PROJETO DO PRODUTO
Preencha a ficha de cadastro no final deste livro e receba gratuitamente informações sobre os lançamentos e as promoções da Elsevier. Consulte também nosso catálogo completo, últimos lançamentos e serviços exclusivos no site www.elsevier.com.br
Eduardo Romeiro Filho (coordenador)
Cristiano Vasconcellos Ferreira Paulo Augusto Cauchick Miguel Reidson Pereira Gouvinhas Ricardo Manfredi Naveiro
PROJETO DO PRODUTO
ABEPRO
© 2010, Elsevier Editora Ltda. Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei no 9.610, de 19/02/1998. Nenhuma parte deste livro, sem autorização prévia por escrito da editora, poderá ser reproduzida ou transmitida sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravação ou quaisquer outros.
Copidesque: Ivone Teixeira Revisão: Marco Antônio Corrêa Editoração Eletrônica: SBNIGRI Artes e Textos Ltda. Elsevier Editora Ltda. Conhecimento sem Fronteiras Rua Sete de Setembro, 111 – 16 o andar 20050-006 – Centro – Rio de Janeiro – RJ – Brasil Rua Quintana, 753 – 8o andar 04569-011 – Brooklin – São Paulo – SP – Brasil Serviço de Atendimento ao Cliente 0800-0265340
[email protected] ISBN 978-85-352-3351-3 Nota: Muito
zelo e técnica foram empregados na edição desta obra. No entanto, podem ocorrer erros de digitação, impressão ou dúvida conceitual. Em qualquer das hipóteses, solicitamos a comunicação ao nosso Serviço de Atendimento ao Cliente, para que possamos esclarecer ou encaminhar a questão. Nem a editora nem o autor assumem qualquer responsabilidade por eventuais danos ou perdas a pessoas ou bens, srcinados do uso desta publicação.
CIP-Brasil. Catalogação-na-fonte. Sindicato Nacional dos Editores de Livros, RJ _________________________________________________________________________ P958 Projeto do produto / Eduardo Romeiro Filho (coordenação); Cristiano Vasconcellos Ferreira... [et al.]. – Rio de Janeiro: Elsevier, 2010. 408 p. – (Abepro) Inclui bibliografia ISBN 978-85-352-3351-3 1. Projetos de engenharia. 2. Produtos novos. 3. Engenharia de produção. 4. Ciência – Metodologia. I. Romeiro Filho, Eduardo. II. Ferreira, Cristiano Vasconcellos. III. Série. 09-4190. CDD: 620.0042 CDU: 62-11 _________________________________________________________________________
Este livro é dedicado à memória de 7 de janeiroRomeiro de 1940 Eduardo 10 de maio de 2009
Os Autores
Eduardo Romeiro Filho, Desenhista Industrial pela Escola Superior de Desenho Industrial da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (1987), Mestre (1993) e Doutor (1997) em Engenharia de Produção pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. Professor-associado do Departamento de Engenharia de Produção da UFMG, onde leciona disciplinas ligadas a Projeto do Produto e Sistemas Integrados de Manufatura. Coordenador do LIDEP – Laboratório Integrado de Design e Engenharia do Produto. Autor do livro CAD na Indústria: Implantação e Gerenciamento, pela Editora da UFRJ (1997). Tem experiência nas áreas de Engenharia de Produção e Design, com ênfase em Projeto do Produto, atuando principalmente nos temas Metodologia de Projeto do Produto, Ergonomia, Ecodesign, Novas Tecnologias Informatizadas e Projeto Auxiliado por Computador. Cristiano Vasconcellos Ferreira,Engenheiro Mecânico pela Universidade Federal de Santa Catarina (1995), Mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (1997) e Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina (2002). Possui Pós-doutorado em Engenharia de Produção pela Escola de Engenharia da Universidade de São Paulo (São Carlos / SP). Coordenador do Núcleo de Pesquisa Aplicada do SENAI/CIMATEC – Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia – em Salvador, Bahia. Coordenador do Mestrado em Gestão e Tecnologia Industrial do SENAI/CIMATEC. Professor do Programa de Mestrado em Modelagem Computacional e Tecnologia Industrial do SENAI/CIMATEC. Professor colaborador do Mestrado em Engenharia Mecatrônica da Universidade Federal da Bahia. Tem experiência na área de Engenharia Mecânica, com ênfase em Desenvolvimento Integrado de Produtos, atuando principalmente nos seguintes temas: desenvolvimento integrado de produtos, metodologia de projetos de produtos, desenvolvimento de fornecedores para a cadeia automotiva.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Coordenador dos alunos da Faculdade de Tecnologia SENAI/CIMATEC na competição FORMULA SAE BRASIL. Coordenador do Programa de Bolsas de Iniciação Científica / FAPESB da Faculdade de Tecnologia SENAI/CIMATEC. Paulo Augusto Cauchick Miguel, possui Graduação em Engenharia de Produção Mecânica pela Universidade Metodista de Piracicaba (1986), Mestrado em Engenharia Mecânica pela Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP (1992), PhD em Manufacturing Engineering pela Universidade de Birmingham, Inglaterra (1996), Pós-doutorado no Malcolm Baldrige National Quality Award do National Institute of Standards and Technology - NIST nos EUA (2004) e Livre – Docência pela Escola Politécnica da USP (2006). Teve atuação industrial na área de Planejamento de Processos em empresas do setor automotivo e de máquinas-ferramenta (1985-1990). Atualmente, é Professor-associado no Departamento de Engenharia de Produção da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo e Professor Doutor do Mestrado em Engenharia de Produção da Universidade Nove de Julho. Atua em Engenharia de Produção, com ênfase em Desenvolvimento de Novos Produtos e Gestão da Qualidade. Reidson Pereira Gouvinhas,Graduado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1988), Mestre em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1991) e Doutor em Engenharia do Produto – Cranfield University (1998). Atualmente é Professor-associado