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Título: Previsão de falhas de garantia em produtos complexos: uma abordagem híbrida entre Weibull e Crow-AMSAA
Título(s) alternativo(s): Forecasting warranty failures in complex products: a hybrid approach between Weibull and Crow-AMSAA
Autor(es): Bandeira Junior, Cesar Miguel
Orientador(es): Braghini Junior, Aldo
Palavras-chave: Localização de falhas (Engenharia)
Garantia (Direito)
Indústria automobilística
Confiabilidade (Engenharia)
Fault location (Engineering)
Security (Law)
Automobile industry and trade
Reliability (Engineering)
Data do documento: 10-Fev-2026
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Ponta Grossa
Citação: BANDEIRA JUNIOR, Cesar Miguel. Previsão de falhas de garantia em produtos complexos: uma abordagem híbrida entre Weibull e Crow-AMSAA. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2026.
Resumo: A previsão de falhas em garantia representa uma atividade estratégica para empresas que comercializam produtos complexos, especialmente no setor automotivo onde a diversidade de componentes e modos de falha impõe desafios adicionais. A correta estimativa destes eventos é essencial para que os recursos destinados ao atendimento de garantias sejam adequadamente provisionados, evitando tanto insuficiências quanto excessos. Neste contexto, destaca-se o papel das técnicas de modelagem estatística aplicadas à confiabilidade. Este trabalho tem como objetivo propor uma abordagem híbrida que combine os modelos Weibull e Crow-AMSAA para otimizar a previsão de falhas em garantia, buscando equilíbrio entre precisão preditiva e viabilidade operacional. A metodologia considera etapas aplicadas em um conjunto de dados reais, provenientes de uma montadora de veículos pesados e composto por 32.636 ocorrências. A categorização taxonômica realizada classificou estas ocorrências como provenientes de 2.399 modos de falha distintos, onde 55,6% representam situações de ocorrência única que respondem por apenas 4,6% dos custos totais. Submetidos a um teste de Dickey-Fuller Aumentado, este conjunto de dados revelou predominância de séries não-estacionárias (76,4% dos modos de falha), confirmando propriedades estatísticas que variam ao longo do tempo. Para manusear esta quantidade de informação foram construídos frameworks que auxiliam na preparação dos dados para modelamento estatístico. Os modelos estatísticos foram avaliados comparativamente com uso de um script em linguagem R, utilizando medidas de erro e índices de correlação para avaliação da robustez preditiva através do método estatístico de bootstrap de reamostragens aleatórias. A elaboração de um roadmap para descrição das etapas de implementação desta estratégia híbrida agrupa os achados desta pesquisa em uma sequência lógica de implementação. A validação da proposta foi conduzida por meio da aplicação empírica do roadmap em um conjunto de dados reais, demonstrando que o modelo híbrido proposto apresentou maior robustez preditiva, reduzindo significativamente os erros médios e quadráticos em relação ao modelo Crow-AMSAA, tanto na previsão de falhas quanto de custos. O modelo proposto também demonstrou otimizar a seleção dos modos de falha a serem modelados por Weibull, sugerindo uma participação entre 40 e 50% do custo identificado na previsão exploratória e assim evitando dispêndio de tempo em modos de falha de baixa representatividade financeira. Conclui-se que o modelo híbrido é recomendado preferencialmente para a execução de previsões de custos de garantia em processos automotivos, pois a combinação entre os modelos Weibull e CrowAMSAA mostrou-se eficaz para equilibrar precisão analítica e abrangência operacional, confirmando a complementaridade entre as abordagens.
Abstract: Forecasting warranty failures is a strategic activity for companies that sell complex products, especially in the automotive sector, where the diversity of components and failure modes poses additional challenges. Accurate estimation of these events is essential to ensure that resources allocated to warranty claims are adequately provisioned, avoiding both shortages and excesses. In this context, the role of statistical modeling techniques applied to reliability stands out. This work aims to propose a hybrid approach that combines the Weibull and Crow-AMSAA models to optimize warranty failure prediction, seeking a balance between predictive accuracy and operational feasibility. The methodology considers steps applied to a set of real data from a heavy vehicle manufacturer, comprising 32,636 occurrences. Taxonomic categorization classified them as originating from 2,399 distinct failure modes, where 55.6% represent single occurrence situations that account for only 4.6% of total costs. Submitted to an Augmented Dickey-Fuller test, this data set revealed a predominance of non-stationary series (76.4% of failure modes), confirming statistical properties that vary over time. To handle this amount of information, frameworks were built to assist in preparing the data for statistical modeling. The statistical models were evaluated comparatively using an R language script, using error measures and correlation indices to assess predictive robustness through the statistical method of random resampling bootstrap. The development of a roadmap to describe the implementation steps of this hybrid strategy groups the findings of this research into a logical sequence of implementation. The proposal was validated through the empirical application of the roadmap to a set of real data, demonstrating that the proposed hybrid model presented greater predictive robustness, significantly reducing the mean and quadratic errors in relation to the Crow-AMSAA model, both in failure and cost prediction. The proposed model also demonstrated optimization of the selection of failure modes to be modeled by Weibull, suggesting a participation between 40 and 50% of the cost identified in the exploratory forecast, thus avoiding wasting time on failure modes with low financial representativeness. It is concluded that the hybrid model is preferably recommended for performing warranty cost forecasts in automotive processes, as the combination of the Weibull and Crow-AMSAA models proved effective in balancing analytical accuracy and operational scope, confirming the complementarity between the approaches.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39711
Aparece nas coleções:PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção

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