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
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