I da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Tem experiência na área de Engenharia de Produto, com ênfase em Metodologia de Projeto do Produto, atuando principalmente nos seguintes temas: gestão do conhecimento aplicado ao processo de desenvolvimento de produtos, Ecodesign e Marketing de Produtos Ambientais, Produção Mais Limpa e Design para Usabilidade. Ricardo Manfredi Naveiro, Graduado em Engenharia Mecânica pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1972), Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1982) e Doutor em Projeto do Produto pela Universidade de São Paulo (1991). Em 1994 fez Pós-doutorado no Departamento de Engenharia Industrial da North Carolina State University, em 2001 foi pesquisador visitante junto ao Grupo de Sistemas de apoio à decisão na Universidade Paris VI e foi professor visitante da Ecole Nationale Superieure d´Arts et Metiers em janeiro e fevereiro de 2008. Atualmente é Professor-associado II da Universidade Federal do Rio de Janeiro e Coordenador de Relações Internacionais da Escola Politécnica da UFRJ. Tem atuado nos temas de gestão de desenvolvimento de produtos, ecodesign, gestão tecnológica e difusão de novas tecnologias em projeto e produção.
Prefácio
Tenho grande prazer e satisfação em apresentar mais um livro da Coleção ABEPRO-CAMPUS de Engenharia de Produção. O livro Projeto do Produto é a sexta obra desta Coleção que já conta com os livros Gestão da Qualidade , Pesquisa Operacional , Planejamento e Controle da Produção , Introdução à Engenharia de Produção e Engenharia Econômica e Finanças . O livro Introdução a Engenharia de Produção foi o ganhador do Prêmio Jabuti (categoria Ciências Exatas, Tecnologia e Informática) em 2008. Por sua vez, o livro Planejamento e Controle da Produção está entre os dez finalistas que concorrem ao prêmio Jabuti, nesta mesma categoria, no ano de 2009. A aceitação pela comunidade de Engenharia de Produção dos livros já lançados atesta, de forma inequívoca, a qualidade dos livros da Coleção e a aderência dos conteúdos apresentados às necessidades e realidade da Engenharia de Produção nacional. Tenho certeza que este novo livro trilhará o mesmo caminho de sucesso de obras anteriores da Coleção. Dispor de uma coleção de livros com as características da Coleção ABEPROCAMPUS de Engenharia de Produção é um sonho antigo da comunidade que trabalha com Engenharia de Produção no país. O conjunto dos livros já lançados, acrescido deste último lançamento, além daqueles que já estão contratados e em vias de lançamento, significa a realização dessa ambição. Assim, o Núcleo Editorial da ABEPRO (NEA), responsável pela coordenação desta Coleção, acredita estar contribuindo para o seu papel de estimular e consolidar a criação e a difusão de conhecimentos em Engenharia de Produção no país. Acreditamos que essa iniciativa ajuda a fortalecer e consolidar uma Engenharia de Produção cada vez mais próxima da realidade e das necessidades da nossa sociedade. Todos os projetos editoriais que resultam nos livros da Coleção ABEPRO-CAMPUS de Engenharia de Produção, e esta obra não é exceção, são examinados por um comitê de especialistas nacionais indicados pela ABEPRO (Associação Brasileira de Engenharia
X
Projeto do Produto
ELSEVIER
de Produção). Estes especialistas avaliam a competência e experiência dos autores nos temas que serão abordados, bem como a aderência do conteúdo às disciplinas dos cursos de Engenharia de Produção. Dessa forma, o leitor pode ter a certeza de que os principais assuntos, na área abordada, estão presentes nos livros da Coleção. Assim, eu não tenho dúvidas de que este livro reúne os ingredientes necessários para alcançar o sucesso dos outros livros da Coleção. Ele foi elaborado por uma equipe de professores e pesquisadores de algumas das mais renomadas instituições de ensino e pesquisa do país. A experiência de longos anos de ensino nas suas respectivas áreas de atuação, aliada a ações consistentes em pesquisa e consultoria, colocam estes profissionais em uma posição extremamente favorável para a elaboração da obra que está em suas mãos. Vale acrescentar que a carreira de ensino e pesquisa dos autores foi construída em cursos de Engenharia de Produção. Esse fato torna-se relevante na medida em que o livro tem características que o tornam especialmente adaptado ao contexto de atuação dos Engenheiros de Produção. A área de projeto de produto sempre esteve entre as principais preocupações da Engenharia de Produção, sendo um dos espaços privilegiados de atuação do Engenheiro de Produção. As mudanças ocorridas do cenário econômico internacional, com o crescimento econômico do Brasil e o fortalecimento das empresas brasileiras torna ainda mais importante esta área, responsável pelo desenvolvimento de produtos que venham a atender as necessidades de um número cada vez maior de consumidores. Esta obra apresenta-se como uma inestimável referência para o ensino na área e para todos os profissionais envolvidos no projeto de novos produtos no e para o Brasil. Este livro apresenta as diversas etapas do projeto do produto e é ilustrado com uma série de casos e exemplos reais de aplicação de métodos e ferramentas de projeto do produto, em sua maioria coletados no Brasil e frutos de experiências de empresas brasileiras. Este aspecto diferencia esta obra de outras na área. De forma clara e didática leva o leitor, seja estudante ou profissional de Engenharia de Produção, a identificar exemplos em produtos ou situações de seu dia a dia. Assim, o aprendizado torna-se mais simples e prazeroso, pois a aplicação dos princípios teóricos é ilustrada por casos conhecidos. A reunião da experiência e competência dos autores reflete-se no conteúdo da obra. O livro apresenta de forma bastante completa os conceitos, abordagens, metodologias e ferramentas utilizadas no processo de desenvolvimento de produtos que tenham sucesso nos mercados aos quais se destinam. Trata-se, portanto, de uma obra de referência que pode ser utilizada em todas as disciplinas da Engenharia de Produção e áreas afins que trabalhem a questão do desenvolvimento de produtos. Com mais este lançamento a ABEPRO e a CAMPUS acreditam estar contribuindo para que os objetivos da Coleção sejam atingidos. Estes livros pretendem disponibilizar aos profissionais de Engenharia de Produção do Brasil um conjunto de conhecimentos que estejam sintonizados com o que de mais atual existe nas várias áreas da Engenharia
