ANÁLISE DO DESEMPENHO DOS GRÁFICOS DE CONTROLE CUSUM E EWMA: ESTUDO COMPARATIVO COM USO DE SIMULAÇÃO

Autores

  • Liane Werner Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • Aline da Silva Argenta Universidade Federal do Rio Grande do Sul
  • Felipe Soares Universidade Federal do Rio Grande do Sul

DOI:

https://doi.org/10.12957/cadest.0.51576

Palavras-chave:

CUSUM, EWMA, Simulação, Gráficos de Controle, ARL

Resumo

DOI: 10.12957/cadest.2019.51576

Este trabalho apresenta um estudo comparativo dos gráficos de controle de soma cumulativa (CUSUM) e de médias móveis exponencialmente ponderadas (EWMA). O objetivo principal é o de estudar a influência dos parâmetros de controle de ambos os gráficos no desempenho de detecção de situações fora de controle, definido pelo Average Run Length (ARL). Simulações computacionais são efetuadas considerando diversos cenários, alterando os parâmetros das cartas de controle e também os parâmetros do processo, investigando o ARL. Verificou-se que o CUSUM obteve desempenho superior ao EWMA para pequenas alterações na média, até um desvio padrão do processo, enquanto o EWMA mostrou-se mais eficaz para alterações de maior magnitude. Além disso, foi verificado que o EWMA é superior quando há alterações simultâneas na média do processo e na sua variabilidade. As rotinas de simulação provaram-se úteis para estudar o comportamento do ARL de acordo com os parâmetros das cartas de controle e dos processos, sendo uma abordagem válida para o estudo e escolha dos parâmetros em aplicações reais.

Biografia do Autor

Liane Werner, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Doutor em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2005) e Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1996), possui graduação em Estatística pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Bacharelado em 1988 e Licenciatura em 1999. É professora associada da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atua junto ao curso de estatística na graduação e nos cursos de engenharia. Atua também na Pós-graduação da Engenharia de Produção como professora e orientadora de mestrado e doutorado. É avaliadora de periódicos e congressos internacionais e nacionais. As áreas de interesse são: Técnicas de Previsão, Séries Temporais, Previsão de Demanda, Controle Estatístico de Qualidade, Análise Multivariada, e Confiabilidade.

Aline da Silva Argenta, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Biblioteconomia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2005) e mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2017). Atualmente é bibliotecário-documentalista da Faculdade de Farmácia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Tem experiência na área de Ciência da Informação, com ênfase em Biblioteconomia.

Felipe Soares, Universidade Federal do Rio Grande do Sul

Possui graduação em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2015) e mestrado em Engenharia de Produção - Sistemas de Produção pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2017). É aluno de Mestrado Acadêmico em Computação na Universidade Federal do Rio Grande do Sul e de Doutorado em Engenharia de Produção na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Trabalhou ccomo pesquisador no Centro Nacional de Supercomputação de Barcelona - Barcelona Supercomputing Center (BSC).

Referências

ALI, S.; ALTAF, N.; SHAH, I.; WANG, L.; RAZA, S. M. M. On the Effect of Estimation Error for the Risk-Adjusted Charts. Complexity. v.2020, article ID 6258010, 21 p. DOI: 10.1155/2020/6258010

BARNARD, G. A. Control charts and stochastic processes. Journal of Royal Statistical Society. Serie B. v. 21, n.2 p. 239–271, 1959.

CHEN, A.; CHEN, Y. K. Design of EWMA and CUSUM control charts subject to random shift sizes and quality impacts. IEEE Transactions, v. 39, n. 12, p. 1127-1141, 2007. DOI: 10.1080/07408170701315321

CHEN, A.; ELSAYED. E. A. Design and performance analysis of the exponentially weighted moving average mean estimate for process subject to random step changes. Technometrics: A Journal of Statistics for the Physical, Chemical, and Engineering Sciences, v.44, n.4, p. 379-389, 2002. DOI: 10.1198/004017002188618572

HAN, S. W.; TSUI, K.; ARIYAJUNYA, B.; KIM, S. B. A comparison of CUSUM, EWMA, and temporal scan statistics for detection of increases in poisson rates. Quality and Reliability Engineering International, v. 26, n.3, p. 279-289, 2010. DOI: 10.1002/qre.1056

MITRA, A.; LEE, K. B.; CHAKRABORTI, S. An adaptive exponentially weighted moving average-type control chart to monitor the process mean. European Journal of Operational Research, v.279, n.3, p.902-911, 2019. DOI: 10.1016/j.ejor.2019.07.002

MONTGOMERY, D. C. Introduction Statistical to quality control. 6. ed. New York: John Wiley & Sons, 2009.

NAZIR, H. Z.; RIAZ, M. DOES, R.J. M. M.; ABBAS, N. Robust CUSUM Control charting. Quality Engineering, v.25, n.3, p.211-224, 2013. DOI: 10.1080/08982112.2013.769057

PAGE, E. S. Continuous inspection schemes. Biometrika, v. 41, n. 1/2, p. 100–115, 1954.

STEINER, S. H. EWMA control charts with time-varying control limits and fast initial response. Journal of Quality Technology, v. 31, n. 1, p. 75-86, 1999. DOI: 10.1080/00224065.1999.11979899

VARGAS, V. C. C.; LOPES, L. F. D.; SOUZA, A. M. Comparative study of the performance of the CuSum and EWMA control charts. Computers & Industrial Engineering, v. 46, p. 707–724, 2004. DOI: 10.1016/j.cie.2004.05.025

YOU. H. W. Optimal estimated process parameters side sensitive group runs chart based on expected average run length. Helyon, v.4, n.10, October 2018, e00848 DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e00848

ZWETSLOOT, I. M.; WOODALL, W. H. A head-to-head comparative study of the conditional performance of control charts based on estimated parameters. Quality Engineering, v.29, n.2, p. 244-253, 2017. DOI: 10.1080/08982112.2016.1237651

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Publicado

2020-10-30

Como Citar

Werner, L., Argenta, A. da S., & Soares, F. (2020). ANÁLISE DO DESEMPENHO DOS GRÁFICOS DE CONTROLE CUSUM E EWMA: ESTUDO COMPARATIVO COM USO DE SIMULAÇÃO. Cadernos Do IME - Série Estatística, 47, 17. https://doi.org/10.12957/cadest.0.51576

Edição

Seção

Artigos Serie Estatística