Em Sequência: Bolas de Boliche Seguem Quatro Fases de Movimento, Revela a Análise Estatística

Ao analisar uma regulamentação contestada, o U.S. Bowling Congress, usando o Minitab Statistical Software, descobriu um estágio desconhecido na trajetória de uma bola na pista.

07.11.11

ARLINGTON, Texas — Quando pesquisadores do U.S. Bowling Congress (USBC) se dispuseram a analisar uma especificação para um peso estático em bolas de boliche, eles não esperavam redefinir o modo como as bolas percorrem a pista de boliche.

Mas um experimento projetado e uma análise estatística feita com o Minitab Statistical Software revelou uma fase anteriormente desconhecida do movimento da bola de boliche, dando aos pesquisadores um novo conjunto de perguntas a buscar—e fornecendo ao USBC uma evidência sólida de que manter a especificação, ajudaria a manter o boliche um esporte justo.
O projeto está detalhado nos documentos disponíveis através do Minitab, LLC. e por meio do USBC nos seus sites respectivos.

Cerca de 70 milhões de norteamericanos vão às pistas cada ano, tornando o boliche o quinto esporte mais popular nos Estados Unidos. Mais de 2 milhões de pessoas estão inscritas em uma liga certificada pelo U.S. Bowling Congress e eles levam seu esporte a sério.  Muitos gastam mais de US$300 em bolas de boliche de alto desempenho.

As regulamentações do USBC foram projetadas para manter o jogo justo e para proteger o investimento que os jogadores fazem em equipamentos. Uma das especificações trata-se do "peso estático", o qual afeta o equilíbrio da bola.

Depois que a pesquisa indicou que o peso estático indicava apenas um efeito mínimo no movimento da bola, muitos na comunidade de boliche pediram pelo aumento da permissão do peso estático máximo ou pela eliminação da especificação como um todo.

Mas alterar a regulamentação é uma decisão muito importante, por isso os engenheiros de pesquisa do USBC decidiram olhar mais de perto como o peso estático afeta o movimento da bola. Eles usaram o Minitab para projetar um experimento eficiente e, em seguida, para analisar os dados reunidos.  

O Minitab é o software líder para a melhoria da qualidade e ensino de estatística no mundo inteiro.  Milhares de empresas usam o Minitab para analisar dados para programas de aperfeiçoamento da qualidade, e mais de 4.000 faculdades e universidades usam o programa para o ensino e a pesquisa.

A equipe — liderada por Nicki Mours, engenheira de pesquisa, trabalhou no International Training and Research Center do USBC em Arlington, Texas, o qual inclui equipamento especializado incluindo um robô jogador de boliche chamado E.A.R.L. (Lançador Robótico Automatizado e Melhorado) e um sistema de rastreamento computadorizado altamente sofisticado conhecido como Super CATS.

A equipe identificou seis fatores de parâmetro de peso e jogador estáticos distintos para analisar. Testar um fator de cada fez seria proibitivamente dispendioso e demorado, portanto a equipe usou recursos do Design of Experiment (DOE) do Minitab. O DOE permite que investigadores alterem vários fatores e, então, usem estatísticas para determinar qual tem efeitos significativos, reduzindo o número de execuções necessárias para reunir dados.

Usando o Minitab, a equipe criou um experimento projetado com seis fatores metade fracional com 32 execuções, cada uma usada para combinações diferentes de configurações de fator. Duas bolas de boliche criadas especialmente foram usadas para as execuções de teste, uma com um núcleo simétrico e outra com um núcleo assimétrico. Cada execução foi conduzida na mesma pista, com controles restritos para manter a temperatura ambiente, temperatura de superfície da pista e consistência de umidade da sala.

Quando Mours e sua equipe analisaram os dados coletados, eles tiveram uma grande surpresa.

Uma pesquisa anterior identificou três fases distintas e previsíveis matematicamente do movimento da bola de boliche e o peso estático aparentou ter muito pouca influência nessas fases do movimento da bola. Mas a análise do Minitab mostrou que o peso estático poderia resultar em uma quarta fase da movimento anteriormente não identificada.

Para entender melhor o impacto prático dessa quarta fase, os pesquisadores fizeram um segundo experimento para determinar se a quarta fase ocorreu em qualquer um dos seis possíveis pesos estáticos. Usando o Minitab, eles criaram um DOE da superfície de resposta compreendendo 15 execuções. Projetos de superfície de resposta permitem que pesquisadores modelem a curvatura em uma resposta, o que é muito útil para observar como as alterações nas variáveis de entrada influenciam uma resposta.

Após a análise de resultados do segundo experimento, Mours e sua equipe concluíram que se os limites de peso estático do USBC fossem eliminados ou aumentados, os parâmetros poderiam ser combinados para aumentar um ângulo de entrada da bola de boliche nos pinos.

Em outras palavras, spares de pino único ou de lado direito poderiam ser convertidos usando uma bola com características de peso estático que redirecionasse a bola em direção aos pinos sem nenhuma influência adicional das habilidades dos jogadores de boliche.

Levando em consideração essa análise, o USBC manteve suas especificações de limites de peso estático nas bolas de boliche. "Nossa pesquisa provou que os limites atuais de peso estático do USBC ainda estão válidos, mesmo nessa época de bolas de boliche de alta tecnologia", diz Neil Stremmel, diretor geral do National Governing Body do USBC.

Enquanto isso, Mours continua a conduzir pesquisar adicionais sobre o peso estático e vários outros fatores que afetam o desempenho do equipamento de boliche e ela continuar a usar o Minitab para analisar seus dados.

O caso de estudo do Minitab pode ser encontrado em A bola: O U.S. Bowling Congress e o relatório do USBC sobre esse projeto está disponível em  http://usbcongress.http.internapcdn.net/usbcongress/bowl/equipandspecs/pdfs/2011StaticWeightsStudy.pdf

Sobre o Minitab

A Minitab, LLC. é um dos desenvolvedores líderes de software de aprimoramento de processos e análise estatística para usuários acadêmicos e comerciais. O Minitab Statistical Software é a ferramenta de análise de dados preferida de empresas de todos os tamanhos e é usada em mais de 80 países por milhares de empresas diferentes, como Toshiba, DuPont, Boeing, Royal Bank of Scotland, Nestlé e consultores líderes em Six Sigma. Ele tem sido usado para implementar praticamente todas as iniciativas importantes de aprimoramento de qualidade Six Sigma e ensinar em mais de 4 mil faculdades e universidades em todo o mundo.

O Quality Companion do Minitab é o pacote que profissionais usam para planejar e executar projetos Six Sigma em empresas em todo o mundo, incluindo Xerox, ITT Industries, Providence Health System, Nissan North America e LexisNexis.

O Quality Trainer by Minitab oferece acesso fácil a experiência em estatísticas de qualidade sempre que necessário. Esse curso de aprendizado online baseado em assinatura permite aprender ou atualizar o conhecimento a qualquer momento, e ajuda o Minitab a aplicar a estatística adequadamente. Lições interativas com base em problemas reais facilitam o aprendizado dos conceitos.

A Minitab, LLC. tem sede em State College, Pensilvânia, e opera escritórios no Reino Unido, na França e na Austrália, além de ter representantes em todo o mundo. Para obter mais informações, visite www.minitab.com

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