Prefácio
de Produção no mundo, mas que estejam alinhados com a realidade das nossas empresas e cursos de formação. Cabe, finalmente, desejar aos leitores o prazer de descobrir o conteúdo do livro e almejar que este conteúdo contribua para o seu desenvolvimento profissional e para o aumento da competitividade das instituições onde atuam. Boa leitura!
Mário Otávio Batalha
Editor da Coleção ABEPRO-CAMPUS de Engenharia de Produção Coordenador do Núcleo Editorial da ABEPRO
Apresentação
Eduardo Romeiro FIlho Cristiano Vasconcellos Ferreira
Como Utilizar este Livro Tradicionalmente, o setor de projetos em uma empresa é basicamente responsável, segundo a diretriz 2210 da VDI (Verein Deutscher Ingenieure, Associação dos Engenheiros Alemães), pela elaboração de novos projetos, adaptação dos já existentes, projetos de variações e projetos normalizados e fixos. O processo de elaboração de projetos pode ser, a partir da mesma diretriz, subdividido da seguinte forma: • concepção: análise de especificações, compilação de variações de soluções e sua avaliação; • desenvolvimento: especificações do conceito de solução, projeto em escala, construção de modelos, avaliação de soluções; • detalhamento: representação das partes individuais e avaliação de soluções. Dessa forma, qualquer objeto – um parafuso, um prédio, um avião – concebido pelo homem é um produto, embora as metodologias e processos apresentados neste livro estejam, em sua maior parte, centradas no desenvolvimento de produtos industriais, fabricáveis série. Nesse caso, o importante para o desenvolvimento projetual não éem necessariamente o produto a ser desenvolvido, mas o rigor da e a atividade consistência do método utilizado. A proposta central do livro está em permitir aos leitores compreender o processo de desenvolvimento de um produto ou mesmo um serviço a partir de uma necessidade de mercado. Vale a pena lembrar que, muitas vezes, essa necessidade não é clara nem pode ser assim. Além disso, a excelência do projeto ou da solução encontrada não está diretamente ligada à tecnologia utilizada ou à complexidade do produto. Alguns dizem que os melhores produtos são aqueles que poderiam ter sido inventados por qualquer pessoa, gerando soluções simples e adequadas para problemas do dia a dia.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Muitas pessoas associam excelência da solução à complexidade do problema, o que não é necessariamente correto. Pequenos problemas do cotidiano também requerem soluções de excelência. Você já teve problemas para abrir uma garrafa com tampa de rosca, por exemplo? Já teve problemas na utilização de controle remoto em aparelhos eletrônicos? Já teve dores nas costas ao varrer a casa ou realizar outras atividades corriqueiras? Dificuldades em apanhar frutas no alto de uma árvore? Todos esses pequenos problemas cotidianos (além de muitos outros) podem ser objeto de soluções por meio de novos produtos. É um exercício interessante observar à sua volta e imaginar alguma “necessidade de mercado” a ser atendida. Normalmente, um olhar mais apurado em nosso ambiente pode trazer uma série de situações em que não existem soluções adequadas de projeto para atendimento de algumas necessidades aparentemente triviais. Utilizar um açucareiro em locais públicos (como bares ou restaurantes), embarcar ou desembarcar em sistemas de transporte coletivo carregando alguma bagagem (em especial se o usuário é idoso ou possui limitações físicas), utilizar uma tesoura ou abridor de latas (se é canhoto) são problemas aparentemente simples, mas que ainda requerem soluções adequadas a um custo acessível à maioria da população. Por outro lado, se você considera esses problemas “pouco importantes” ou “simples demais”, o que diria a respeito de um produto descrito como “um pedaço de metal, como um arame, retorcido três vezes, em direções opostas, em formato retangular, triangular ou arredondado”? É um bom produto, bem projetado? Um produto complexo ou simples demais? Teria ele sucesso? Poderia ser lembrado e homenageado com um selo comemorativo, cem anos depois de ser inventado? Se você já utilizou um clipe de papel, certamente pode concordar! Johan Vaaler, um inventor norueguês graduado em ciências e matemática, inventou o clipe de papel em 1899. Recebeu a patente por seu projeto na Alemanha em 1899 e nos Estados Unidos em 1901. Vaaler foi o primeiro a patentear o clipe, embora já existissem alguns modelos de prendedores de papel menos eficientes. Seu sucesso foi tamanho que, durante a Segunda Guerra Mundial, os noruegueses, sujeitos à ocupação nazista e proibidos de usar símbolos nacionais, passaram a utilizar na lapela clipes como símbolos contra a ocupação. Hitler chegou a ordenar a prisão de algumas pessoas, mas foi impossível conter o protesto, pois “que mal poderia causar um pedaço de metal preso à roupa?” As empresas brasileiras vêm, em sua grande maioria, encontrando sérias dificuldades para sua inserção em um cenário de crescente concorrência internacional, caracterizado pela progressiva abertura do mercado doméstico a partir do início da década de 1990. Essas dificuldades ocorrem muito em razão do perfil exportador brasileiro, fortemente centrado em commodities. Exceções como a Embraer, destaque em uma área onde a inovação faz parte do negócio, apenas confirmam a regra. O desenvolvimento de novos produtos possui papel relevante nos processos de modernização tecnológica e organizacional das empresas, influindo assim no processo de desenvolvimento industrial brasileiro. As inovações são importantes para a passagem do país a um novo patamar de desenvolvimento econômico e tecnológico independente, em que a concepção de
