modelo geral para gráficos de c, np, u e p com um, dois ou todos os parâmetros de projeto (tamanho de amostra, intervalo de tempo entre amostras e largura dos limites de controle) variáveis, que proporciona ganhos de eficiência substanciais. É proposto um procedimento para escolha dos valores para os parâmetros dos gráficos na prática, apoiado em um programa em Excel (disponível a pedido) que permite selecionar, de forma rápida e simples, dentre valores práticos, aqueles que otimizam a eficiência do gráfico de controle na detecção de alterações do processo