• Title of article

    A New Statistical Approach for Recognizing and Classifying Patterns of X Control Charts

  • Author/Authors

    Kabiri naeini, M Department of Industrial Engineering - Payam Noor University , Owlia, M.S Department of Industrial Engineering - Yazd University , Fallahnezhad, M.S Department of Industrial Engineering - Yazd University

  • Pages
    9
  • From page
    1040
  • To page
    1048
  • Abstract
    Control chart pattern (CCP) recognition techniques are widely used to identify the potential process problems in modern industries. Recently, artificial neural network (ANN) –based techniques are very popular to recognize CCPs. However, finding the suitable architecture of an ANN-based CCP recognizer and its training process are time consuming and tedious. In addition, because of the black box nature, the outputs of the ANN-based CCP recognizer are not interpretable. To facilitate the research gap, this paper presents a statistical decision making approach to recognize and classify the patterns of control charts. In this method, by taking new observations from the process, the Maximum Likelihood Estimators of pattern parameters are first obtained and then in an iterative approach based on the Bayesian rule, the beliefs, that each pattern exists in the control chart, are updated. Finally, when one of the updated beliefs becomes greater than a predetermined threshold, a pattern recognition signal is issued. Simulation study is performed based on moving window recognition approach, and the accuracy and speed of method is evaluated and compared with the ones from some ANN-based methods. The results show that the proposed method has more accurate interpretable results without training requirement.
  • Farsi abstract
    تكنيك ­هاي تشخيص الگو در نمودار كنترل به صورت گسترده­اي در صنايع پيشرفته براي شناسايي مسائل فرايند استفاده مي­شود. اخيرا تكنيك­هاي مبتني بر شبكه عصبي براي اين كار رواج بسياري يافته است. اما يافتن معماري مناسب براي يك تشخيص دهنده مبتني بر شبكه عصبي و نيز فرايند آموزش آن، امري زمانبر و كسل كننده است. به علاوه به دليل ماهيت "جعبه سياه" شبكه عصبي، خروجي­ هاي آن قابل تفسير نيستند. با توجه به اين مشكلات، در اين مقاله يك رويكرد تصميم­ گيري آماري براي تشخيص و طبقه­ بندي الگوهاي نمودار ايكس بار ارائه مي­شود. در اين روش با دريافت مشاهدات جديد فرايند، برآوردگرهاي حداكثر درست نمايي از پارامترهاي الگو محاسبه مي ­شود و سپس در يك رويكرد تكرار شونده مبتني بر قاعده بيز، حدس­هاي مربوطبه وجود هر الگو در نمودار كنترل بروزرساني مي­ شود. در نهايت هرگاه يكي از حدس­هاي بروزرساني شده از حد آستانه مشخص بيشتر شد، يك سيگنال وجود الگو صادر مي­شود. مطالعه شبيه­ سازي بر مبناي رويكرد پنجره متحرك براي ارزيابي صحت و سرعت روش در مقايسه با تعدادي از روش­هاي مبتني بر شبكه عصبي انجام گرفت. نتايج نشان مي­دهد كه روش پيشنهادي نتايج صحيح ­تري ارائه مي ­دهد. اين نتايج تفسير پذير هستند و به علاوه نيازي به آموزش در اين روش نمي ­باشد.
  • Keywords
    Maximum Likelihood Estimation , Bayes Rule , Pattern Recognition , Control Chart , Statistical Process Control
  • Journal title
    Astroparticle Physics
  • Serial Year
    2015
  • Record number

    2416896