Apresentação
novos produtos e a consequente maior importância atribuída aos setores de projeto são elementos-chave no alcance e manutenção da produtividade, qualidade e competitividade. Um processo estruturado e bem conduzido é atualmente (e o será cada vez mais) fundamental para o desenvolvimento de novos produtos, funcionando muito mais como ferramentas de integração entre diferentes participantes (projetistas e equipes de projeto) envolvidos no processo projetual do que como acelerador de fases específicas desse processo (como cálculos e geração de desenhos). Chama-se a atenção para o fato de que não se trata de uma discussão acerca da conveniência ou não da utilização de métodos e ferramentas de projeto adequados, mas de como utilizá-los da melhor forma possível. O Brasil tem empreendido um grande esforço para a melhoria em seus sistemas de produção. Somente a modernização tecnológica das linhas de montagem, entretanto, embora imprescindível ao desenvolvimento industrial brasileiro, não basta para a passagem do país a um novo patamar de industrialização independente. Para que isso ocorra, é necessária uma nova visão estratégica das empresas que, tendo atingido níveis aceitáveis de qualidade e produtividade, devem preocupar-se agora com a conquista de mercados através da diferenciação e do lançamento de novos produtos. Somente através de uma séria e fundamentada atividade de projeto de produtos poderemos atingir uma nova fase de desenvolvimento sustentado. Embora necessária, a modernização do parque industrial enfrenta um limite em seu modelo de abordagem: de que servirão linhas de produção altamente eficientes se os produtos não correspondem às necessidades dos consumidores? Nesse caso, a próxima etapa está no desenvolvimento de novos produtos, que atendam os mercados nacional e internacional, a preços competitivos e com altos índices de qualidade. A passagem de um país a um patamar de desenvolvimento sustentado está fortemente associado a investimentos em desenvolvimento de novos produtos. Recentemente, as empresas têm observado que esta importante área de conhecimento possui importância estratégica para manter-se competitiva no mercado e inovar. Para que este potencial de competitividade e inovação seja explorado é essencial o estímulo ao desenvolvimento de habilidades de projeto junto a engenheiros, designers, arquitetos, administradores, gestores de projetos, enfim, todos os envolvidos como desenvolvimento de produtos. Afinal, um país conhecido pela criatividade de seu povo não poderá perder a oportunidade de criar soluções próprias também em termos de tecnologia e novos produtos. Estimular estas habilidades, além de contribuir para um maior conhecimento sobre os princípios das atividades ligadas ao projeto do produto são objetivos deste livro. Estes objetivos devem ser alcançados por meio de adequada fundamentação teórica e oferecimento de exemplos práticos, que apresentam as várias etapas do desenvolvimento de um produto, quando são discutidos as diferentes abordagens e os desafios encontrados durante o projeto. A estruturação da obra busca, além da exposição de temas relacionados ao projeto, vivenciar as diferentes etapas do desenvolvimento de produtos e as diversas atividades relacionadas à área de projetos.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Este livro é dividido em seis partes, incluindo esta Introdução. Cada parte possui uma função específica para o aprendizado e a compreensão do processo de projeto do produto. A primeira parte consiste basicamente em uma apresentação do assunto e indicações de como utilizar esta obra, com definições e conceitos básicos relacionados ao projeto do produto, além da apresentação sucinta de alguns modelos de desenvolvimento de produtos. A terceira parte, Produto: Conceitos e Abordagens, tem por objetivo conduzir o leitor a um embasamento teórico acerca dos principais aspectos envolvidos no projeto do produto. Temas como competitividade, inovação e ciclo de vida formam a base conceitual para que o desenvolvimento do produto seja conduzido não somente por meio de aplicação de ferramentas de engenharia apresentadas como “receitas de bolo”, mas que o leitor seja capaz de compreender as implicações de cada uma delas e seus efeitos sobre o projeto, a partir de uma abordagem sistêmica de todo o ciclo de vida do produto. A parte seguinte, Definindo as Características do Produto , consiste na apresentação de temas relacionados à definição das necessidades e especificações que nortearão o projeto do produto: análise de especificações, compilação de variações de soluções e sua avaliação. Ao seu final, espera-se que as especificações para o projeto do produto estejam claras. Não se deve esperar, entretanto, soluções de projeto nesse momento. Por estranho que pareça, o importante nessa fase não é “desenhar” ou “buscar uma solução” a priori, mas compreender as necessidades e oportunidades que vão gerar o produto, quais suas funções básicas e