MST 564 Statistical Reliability [Kebolehpercayaan Statistik]

Similar documents
MAT 263 PROBABILITY THEORY [Teori Kebarangkalian]

MAT Calculus [Kalkulus]

EEE 228 ISYARAT DAN SISTEM

MST 564 Statistical Reliability [Kebolehpercayaan Statistik]

MGM 562 Probability Theory [Teori Kebarangkalian]

EEM 423 KEJURUTERAAN KEBOLEHPERCAYAAN

MAA 101 Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

MAT 263 Probability Theory [Teori Kebarangkalian]

EME 411 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MST 565 Linear Models [Model Linear]

MST 565 Linear Model [Model Linear]

EEE 208 TEORI LITAR II

MAT Calculus [Kalkulus]

MAA Calculus for Science Students I [Kalkulus untuk Pelajar Sains I]

MSS 317 Coding Theory [Teori Pengekodan]

MSG 356 Mathematical Programming [Pengaturcaraan Matematik]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAT 101 Calculus [ Kalkulus]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CIT562 Bioinformatics Computing [Perkomputeran Bioinformatik]

MAT111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT115 Mathematical Methods for Computer Science [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

MAT 101 Calculus [ Kalkulus] Duration : 3 hours [Masa : 3 jam]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS513 Computer Vision and Image Analysis [Penglihatan Komputer dan Analisis Imej]

MAT 111 Linear Algebra [Aljabar Linear]

MAT 223 DIFFERENTIAL EQUATIONS I [Persamaan Pembezaan I]

MAT 202 Introduction to Analysis [ Pengantar Analisis]

MAT 518 Numerical Methods for Differential Equations [Kaedah Berangka untuk Persamaan Pembezaan]

ESA 380/3 Orbital Mechanics Mekanik Orbit

CPT115 Mathematical Methods for Computer Sciences [Kaedah Matematik bagi Sains Komputer]

EMH 451 Numerical Methods For Engineers [Kaedah Berangka Untuk Jurutera]

MAA 111 Algebra for Science Students [Aljabar untuk Pelajar Sains]

MAT 222 Differential Equations II [Persamaan Pembezaan II]

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

MST 562 Stochastic Processes [Proses Stokastik]

MAT Linear Algebra [Aljabar Linear]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

IUK 191E - Mathematic I [Matematik I]

IMK 308 Food Preservation Principles [Prinsip Pengawetan Makanan]

INSTRUCTION: This section consists of FOUR (4) structured questions. Answer TWO (2) questions. only.

EXAMINATION FOR THE DEGREE OF BACHELOR OF SCIENCE WITH EDUCATION PEPERIKSAAN IJAZAH SARJANA MUDA SAINS DENGAN PENDIDIKAN

MGM 502 Number Theory [Teori Nombor]

EAA211 Engineering Mathematics for Civil Engineers [Matematik Kejuruteraan untuk Jurutera Awam]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

MSG 389 Engineering Computation II [Pengiraan Kejuruteraan II]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CCS511 Evolutionary Computing [Perkomputeran Berevolusi]

IUK 107 CHEMISTRY FOR TECHNOLOGIST [KIMIA UNTUK TEKNOLOGIS]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

REG 363 Site Investigation (Kajian Tapak)

MGM 531 Euclidean Geometry [Geometri Euklidan]

IEK 108 PROCESS FLUID MECHANICS [MEKANIK BENDALIR PROSES]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEM 352 REKABENTUK MEKATRONIK II

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT112 Discrete Structures [Struktur Diskret]

IWK 302 Wood Engineering [Kejuruteraan Kayu]

IEK 212 PROCESS HEAT TRANSFER [PEMINDAHAN HABA PROSES]

IEK 108 PROCESS FLUID MECHANICS [MEKANIK BENDALIR PROSES]

IEK PROCESS HEAT TRANSFER [PEMINDAHAN HABA PROSES]

BST 203/3 Population and Community Ecology [Ekologi Populasi dan Komuniti]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT443 Automata Theory & Formal Languages [Teori Automata & Bahasa Formal]

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

EPP 322 Advanced Manufacturing Process [Proses Pembuatan Termaju]

ESA 367/2 Flight Stability & Control I Kestabilan & Kawalan Penerbangan I

-1- UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Second Semester Examination Academic Session 2009/2010. April/May 2010

IWK 302 WOOD ENGINEERING [KEJURUTERAAN KAYU]

ESA 380/3 Orbital Mechanics [Mekanik Orbit]

ESA 368/3 High Speed Aerodynamics Aerodinamik Berkelajuan Tinggi

MGM 562 Probability Theory [Teori Kebarangkalian]

MAT 100 Foundation Mathematics [Asas Matematik]

ESA 382/3 Spacecraft Subsystem Design Rekabentuk Subsistem Kapal Angkasa

Jawab soalan mengikut arahan yang diberikan dalam setiap bahagian. Questions should be answered according to the instructions given in each section.

