Memory type Bayesian adaptive max-EWMA control chart for weibull processes
- 1. Jazan University
- 2. Abdul Wali Khan University Mardan
- 3. King Khalid University
- 4. Kabul Education University of Rabbani
Description
The simultaneous monitoring of both the process mean and dispersion has gained considerable attention in statistical process control, especially when the process follows the normal distribution. This paper introduces a novel Bayesian adaptive maximum exponentially weighted moving average (Max-EWMA) control chart, designed to jointly monitor the mean and dispersion of a non-normal process. This is achieved through the utilization of the inverse response function, particularly suitable for processes conforming to a Weibull distribution. To assess the effectiveness of the proposed control chart, we employed the average run length (ARL) and the standard deviation of run length (SDRL). Subsequently, we compared the performance of our proposed control chart with that of an existing Max-EWMA control chart. Our findings suggest that the proposed control chart demonstrates a higher level of sensitivity in detecting out-of-control signals. Finally, to illustrate the effectiveness of our Bayesian Max-EWMA control chart under various Loss Functions (LFs) for a Weibull process, we present a practical case study focusing on the hard-bake process in the semiconductor manufacturing industry. This case study highlights the adaptability of the chart to different scenarios. Our results provide compelling evidence of the exceptional performance of the suggested control chart in rapidly detecting out-of-control signals during the hard-bake process, thereby significantly contributing to the improvement of process monitoring and quality control.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
اكتسب الرصد المتزامن لكل من متوسط العملية والتشتت اهتمامًا كبيرًا في التحكم في العملية الإحصائية، خاصة عندما تتبع العملية التوزيع الطبيعي. تقدم هذه الورقة مخططًا جديدًا للمتوسط المتحرك التكيفي الأقصى الأسي (Max - EWMA)، مصممًا للمراقبة المشتركة لمتوسط وتشتت عملية غير طبيعية. ويتحقق ذلك من خلال استخدام وظيفة الاستجابة العكسية، المناسبة بشكل خاص للعمليات المطابقة لتوزيع Weibull. لتقييم فعالية مخطط التحكم المقترح، استخدمنا متوسط طول التشغيل (ARL) والانحراف المعياري لطول التشغيل (SDRL). بعد ذلك، قمنا بمقارنة أداء مخطط التحكم المقترح الخاص بنا مع أداء مخطط التحكم Max - EWMA الحالي. تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن مخطط التحكم المقترح يوضح مستوى أعلى من الحساسية في اكتشاف الإشارات الخارجة عن السيطرة. أخيرًا، لتوضيح فعالية مخطط التحكم Bayesian Max - EWMA الخاص بنا تحت وظائف الخسارة المختلفة (LFs) لعملية Weibull، نقدم دراسة حالة عملية تركز على عملية الخبز الصلب في صناعة تصنيع أشباه الموصلات. تسلط دراسة الحالة هذه الضوء على قدرة المخطط على التكيف مع السيناريوهات المختلفة. تقدم نتائجنا دليلًا مقنعًا على الأداء الاستثنائي لمخطط التحكم المقترح في الكشف السريع عن الإشارات الخارجة عن السيطرة أثناء عملية الخبز الصلب، وبالتالي المساهمة بشكل كبير في تحسين مراقبة العملية ومراقبة الجودة.Translated Description (French)
La surveillance simultanée de la moyenne et de la dispersion du processus a attiré une attention considérable dans le contrôle statistique du processus, en particulier lorsque le processus suit la distribution normale. Cet article présente une nouvelle carte de contrôle de la moyenne mobile pondérée exponentiellement maximale adaptative bayésienne (Max-EWMA), conçue pour surveiller conjointement la moyenne et la dispersion d'un processus non normal. Ceci est réalisé grâce à l'utilisation de la fonction de réponse inverse, particulièrement adaptée aux processus conformes à une distribution de Weibull. Pour évaluer l'efficacité de la carte de contrôle proposée, nous avons utilisé la longueur de parcours moyenne (ARL) et l'écart type de la longueur de parcours (SDRL). Par la suite, nous avons comparé la performance de notre carte de contrôle proposée avec celle d'une