secundárias, quem serão seus possíveis usuários, seus concorrentes e características do mercado. Nessa fase, é necessário um amplo “reconhecimento do ambiente”, no qual será desenvolvido o projeto e onde será fabricado, vendido, utilizado e descartado o futuro produto. Na quarta parte, Projetando o Objeto, são descritas as atividades ligadas diretamente ao projeto do produto: especificações do conceito de solução, projeto em escala, construção de modelos, avaliação de soluções. Tal como acontece com a publicidade em relação ao marketing, muitos confundem essa fase, de natureza gráfica e criativa, com a atividade de projeto como um todo. Na verdade, é essencial para que sejam atingidos bons resultados que, antes do início da geração de alternativas de solução por meio de desenhos, todo o conceito do produto esteja bem fundamentado e a análise do mercado seja consistente. Ao final dessa etapa, todas as características do objeto projetado devem estar definidas, sejam soluções formais, materiais utilizados ou processos de fabricação. Itens como embalagens e rótulos devem também ser considerados. A quinta parte, Detalhando o Projeto e Preparando a Fabricação, concentra as atividades ligadas ao detalhamento do projeto do produto e suas relações com sistemas de produção: representação das partes individuais e avaliação de soluções. Na atual sociedade industrial, os produtos possuem, em sua grande maioria, altos níveis de tecnologia agregada, o que leva as empresas a adotarem equipes cada vez maiores para seu desenvolvimento. O ideal artesanal, do domínio do processo de concepção e construção por um só indivíduo parece definitivamente sepultado para produtos em série. Nesse caso,
Apresentação
torna-se essencial à equipe de projeto prover meios eficientes para que o produto concebido possa ser construído de maneira fiel. Para isso é necessário que a documentação de projeto seja constituída por todos os elementos necessários, sejam eles gráficos (desenhos, esquemas etc.) ou não gráficos (como listas de materiais e descrição de processos de fabricação) para a efetiva construção e reprodução do objeto concebido. Fazem parte dessa fase também os modelos de teste, como maquetes e protótipos, elementos fundamentais para a validação do projeto antes de seu lançamento no mercado. Por fim, a necessidade de adequação do produto aos recursos da fábrica será abordada, com ênfase em aspectos como a definição dos processos de produção e a preparação para a produção. Por fim, a sexta e última parte do livro apresenta Um Caso Prático de Projeto do Produto, descrevendo um caso didático com a aplicação das diferentes ferramentas em um único produto, como forma de ilustração dos processos descritos. Não serão adotados nesta obra, em princípio, modelos ouetodologias m específicos para o desenvolvimento de produtos. Parte-se da proposta de que a escolha do modelo depende das necessidades apresentadas pela empresa ou pelo estudante que utilizará este livro. Ainda assim, a distribuição dos temas em partes distintas tem poretivo obj um encadeamento didático, visando o aprendizado relacionado às disciplinas referentes ao projeto do produto a partir da aplicação de conceitos ou ferramentas ligados ao tema. Caberá ao leitor a definição de uma sequência mais apropriada à situação específica a ser tratada, a partir das necessidades do projeto, das características da equipe envolvida e da empresa onde o produto será desenvolvido. Sendo assim, o leitor terá a liberdade de uma aplicação não sequencial das ferramentas apresentadas ou de uma aplicação seletiva, a partir de suas próprias necessidades e experiência. Os autores esperam que a aplicação dos princípios aqui descritos seja útil e agradável, trazendo sempre bons resultados. Uma boa leitura e um bom projeto do produto!
Introdução
Eduardo Romeiro Filho Ricardo Manfredi Nameiro No clássico filme de Stanley Kubrick, 2001 – Uma Odisseia no Espaço , as primeiras cenas desenvolvem-se em torno da disputa, por dois grupos de “hominídeos”, pela primazia diante de uma fonte de água. Os dois grupos encontram-se, grosso modo, equilibrados, até que um membro de uma das tribos percebe que um osso de fêmur poderia se transformar em uma ferramenta de combate, aplicando um golpe fatal em um dos oponentes. Além da força dramática da cena, esta representa de forma bastante interessante uma “metáfora sobre o conhecimento”, ou seja, como o desenvolvimento de uma ferramenta (ou a geração do conhecimento necessário para tal) pode representar uma diferença fundamental. Outra abordagem interessante para essa situação está no processo que gerou a “solução técnica”: a necessidade (do acesso à fonte), as variáveis envolvidas (a tribo oponente), a geração de alternativas (diversos tipos de ação sobre o inimigo) até o surgimento de uma solução adequada, ou seja, que leve à eliminação do problema (no caso, do inimigo). Pode-se dizer que, guardando-se as devidas proporções, esse é o princípio básico do processo de concepção de soluções para qualquer problema. Em última análise, o desenvolvimento de produtos atende a essa lógica, esse processo de busca de soluções adequadas para necessidades observadas. O mesmo se pode dizer das primeiras ferramentas, objetos construídos e/ou manipulados pelo homem, ainda na pré-história, para a realização de um objetivo vital, atendimento a uma necessidade básica, o da obtenção de alimento (Figura 1.1). Instrumentos como o arco e flecha representam, nesse caso, uma notável “vantagem competitiva” na caça, o que acaba por levar o homem, de ser indefeso, ao domínio e supremacia em seu meio ambiente. Melhores ferramentas, melhores instrumentos, melhores resultados, melhor qualidade de vida.