EAS151 Statics and Dynamics [Statik dan Dinamik]

EME 451/3 Computational Fluid Dynamics Pengkomputeran Dinamik Bendalir

(Kertas soalan ini mengandungi 3 soalan dalam 11 halaman yang bercetak) (This question paper consists of 3 questions on 11 printed pages)

(Kertas soalan ini mengandungi 10 soalan dalam 5 halaman yang dicetak) (This question paper consists of 10 questions on 5 printed pages)

Answer all questions Jawab semua soalan [80 marks] [80 markah] f(x)

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA EEE 354 SISTEM KAWALAN DIGIT

MAT Calculus [Kalkulus]

EMH 211 Thermodynamics [Termodinamik]

ESA461/2 Flight Stability and Control II [Kawalan dan Kestabilan Pesawat II]

KOT 222 Organic Chemistry II [Kimia Organik II]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

MSG 388 Mathematical Algorithms for Computer Graphics [Algoritma Matematik untuk Grafik Komputer]

Arahan : Jawab semua soalan. Instructions: Answer all questions.

MGM551 - Operations Research [ Penyelidikan Operasi]

BST 203E/3 - Community and Population Ecology BST 203E13 - Ekologi Populasi dan Komuniti

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. Supplementary Semester Examination Academic Session 2004/2005. May IUK 291E - Mathematic I1 [Matematik II]

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA. CPT244 Artificial Intelligence [Kecerdasan Buatan]

PANITIA BIOLOGI DAERAH SEPANG PEPERIKSAAN PERCUBAAN SIJIL PELAJARAN MALAYSIA BIOLOGI KERTAS 3 Satu jam tiga puluh minit

EMH 451/3 Numerical Methods For Engineers Kaedah Berangka Untuk Jurutera

(This question paper consists of 12 questions on 6 printed pages) (Kertas soalan ini mengandungi 12 soalan dalam 6 halaman yang dicetak)

EAS 254E/3 Structural Analysis (Analisis Struktur)

Fakulti Kejuruteraan Petroleum dan Kejuruteraan Tenaga Diperbaharui

KAT 347 Electroanalytical Methods [Kaedah Elektroanalisis]

(Kertas soalan ini mengandungi 7 soalan dalam 8 halaman yang bercetak) (This question paper consists of 7 questions on 8 printed pages)

ESA 343/2 Aircraft Aerodynamics [Aerodinamik Pesawat]

KOT 222 Organic Chemistry II [Kimia Organik II]

IMG 204 Instrumental Analysis Of Food [Analisis Peralatan Makanan]

Transcription:

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA Firs Semeser Examinaion 2009/2010 Academic Session November 2009 MST 564 Saisical Reliabiliy [Kebolehpercayaan Saisik] Duraion : 3 hours [Masa : 3 jam] Please check ha his examinaion paper consiss of THIRTEEN pages of prined maerial before you begin he examinaion. [Sila pasikan bahawa keras peperiksaan ini mengandungi TIGA BELAS muka sura yang berceak sebelum anda memulakan peperiksaan ini.] Insrucions: [Arahan: Answer all four [4] quesions. Jawab semua empa [4] soalan.] In he even of any discrepancies, he English version shall be used. [Sekiranya erdapa sebarang percanggahan pada soalan peperiksaan, versi Bahasa Inggeris hendaklah diguna pakai]. 2/-

2 [MST 564] 1. (a) There are four relaed probabiliy funcions in describing lifeime disribuions. Each of hese funcions can be used o compue reliabiliies, bu hey offer four differen perspecives. Specifying any one of hese funcions will uniquely and compleely characerize he failure or survival process. Name he four funcions. Describe each of he funcions. Give an example o illusrae he funcions. The bahub curve characerizes human moraliy and engineering failures. Summarize he disinguishing feaures of he bahub curve. Draw a picure o illusrae he curve. A simplified form of he bahub curve is based upon linear and consan hazard raes: () c c0 c 1 0 c c 0 0 c1 c ( ) 2 0 0 0 1 Find R ( ). [100 marks] 2. (a) For a hree-parameer Weibull disribuion wih 1.54 hr, 8500, and 0 50 hr, find he following: R (150 hr) MTTF median (iv) The design life for a reliabiliy of 0.98...3/-