carte de contrôle Max-EWMA existante. Nos résultats suggèrent que la carte de contrôle proposée démontre un niveau de sensibilité plus élevé dans la détection des signaux hors de contrôle. Enfin, pour illustrer l'efficacité de notre carte de contrôle Bayesian Max-EWMA sous diverses fonctions de perte (LF) pour un processus Weibull, nous présentons une étude de cas pratique axée sur le processus de cuisson dure dans l'industrie de la fabrication de semi-conducteurs. Cette étude de cas met en évidence l'adaptabilité du graphique à différents scénarios. Nos résultats fournissent des preuves convaincantes de la performance exceptionnelle de la carte de contrôle suggérée dans la détection rapide des signaux hors contrôle pendant le processus de cuisson dure, contribuant ainsi de manière significative à l'amélioration de la surveillance du processus et du contrôle de la qualité.Translated Description (Spanish)
El monitoreo simultáneo tanto de la media del proceso como de la dispersión ha ganado una atención considerable en el control estadístico del proceso, especialmente cuando el proceso sigue la distribución normal. Este documento presenta un nuevo gráfico de control de la media móvil ponderada exponencialmente máxima adaptativa bayesiana (Max-EWMA), diseñado para monitorear conjuntamente la media y la dispersión de un proceso no normal. Esto se logra mediante la utilización de la función de respuesta inversa, particularmente adecuada para procesos que se ajustan a una distribución de Weibull. Para evaluar la efectividad del gráfico de control propuesto, empleamos la longitud media de ejecución (ARL) y la desviación estándar de la longitud de ejecución (SDRL). Posteriormente, comparamos el rendimiento de nuestro gráfico de control propuesto con el de un gráfico de control Max-EWMA existente. Nuestros hallazgos sugieren que el gráfico de control propuesto demuestra un mayor nivel de sensibilidad en la detección de señales fuera de control. Finalmente, para ilustrar la efectividad de nuestro gráfico de control Bayesian Max-EWMA bajo varias funciones de pérdida (LF) para un proceso de Weibull, presentamos un estudio de caso práctico centrado en el proceso de cocción dura en la industria de fabricación de semiconductores. Este estudio de caso destaca la adaptabilidad del gráfico a diferentes escenarios. Nuestros resultados proporcionan pruebas convincentes del rendimiento excepcional del gráfico de control sugerido en la detección rápida de señales fuera de control durante el proceso de cocción dura, lo que contribuye significativamente a la mejora de la supervisión del proceso y el control de calidad.Files
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Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نوع الذاكرة مخطط تحكم Bayesian adaptive max - EWMA لعمليات weibull
- Translated title (French)
- Carte de contrôle max-EWMA adaptative bayésienne de type mémoire pour les processus de Weibull
- Translated title (Spanish)
- Tipo de memoria Gráfico de control Bayesiano adaptativo max-EWMA para procesos weibull
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4394927138
- DOI
- 10.1038/s41598-024-59680-6
References
- https://openalex.org/W1722991502
- https://openalex.org/W2010351697
- https://openalex.org/W2017740994
- https://openalex.org/W2034611040
- https://openalex.org/W2790189590
- https://openalex.org/W2967141886
- https://openalex.org/W3009020735
- https://openalex.org/W3042761863
- https://openalex.org/W3108311071
- https://openalex.org/W3135132394
- https://openalex.org/W3162923473
- https://openalex.org/W3163709628
- https://openalex.org/W3167867567
- https://openalex.org/W4220672614
- https://openalex.org/W4245276699
- https://openalex.org/W4249116379
- https://openalex.org/W4281997746
- https://openalex.org/W4293238919
- https://openalex.org/W4321598865
- https://openalex.org/W4389222446
- https://openalex.org/W4391612272
- https://openalex.org/W6624367