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Como obter eficiência na formulação de borracha utilizando a análise estatística

Taku Yamamoto convenceu o Centro Técnico da Bridgestone a expandir o uso do JMP® em todo o Japão a fim de acelerar o processo de desenvolvimento

Bridgestone

DesafioOtimizar o desenvolvimento de produtos utilizando dados novos e históricos; projetar experimentos mais funcionais para conjuntos de dados complexos.
SoluçãoImplementar o JMP em toda a organização, utilizando dados para desenvolver novas formulações de borracha de alto desempenho e otimizar processos de produção para os pneus Bridgestone.
ResultadosRedução do tempo necessário para analisar e explorar os dados. Novos produtos agora em testes têm uma pontuação mais elevada em tração, longevidade, eficiência de combustível e robustez.

Desde sua criação na província japonesa de Fukuoka em 1931, a Bridgestone tem sido um modelo da tecnologia e inovação japonesa. O fundador, Shojiro Ishibashi, esforçou-se para fabricar seus pneus de borracha com engenhosidade própria, renunciando a oportunidade de replicar a tecnologia europeia ou norte-americana existente. Hoje em dia, opera como uma corporação multinacional com mais de 180 unidades de produção e pesquisa e desenvolvimento distribuídas por 27 países.

No entanto, a Bridgestone não está desfrutando das conquistas alcançadas. A inovação e o desenvolvimento de produtos continuam a frente de seu trabalho. A Bridgestone não apenas fabrica pneus convencionais para veículos; ela também cria uma nova tecnologia de pneus de última geração para aeronaves, veículos de mineração em larga escala e motocicletas. Além de pneus, a Bridgestone tem operações diversificadas que englobam componentes automotivos, produtos industriais, produtos de espuma de poliuretano, materiais de construção, peças de equipamentos eletrônicos, bicicletas e artigos esportivos.

Criação de um diálogo entre departamentos internacionais

Os pneus modernos são, geralmente, feitos de uma combinação de borracha sintética, borracha natural, tecido e fios, juntamente com negro de fumo e outros compostos químicos. Os tipos de carbonos e compostos químicos adicionados à borracha variam de um produto para outro, o que afeta o desempenho, o custo e a durabilidade. A Bridgestone está sempre desenvolvendo novos compostos de borracha, cada um deles adaptado às necessidades específicas do produto final; por exemplo, um carro de corrida de alta velocidade exigirá um pneu leve projetado para durar menos de uma única corrida, enquanto o pneu de um trator de alta resistência deve suportar uma carga pesada e durar muito mais tempo.

Um desafio comum aos fabricantes multinacionais com muitas unidades ao redor do mundo é a unificação de procedimentos e o estabelecimento de um diálogo entre colegas internacionais. Diferentes unidades realizam pesquisa e desenvolvimento usando diferentes ferramentas e softwares e, embora isso não seja um problema propriamente dito, pode significar que algumas unidades estão anos-luz à frente no que se refere a resultados. Isso foi o que Taku Yamamoto, da Unidade de Desenvolvimento de Métodos de Avaliação e do Departamento de Desenvolvimento Avançado de Materiais para Pneus, no Centro Técnico da Bridgestone em Tóquio, descobriu quando assumiu uma tarefa temporária em uma das unidades de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) da Bridgestone nos EUA.

Com formação em bioquímica e coordenação química, Yamamoto tem trabalhado para a Bridgestone no Japão desde a sua graduação na faculdade, desenvolvendo materiais para borracha. Quando chegou aos EUA em 2014, seu objetivo era observar como os pesquisadores do departamento americano de P&D utilizavam a análise estatística para refinar a forma como planejavam os experimentos, assim como comparar esses métodos com seu próprio departamento em Tóquio. “Tive o meu primeiro encontro com o JMP nos EUA”, explica Yamamoto. “Eles o estavam usando em um projeto de mistura; analisando o que e quanto precisava ser misturado na formulação da borracha. E, para isso, estavam aplicando o recurso de Planejamento de Experimentos do JMP.”