3 [MST 564] 1. (a) Terdapa empa fungsi kebarangkalian yang berkaian dalam menghuraikan aburan-aburan masahaya. Seiap fungsi ini dapa mengira kebolehpercayaan, eapi mereka memberi perspekif yang berbeza. Memperincikana sebarang fungsi ini akan mencirikan proses gagal aau hidup secara unik dan lengkap. Namakan empa fungsi ini. Huraikan seiap fungsi ini. Berikan sau conoh unuk mengilusrasi fungsi ini. Lengkungan bahub mencirikan moralii manusia dan kegagalan kejurueraan. Perihalkan ciri-ciri pening bagi lengkungan bahub. Lukis suau gambar unuk mengilusrasi lengkungan iu. Sau benuk yang mudah bagi lengkungan bahub adalah berdasarkan pada kadar-kadar bahaya linear dan raa: () Cari R ( ). c c0 c 1 0 c c 0 0 c1 c ( ) 2 0 0 0 1 [100 markah] 2. (a) Bagi suau aburan Weibull iga-parameer dengan 1.54 jam, 8500, dan 0 50 jam, cari yang beriku: R (150 jam) MTTF median (iv) Haya rekabenuk bagi suau kebolehpercayaan 0.98...4/-

4 [MST 564] The failure rae on a new brake drum design is esimaed o be 6 4 ( ) 1.2 10 exp(10 ) per se, where is in kilomeers of normal driving. Fory vehicles are each es-driven for 15,000 km. How many failures are expeced, assuming ha he vehicles wih failed drives are removed from he es? Wha is he probabiliy ha more han wo vehicles will fail? Skech he survival funcion for an exponenial random variable wih mean ime o failure of 10 hours. Deermine he probabiliy ha a componen having his survival funcion will operae a leas 20 hours before failure. [100 marks] 3. (a) The survival imes (in days afer ransplan) for he original n 69 members of he Sanford Hear Transplan Program (see Crowley and Hu, 1977) were as follows: Table 2. Survival Time Afer Hear Transplan (Days) 15 3 624 46 127 64 1350 280 23 10 1024 39 730 136 1775 1 836 60 1536 1549 54 47 51 1367 1264 44 994 51 1106 897 253 147 51 875 322 838 65 815 551 66 228 65 660 25 589 592 63 12 499 305 29 456 439 48 297 389 50 339 68 26 30 237 161 14 167 110 13 1 1 (Source: Crowley, J. and Hu, M. (1977). The Covariance Analysis of Hear Transplan Daa. Journal of he American Saisical Associaion, 72, 27-36) Obain he bes fi parameers for he fied disribuion. Wha are your conclusions abou he survival disribuion of hese paiens?...5/-

5 [MST 564] Kadar kegagalan bagi rekabenuk brake drum yang baru dianggar 6 4 ( ) 1.2 10 exp(10 ) bagi sau se, di mana adalah dalam kilomeer bagi pemanduan biasa. Empa puluh buah kenderaan dipandu uji unuk 15,000 km. Berapa banyak kegagalan dijangka, diberi andaian bahawa kenderaan yang gagal dikeluarkan dari ujian? Apakah kebarangkalian bahawa lebih daripada dua kenderaan akan gagal? Lakar fungsi survival bagi pemboleh ubah rawak eksponen dengan min masa kegagalan (MTTF) 10 jam. Dapakan kebarangkalian bahawa sebuah komponen yang mempunyai fungsi survival ini akan berfungsi sekurang-kurangnya 20 jam sebelum kegagalan. [100 marks] 3. (a) Masa-masa survival (dalam hari selepas pemindahan) bagi n 69 pesaki yang asal unuk Program Transplan Janung Sanford (liha Crowley and Hu, 1977) adalah seperi yang beriku: Jadual 2. Masa Survival Selepas Transplan Janung (Hari) 15 3 624 46 127 64 1350 280 23 10 1024 39 730 136 1775 1 836 60 1536 1549 54 47 51 1367 1264 44 994 51 1106 897 253 147 51 875 322 838 65 815 551 66 228 65 660 25 589 592 63 12 499 305 29 456 439 48 297 389 50 339 68 26 30 237 161 14 167 110 13 1 1 (Sumber: Crowley, J. and Hu, M. (1977). The Covariance Analysis of Hear Transplan Daa. Journal of he American Saisical Associaion, 72, 27-36) Dapakan parameer yang paling sesuai bagi aburan yang disuai. Apakah kesimpulan anda enang aburan survival bagi pesaki-pesaki ini?...6/-