4
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 1.1: Ferramentas utilizadas por povos pré-históricos na região de Andrelândia, Minas Gerais (NPA – Núcleo de Pesquisas Arqueológicas do Alto Rio Grande).
A evolução da civilização acaba por trazer modificações ao modo de vida da tribo, que cada vez mais se caracteriza pela perenidade de sua localização geográfica. As aldeias tiveram notável desenvolvimento a partir da agricultura, com uma crescente sofisticação da divisão de trabalho entre seus membros, em princípio na região compreendida entre os rios Tigre e Eufrates, atual Iraque, depois estendendo-se pelo Oriente Médio e resto do mundo. São notáveis, a partir daí, os avanços tecnológicos ligados à agricultura (como o arado, por exemplo) e aos diversos tipos de necessidades associados a formas de organização social cada vez mais complexas. Surgem, dessa forma, grupos de indivíduos com conhecimentos específicos, ligados às diferentes formas de atendimento às necessidades humanas, como ceramistas, carpinteiros etc., caracterizando um sistema de produção que dá srcem ao artesanato. Dessa forma, percebe-se que a atividade de conceber produtos e produzi-los em quantidade é bastante antiga. Os romanos e os chineses já produziam seus utensílios domésticos e artefatos de guerra em grande quantidade utilizando a divisão do trabalho em tarefas elementares, conforme as habilidades individuais dos artesãos. Apesar de esse modo de produção possibilitar fazer grandes volumes de produção, os produtos não apresentavam a uniformidade e a padronização que atualmente se verifica na produção industrial. Com o advento da Revolução Industrial no século XVIII, o projeto de produtos adquiriu características diferentes na medida em que eram desenvolvidas novas máquinas com repetibilidade suficiente para produzir peças intercambiáveis entre si. Aliado a esse fato, surgiram também as primeiras “práticas consagradas de projeto”, que padronizaram a solução de determinados problemas, constituindo-se a cultura técnica da época. Foram publicadas as “enciclopédias ilustradas de mecanismos”, onde se encontram exemplos de diversos mecanismos propostos para cada função básica do produto. A atividade de concepção por parte do artesão era algo que se realizava quase diretamente de sua mente para os materiais a serem processados, não havendo propriamente o projeto do produto na forma como conhecemos atualmente. O objeto concebido pas-
Introdução
sava diretamente da mente do artesão para a matéria-prima, sem a representação do produto em um desenho. Havia desenhos rudimentares, equivalentes aos nossos esboços, representações livres de partes do artefato a ser fabricado, que evidentemente não representavam o objeto de forma completa. A “linguagem” utilizada para descrever completamente o artefato era o modelo físico tridimensional. Desde esse período até a Revolução Industrial, a concepção e a manufatura eram atividades inseparáveis praticadas pelos artesãos. Mais tarde, com o surgimento dos “princípios da administração científica” de Taylor, no final do século XIX, é rompido o elo que unificava essas atividades, separando a concepção da execução. Como consequência dessa ruptura, cria-se a necessidade de um meio não ambíguo de comunicação entre o projeto e a produção. Nesse contexto é que surgiu o desenho técnico como linguagem codificada capaz de descrever o produto projetado de tal forma que a sua produção pudesse ser realizada por qualquer um e em qualquer instalação fabril. Nessa época, vários artistas rapidamente se empregaram nas indústrias com a função de desenhar os produtos, apesar de nem sempre conhecerem as técnicas de manufatura. O modelo de administração científica se difundiu pela Europa e pelo Japão ao longo do século XX, assumindo outras denominações com princípios ligeiramente diferentes dos srcinais. Esse modelo funcionou bem enquanto o cenário mundial da manufatura era constituído de produtos padronizados e com pequena variedade. Ao final do século XX, o modo de produção havia mudado bastante, com o mercado demandando produtos diversificados com menor escala produtiva. Esse cenário provocou modificações profundas no modo de produção, causando a redução do tempo de lançamento de novos produtos, a ampliação das opções de produtos customizados e um esforço concentrado na melhoria da qualidade. Por um lado, os produtos se tornaram mais complexos, incorporando cada vez mais os avanços tecnológicos na sua constituição física e embutindo uma quantidade enorme de atividades intensivas em conhecimento na formulação do conceito final. Por outro lado, o ambiente de projeto também se tornou mais complexo, em função das mudanças no modo de produzir, o que aumentou as necessidades de gerenciamento do processo. Atualmente temos um ambiente industrial globalizado onde os produtos são projetados simultaneamente em mais de um país ou projetados em um país e fabricados em um outro para serem vendidos em todo o mundo. Acredita-se que o futuro reserve cada vez mais uma preocupação com as questões ambientais e sociais que possam estar agregadas aos produtos desenvolvidos. Ou seja, o projetista de produtos do futuro deve, obrigatoriamente, considerar aspectos não só econômicos como também ambientais e sociais quando do desenvolvimento de produtos. Além disso, muitos dos novos produtos, por serem mais complexos, passaram a exigir o emprego de métodos estruturados na resolução dos problemas que se apresentam ao longo do seu desenvolvimento. Daí a necessidade de adequada compreensão acerca da natureza da atividade de projeto e das muitas atividades a ela relacionadas.
