Previsão de séries temporais não lineares baseada em redes neurais e sinais de rastreamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: BIANCHESI, Natália Maria Puggina
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3730
Resumo: A previsão de séries temporais não lineares é amplamente utilizada em diversas áreas do conhecimento para fazer boas inferências sobre o futuro e apoiar decisões. Muitos exemplos de séries temporais não lineares incluem observações médicas, registros financeiros e dados meteorológicos. A precisão das previsões é determinada considerando o desempenho do modelo em novos dados que não foram usados no ajuste do modelo e o monitoramento dos erros de previsão é essencial para garantir a precisão da previsão. Portanto, esta tese apresenta uma metodologia de previsão de séries temporais não lineares utilizando Redes Neurais e Sinais de Rastreamento para detectar viés e sua responsividade a mudanças não aleatórias na série temporal. Os conjuntos de dados foram gerados de modo a simular diferentes situações com base em séries temporais não lineares, alterando o erro da série; os conjuntos de dados também foram previstos por Rede Neural Artificial, Multilayer Perceptron, e os erros de previsão foram monitorados pelos Sinais de Rastreamento, Cumulative Sum Tracking Signals. Diferente de muitos estudos publicados na área, a metodologia de Planejamento de Experimentos foi aplicada para avaliar os sinais de rastreamento com base no número médio de observações. Em seguida, a metodologia foi aplicada em dados baseados em óleo e graxa total e comparada com a aplicação de outras metodologias tradicionais. Os resultados mostraram que a metodologia de previsão proposta é uma forma eficaz de detectar viés no processo quando um erro é introduzido na série temporal não linear devido à média e ao desvio padrão do erro ter um impacto significativo no Número Médio de Observações. Este estudo contribui para uma discussão sobre a metodologia de previsão de séries temporais, uma vez que esta nova técnica pode ser amplamente utilizada em diversas áreas para melhorar a precisão das previsões.
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spelling 2022-12-122023-06-022023-06-02T17:04:37Z2023-06-02T17:04:37Zhttps://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3730A previsão de séries temporais não lineares é amplamente utilizada em diversas áreas do conhecimento para fazer boas inferências sobre o futuro e apoiar decisões. Muitos exemplos de séries temporais não lineares incluem observações médicas, registros financeiros e dados meteorológicos. A precisão das previsões é determinada considerando o desempenho do modelo em novos dados que não foram usados no ajuste do modelo e o monitoramento dos erros de previsão é essencial para garantir a precisão da previsão. Portanto, esta tese apresenta uma metodologia de previsão de séries temporais não lineares utilizando Redes Neurais e Sinais de Rastreamento para detectar viés e sua responsividade a mudanças não aleatórias na série temporal. Os conjuntos de dados foram gerados de modo a simular diferentes situações com base em séries temporais não lineares, alterando o erro da série; os conjuntos de dados também foram previstos por Rede Neural Artificial, Multilayer Perceptron, e os erros de previsão foram monitorados pelos Sinais de Rastreamento, Cumulative Sum Tracking Signals. Diferente de muitos estudos publicados na área, a metodologia de Planejamento de Experimentos foi aplicada para avaliar os sinais de rastreamento com base no número médio de observações. Em seguida, a metodologia foi aplicada em dados baseados em óleo e graxa total e comparada com a aplicação de outras metodologias tradicionais. Os resultados mostraram que a metodologia de previsão proposta é uma forma eficaz de detectar viés no processo quando um erro é introduzido na série temporal não linear devido à média e ao desvio padrão do erro ter um impacto significativo no Número Médio de Observações. Este estudo contribui para uma discussão sobre a metodologia de previsão de séries temporais, uma vez que esta nova técnica pode ser amplamente utilizada em diversas áreas para melhorar a precisão das previsões.Nonlinear time series forecasting is widely used in several areas to make good inferences about the future and to support decisions. Many examples of nonlinear time series include medical observations, financial recordings, and weather data. The accuracy of forecasts is determined by considering how well a model performs on new data that were not used when fitting the model and the monitoring of forecast errors is essential to ensure forecasting accuracy. Therefore, this thesis presents a nonlinear time series prediction methodology using Neural Networks and Tracking Signals method to detect bias and their responsiveness to non-random changes in the time series. Datasets were generated to simulate different nonlinear time series by changing the error of the series. The datasets were predicted by Artificial Neural Network, Multilayer Perceptron, and the forecast errors were monitored by Cumulative Sum Tracking Signals. Different from many studies published in the area, the statistical methodology of Design of Experiments was applied to evaluate the tracking signals based on Average Run Length. After, the methodology was applied in data based on total oil and grease and it was compared with the application of other traditional methodologies. The results showed that the proposed prediction methodology is an effective way to detect bias in the process when an error is introduced in the nonlinear time series because the mean and the standard deviation of the error have a significant impact on the Average Run Length. This study contributes to a discussion about time series prediction methodology since this new technique could be widely used in several areas to improve forecast accuracy.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Doutorado - Engenharia de ProduçãoUNIFEIBrasilIEPG - Instituto de Engenharia de Produção e GestãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUÇÃOSéries temporais não linearesPrevisão de séries temporaisRedes neuraisSinais de rastreamentoPlanejamento de ExperimentosPrevisão de séries temporais não lineares baseada em redes neurais e sinais de rastreamentoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisCOSTA, Antônio Fernando Brancohttp://lattes.cnpq.br/6100382011052492BALESTRASSI, Pedro Paulohttp://lattes.cnpq.br/8999535447828760http://lattes.cnpq.br/7854890221145862BIANCHESI, Natália Maria PugginaBIANCHESI, Natália Maria Puggina Previsão de séries temporais não lineares baseada em redes neurais e sinais de rastreamento. 2022. 83 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3730/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALTese_2023019.pdfTese_2023019.pdfapplication/pdf1743790https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3730/1/Tese_2023019.pdfc5c2b6bcf224fc7b0e9fbe8ed4b4329aMD51123456789/37302023-06-02 14:04:37.902oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442023-06-02T17:04:37Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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