6 [MST 564] The daa given below are survival imes T i (in monhs) afer an operaion: 8, 1, 7, 7, 4, 5, 7, 5, 6, 3 Calculae by hand he Kaplan-Meier esimae of survival S ˆ( ). Skech he Kaplan-Meier curve and mark he censored daa. According o he Kaplan-Meier esimae, how large is he probabiliy ha a paien survives a leas half a year? When do you use non-parameric or parameric mehods o esimae he survival and hazard funcions? Wha are he srenghs and weaknesses of hese wo mehods? [100 marks] 4. (a) Wha are he reasons for modeling survival daa? Describe he Proporional Hazards Model which is a basic model for survival daa. (d) Are here differences beween he Acceleraed Failure Time (AFT) Model and he usual Linear Regression Model? If here are differences, wha are hey? Discuss wo AFT models and heir implicaions for hazard funcions. Surgical reamen of ovarian cancer may be followed by a course of chemoherapy. Consider a clinical rial which involved 26 women wih minimal residual disease and who had experienced surgical excision of all umour masses greaer han 2 cm in diameer. Following surgery, he paiens were furher classified according o wheher he residual disease was compleely or parially excised. The age of he paien and heir performance saus were also recorded a he sar of he rial. The response variable was he survival ime in days following randomizaion o one or oher of he wo chemoherapy reamens: cyclophosphamide alone (single) and cyclophosphamide combined wih adriamycin (combined). The variables in he daa se are herefore as follows: TIME: Survival ime in days CENS: Censoring indicaor (0=censored, 1=uncensored) TREAT: Treamen (1=single, 2=combined) AGE: Age of paien in years RDISEASE: Exen of residual disease (1=incomplee, 2=complee) PERF: Performance saus (1=good, 2=poor) The daa are given in Table 4(d)....7/-

7 [MST 564] Daa yang diberi di bawah adalah masa-masa survival T i (dalam bulan) selepas suau pembedahan: 8, 1, 7, 7, 4, 5, 7, 5, 6, 3 Hiung secara manual anggaran Kaplan-Meier bagi survival ˆ( ). S Lakar lengkungan Kaplan-Meier dan andakan daa erapis. Mengiku anggaran Kaplan-Meier, berapa besar kebarangkalian bahawa seorang pesaki hidup sekurangkurangnya seengah ahun? Bilakah anda menggunakan kaedah-kaedah ak berparameer aau berparameer unuk menganggar fungsi-fungsi survival dan hazard? Apakah kebaikan dan kekurangan kedua-dua kaedah ini? [100 markah] 4. (a) Apakah sebab-sebab bagi pemodelan daa survival? Huraikan Model Bahaya Berkadaran yang merupakan model asas bagi daa survival. (d) Adakah erdapa perbezaan anara Model Masa Kegagalan Terpecu (AFT) dan Model Regresi Linear yang biasa? Jika ada, apakah perbezaannya? Bincangkan dua model (AFT) dan implikasinya bagi fungsi hazard. Rawaan surgeri bagi kanser ovari boleh diikui dengan sau kursus kemoerapi Perimbangkan suau cubaan klinikal yang melibakan 26 orang wania dengan penyaki reja minimal dan yang mengalami pemoongan surgeri bagi semua umor yang melebihi garis pusa 2 senimeer. Selepas pembedahan, pesaki-pesaki dikelaskan lagi mengiku sama ada penyaki reja iu dipoong secara lengkap aau idak lengkap. Umur pesaki dan presasinya dicaa pada awal percubaan. Pemboleh ubah sambuan ialah masa survival dalam hari mengiku proses rawakan bagi dua rawaan chemoerapi. Pemboleh ubah dalam se daa adalah seperi beriku: TIME: CENS: TREAT: AGE: RDISEASE: PERF: Masa survival dalam hari Peunjuk apis (0=erapis, 1=ak erapis) Rawaan (1=unggal, 2=kombinasi) Umur pesaki dalam ahun Sejauh mana penyaki reja merebak (1=idak lengkap, 2=lengkap) Saus presasi (1=baik, 2=lemah) Daa diberi dalam Jadual 4(d)....8/-