A experiência com o JMP no exterior ajudou a determinar o que deveria ser aprimorado para melhorar a eficiência no seu país

Yamamoto não tinha experiência prévia no uso do JMP, mas assumiu consigo mesmo o compromisso de aprender o máximo possível durante sua longa visita à América do Norte. “Precisava brincar um pouco com o JMP sozinho, e esse foi o meu primeiro desafio”, ressalta ele. Enquanto observava como seus colegas americanos conseguiam simplificar seus processos, Yamamoto viu, em primeira mão, como o JMP tornava o processamento de dados mais fácil e mais acessível a quem não era estatístico. “Com o JMP, os resultados podem ser vivenciados de forma dinâmica”, explica Yamamoto. “Nós não apenas transmitimos os resultados; em vez disso, podemos, antes de mais nada, fazer as pessoas experimentarem como chegamos a esses resultados.”

Após retornar ao Japão, Yamamoto tinha certeza de que precisava convencer a gerência de Tóquio a adotar uma abordagem semelhante de P&D, mas obter o apoio deles não era tão simples. Seu gerente estava preocupado com o custo e, como jamais havia testado o JMP, ele também não tinha certeza de como a análise estatística ajudaria a aumentar a eficiência na experimentação. Mas Yamamoto estava pronto. Ele conseguiu demonstrar que os dados que a Bridgestone já tinha, originados de experimentos anteriores, poderiam ajudá-lo a transformar futuros processos experimentais, de uma forma que economizaria tempo e dinheiro. “Mesmo que você não crie o experimento sozinho, é possível utilizar dados anteriores para aprender coisas importantes”, observa ele. “Sem nem mesmo realizar um experimento físico, você consegue chegar a uma conclusão. O JMP extrai resultados práticos e quantitativos a partir de qualquer conjunto de dados.”


“É tudo uma questão de conectar a P&D à produção, criando processos por meio dos quais possamos preparar a mesma receita todas as vezes”.

Taku Yamamoto, Unidade de Desenvolvimento de Métodos de Avaliação

Expandindo o uso da análise estatística para criar formulações de borracha mais eficientes

“A mistura de formulações é bastante complicada. Nós aprendemos que podemos alcançar um melhor desempenho com misturas muito mais complexas. Usamos mais de 10 tipos de materiais na composição dos pneus, e desenvolvemos com foco em apenas alguns componentes de um determinado grupo químico, até chegarmos aos tipos variados e complicados”, Yamamoto explica. “Se uma mistura tiver apenas três componentes, é fácil imaginar quanto de cada ingrediente deve ser adicionado e quando. Mas se houver seis ou mais compostos, realmente não é possível imaginar qual será o resultado final. Você precisa de um computador para simular os resultados.”

Enfim, o gerente da Yamamoto se convenceu quando reconheceu o valor de implementar o uso em larga escala de uma ferramenta versátil como o JMP. “Primeiramente, ele gostou das estatísticas e da programação”, diz Yamamoto, “e talvez ainda mais importante, a perspectiva da eficiência que a equipe dos EUA estava alcançando”.

Inicialmente, o uso do JMP para o projeto de misturas foi testado na própria unidade de Yamamoto – durante aproximadamente seis meses, ele era o único titular da licença – e por fim, se estendeu a toda a organização. “Começamos até mesmo a usar o produto para fins de desenvolvimento”, acrescenta. “Na verdade, já desenvolvemos um novo e interessante protótipo de pneus utilizando os métodos analíticos no JMP. Eu projetei a formulação de misturas e agora já estamos realizando testes com o pneu em estradas.”

Expandindo o uso do software estatístico no setor de Pesquisa e Desenvolvimento e nas unidades de produção

Após os primeiros sucessos, a abordagem estatística ganhou maior força. “No departamento de matérias-primas e de projetos de compostos, agora temos quase 40 usuários do JMP”, declara Yamamoto. Eles usam principalmente aplicativos para DOE, Desenvolvedor de Gráficos e múltiplos recursos de regressão, e Yamamoto observou aprimoramentos quantificáveis no tempo de processamento e outros tipos de eficiência semelhantes às obtidas na unidade de P&D dos EUA que ele visitou. O passo seguinte? Yamamoto enfatiza que “é tudo uma questão de conectar a P&D à produção, criando processos por meio dos quais possamos preparar a mesma receita todas as vezes”.

Enquanto isso, Yamamoto está desfrutando da eficiência que conseguiu introduzir. E com o apoio de sua equipe e da gerência, ele continuará a explorar todas as facetas que o JMP tem a oferecer e usar essas soluções para otimizar ainda mais os processos da Bridgestone.

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