5
6
Projeto do Produto
ELSEVIER
Sobre a Natureza da Atividade de Projeto Em primeiro lugar, é importante frisar que não existe uma definição satisfatória para projeto, mesmo delimitando nosso campo de estudo ao projeto de produtos “engenheirados”. O que existe de senso comum a respeito do assunto é que o processo de desenvolvimento de produtos (PDP) e o projeto de produtos são atividades complexas e que os problemas a serem enfrentados pelos engenheiros são mal estruturados ou incompletos. Uma definição bem difundida é a de que projetar é uma atividade que produz uma descrição de algo que ainda não existe, porém capaz de viabilizar a construção desse produto em fase de criação. Pesquisadores da área de ciências cognitivas consideram o projetar como uma atividade de “resolução de problemas”, prática que compreende um conjunto de heurísticas utilizadas pelos engenheiros na resolução dos problemas. Por outro lado, pesquisadores da área de sociologia da inovação tratam o projeto como um processo coletivo de construção de um produto, no qual o resultado final é maior do que a soma ou síntese das contribuições individuais dos participantes. Nessa linha de pensamento, o projetar é um processo coletivo considerado muito mais como comunicação e colaboração efetiva. Nessa ótica, um projeto pode ser visto como um ambiente de negociação e tomada de decisão no qual participantes de uma equipe têm um conhecimento comum que lhes habilita a perceber o que é relevante para ser compartilhado e a selecionar como apresentar a informação de forma útil à equipe. A identificação das diversas tarefas do projeto e sua inserção como constituintes do todo definem as fronteiras entre as diversas etapas do projeto, assim como a relação entre os participantes. O fato de os problemas de projeto serem incompletos não deve ser considerado um defeito, mas uma especificidade da atividade de projetar produtos. Num projeto qualquer, a identificação do que falta definir faz parte do trabalho do projetista, e é normalmente o que ele faz em primeiro lugar, de forma a diminuir o grau de indefinição presente na proposta inicial. Isso fica claro ao se observar o trabalho de um arquiteto junto a um cliente individual – as primeiras reuniões são praticamente para completar aquilo que não foi dito pelo cliente ou clarificar aquilo que está implícito no discurso do cliente. A partir daí, o arquiteto elabora o programa do projeto de arquitetura, que engloba os requisitos e restrições definidas pelo cliente, complementadas pelas informações do arquiteto. Uma estratégia de se resolver problemas mal definidos é identificar partes independentes ou semi-independentes dentro do problema e decompô-lo em subproblemas, dentro dos quais é mais fácil conseguir uma delimitação ou definição completa. Aparentemente simples, a estratégia de decomposição não é fácil de ser implementada porque é difícil identificar partes independentes do todo e, muitas vezes, as partes identificadas são interdependentes, uma dependendo do que for definido para a outra.
Introdução
Projetar é um tipo de atividade que muitas vezes não é possível explicar ou ensinar, tal como uma disciplina de caráter descritivo. Qualquer um pode explicar criteriosamente a um amigo como se dirige um carro e quais os dispositivos de comando a serem acionados, e mesmo assim o amigo aprendiz não será capaz de dirigir o veículo, por mais conhecimento que tenha sobre a arte de dirigir. Em outras palavras, projetar envolve uma grande quantidade de conhecimentos práticos, denominados conhecimentos tácitos, que só se adquirem através da prática. De maneira geral, podemos afirmar que existem três tipos básicos de conhecimentos necessários para projetar: conhecimentos para gerar ideias, conhecimentos para avaliar conceitos e conhecimentos para a estruturação do processo de projeto. A geração de ideias depende do desenvolvimento de habilidades específicas e é associada a alguma experiência dentro do domínio a que pertence o objeto a ser projetado. Muitos autores consideram que a própria habilidade ou criatividade pessoal pode ser parcialmente construída, uma vez que se trata de um repertório de soluções envolvendo mecanismos, conhecimento de componentes etc., que o aprendiz vai formando ao longo da vida. Evidentemente, aqueles mais curiosos quanto ao funcionamento das coisas certamente têm mais facilidade em projetar produtos dentro do domínio dos sistemas mecânicos. Conhecimentos para avaliar conceitos provêm parcialmente da experiência e parcialmente da qualificação formal obtida nos cursos de engenharia, enquanto conhecimentos
sobre a estruturação do projeto do produto podem ser adquiridos através do treinamento formal. Estes últimos apresentam a particularidade de serem independentes do domínio, isto é, há muitas semelhanças entre o processo de desenvolvimento de projeto de um prédio e o de um produto industrial, uma vez que a progressão do projeto é composta das mesmas etapas. A natureza da expertise em projeto está relacionada às atividades intelectuais de solução de problemas e às estratégias usadas pelos designers para reduzir a complexidade das tarefas de projeto. As principais estratégias mentais utilizadas pelos projetistas são os mecanismos de associação, decomposição e prototipagem associadas às representações externas do artefato (croquis, diagramas etc.). Vários mecanismos e sistemas mecânicos engenhosos foram concebidos a partir de associações com outros produtos já existentes ou associações relativas à observação de seres vivos. Ao propor para um grupo de alunos o desenvolvimento de uma prensa de alavancas para latas, muitos deles começaram o projeto associando-o ao princípio de funcionamento de um amassador de batatas e ao de uma prensa para conserto de pneus, usada em pequenas borracharias. Conforme já comentado, a maior ou menor quantidade de associações vai depender do repertório de observações e práticas que cada pessoa constrói ao longo de sua vida profissional. Um outro aspecto do projetar é a imprecisão inerente a essa atividade. Ao longo do processo de estruturação de um problema de projeto, o projetista toma decisões ba-