8 [MST 564] Table 4(d). Survival Times of 26 Ovarian Cancer Paiens. Paien TIME CENS TREAT AGE RDISEASE PERF 1 156 1 1 66 2 2 2 1040 0 1 38 2 2 3 59 1 1 72 2 1 4 421 0 2 53 2 1 5 329 1 1 43 2 1 6 769 0 2 59 2 2 7 365 1 2 64 2 1 8 770 0 2 57 2 1 9 1227 0 2 59 1 2 10 268 1 1 74 2 2 11 475 1 2 59 2 2 12 1129 0 2 53 1 1 13 464 1 2 56 2 2 14 1206 0 2 44 2 1 15 638 1 1 56 1 2 16 563 1 2 55 1 2 17 1106 0 1 44 1 1 18 431 1 1 50 2 1 19 855 0 1 43 1 2 20 803 0 1 39 1 1 21 115 1 1 74 2 1 22 744 0 2 50 1 1 23 477 0 1 64 2 1 24 448 0 1 56 1 2 25 353 1 2 63 1 2 26 377 0 2 58 1 1 (iv) In modelling he daa in Table 4(d), fi a range of models o hese daa. Which model is mos saisfacory? Give your jusificaion. Then idenify which prognosic facors are associaed wih he survival imes of he paiens. Wha is your conclusion? Is here a difference in he effec of he wo chemoherapy reamens on he hazard of deah? If here is a reamen difference, is i consisen over age? Obain he esimaed median survival ime for paiens of a given age on a given reamen. [100 marks]...9/-

9 [MST 564] Table 4(d). Masa Survival bagi 26 Pesaki Kanser Ovari. Paien TIME CENS TREAT AGE RDISEASE PERF 1 156 1 1 66 2 2 2 1040 0 1 38 2 2 3 59 1 1 72 2 1 4 421 0 2 53 2 1 5 329 1 1 43 2 1 6 769 0 2 59 2 2 7 365 1 2 64 2 1 8 770 0 2 57 2 1 9 1227 0 2 59 1 2 10 268 1 1 74 2 2 11 475 1 2 59 2 2 12 1129 0 2 53 1 1 13 464 1 2 56 2 2 14 1206 0 2 44 2 1 15 638 1 1 56 1 2 16 563 1 2 55 1 2 17 1106 0 1 44 1 1 18 431 1 1 50 2 1 19 855 0 1 43 1 2 20 803 0 1 39 1 1 21 115 1 1 74 2 1 22 744 0 2 50 1 1 23 477 0 1 64 2 1 24 448 0 1 56 1 2 25 353 1 2 63 1 2 26 377 0 2 58 1 1 (iv) Dalam pemodelan daa dalam Jadual 4(d), suaikan beberapa model kepada daa ini. Model manakah yang paling memuaskan? Beri jusifikasi anda. Kemudian kenalpasi fakor-fakor prognosik yang berkenaan dengan masa survival bagi pesaki. Apakah kesimpulan anda? Adakah erdapa perbezaan dalam kesan bagi dua rawaan chemoerapi pada hazard kemaian? Jika erdapa perbezaan rawaan, adakah ia konsisen dengan umur? Dapakan aggaran median masa survival bagi pesaki diberi umur dan rawaan. [100 markah]...10/-

10 [MST 564] APPENDIX Summary of Reliabiliy Formulae F( ) f ( ) d 0 R( ) 1 F( ) df( ) dr( ) f () d d f () h () R () H( ) h( ) d 0 R() e H () H( ) ln R( ) MTTF f ( ) d R( ) d 0 0...11/-

11 [MST 564] APPENDIX (cond) Summary of Reliabiliy Formulae (cond) Lifeime following an Exponenial Disribuion: f () e F( ) 1e R() e h () H() 1 MTTF Lifeime following a Weibull Disribuion: f 1 ( ) exp F( ) 1e R() e h() 1 H () 1 MTTF 1 Design Life ( ln R) R 1/...12/-

12 [MST 564] APPENDIX (cond) Summary of Reliabiliy Formulae (cond) Lifeime following a Normal Disribuion: 2 1 1 ( ) f ( ) exp 2 2 2 F () R ( ) 1 f () h () 1 Lifeime following a Lognormal Disribuion: 2 1 1 f ( ) exp 2 ln 2 s 2s median 1 F ( ) ln s median 1 R ( ) 1 ln s median 2 s MTTF median exp 2 R median 1R exp sz...13/-

13 [MST 564] - ooo O ooo -