7
8
Projeto do Produto
ELSEVIER
seadas no conhecimento incompleto que possui do problema até aquele momento. Na maioria das vezes, essa é a forma mais eficiente de o projetista conduzir o processo, uma vez que diminuir o grau de imprecisão acerca de um determinado requisito de projeto pode ser caro e mostrar-se desnecessário mais adiante. A imprecisão está presente também todas as vezes que existir uma questão de escolha baseada em preferências, sejam elas de caráter técnico ou de gosto pessoal. O projetista de um telefone celular, por exemplo, considera que um requisito obrigatório que o telefone deve apresentar é o baixo peso. Existe uma faixa de peso admissível para o telefone celular, mas o peso que vai ser escolhido depende da preferência do projetista em contraponto com as restrições impostas pelas características técnicas do telefone que amarram a formação do peso final do produto. Nesse exemplo, a preferência individual do projetista pode estar apoiada em algum tipo de levantamento de mercado que aponte alguns valores preferenciais. Também é senso comum que projetar é uma atividade essencialmente executada por seres humanos, não havendo a possibilidade de existir uma máquina de projetar. Ressalte-se que existem programas computacionais dedicados a resolver problemas rotineiros e bem definidos que emergem nas etapas finais da progressão do projeto, tais como calcular a quantidade de material de uma viga de uma casa ou especificar a dimensão do eixo da direção de um veículo. Conforme exemplificado, trata-se de automatizar atividades bem definidas e dentro de domínios de conhecimento bem delimitados. Atualmente, existem sistemas CAD (Computer-Aided Design) desenvolvidos para determinadas aplicações que viabilizam a simulação virtual da fabricação de um componente, permitindo a introdução de melhorias no conceito inicial antes de se alcançar a fase de produção do componente (veja o Capítulo 5). Tomando como exemplo o caso de peças plásticas injetadas, existem programas CAD que simulam o enchimento do molde, apontando para possíveis defeitos em certos pontos da peça. O projetista modifica algumas características geométricas da peça, melhorando o conceito inicial, o que resulta em menos problemas durante a fase de produção da peça. Atualmente existem softwares que permitem auxiliar os designers desde as fases iniciais do projeto. Um outro aspecto importante a ressaltar é que o que se busca num projeto é desco-
brir uma solução que atenda aos condicionantes colocados inicialmente. A partir daí, pode-se refinar a solução descoberta com o intuito de melhorá-la, procurando a solução ótima (fase de otimização do projeto). Porém, nem sempre existe a solução ótima; muitas vezes existe uma série de soluções igualmente boas, algumas melhores do que as outras em alguns aspectos. Convém lembrar que em todo projeto existem sempre condicionantes conflitantes, tais como “desempenho × custo”, “conforto × desempenho ” ou, ainda, “conforto × custo”. Nesse caso, as soluções obtidas são contingentes, isto é, atendem
Introdução
parcialmente a um fator mais do que a outro. A decisão relativa ao aspecto que terá mais prioridade faz parte dos processos coletivos de negociação e de tomada de decisão. As abordagens usadas neste livro para a definição do que é um projeto são complementares, a primeira privilegiando o aspecto coletivo da criação de um produto e da organização que o sustenta, enquanto a outra se concentra na atividade individual de criação intelectual que se processa junto a cada indivíduo, membro de uma equipe de projeto. Além disso, projetar envolve um processo incremental de aprendizagem como parte integrante das atividades do projetista. O projeto do produto engloba uma sequência típica de etapas em que o nível de incerteza diminui à medida que o processo evolui. A progressão do projeto pode ser vista como uma coleção de estágios sucessivos nos quais ideias abstratas se transformam na especificação detalhada de um produto. Projeto e aprendizagem são atividades correlatas, nas quais encontrar um novo conceito envolve a busca e a aquisição de novos conhecimentos . Nos estágios preliminares da progressão do projeto, uma maneira de entender e de estruturar um problema de projeto é a recuperação de casos anteriores para, com isso, constituir um conhecimento abstrato sobre o problema a ser explorado mais adiante. Projetar envolve uma série de conhecimentos das mais variadas fontes, internas e externas às empresas. Os conhecimentos dosdesigners podem ser provenientes de projetos anteriores, obtidos pelo treinamento formal, conseguidos junto aos clientes, provenientes de fornecedores, provenientes dos concorrentes e obtidos de documentos de patente de invenção ou de registro de modelo de utilidade (sobre esse assunto, veja o Capítulo 7). Projetar envolve também uma série de conhecimentos práticos que os engenheiros e designers vão adquirindo ao longo da sua vida profissional, constituindo-se na expertise do projetista. O conhecimento prático acumulado constitui um repertório organizado de soluções, práticas e técnicas que podem ser adaptadas aos casos específicos que aparecem a cada novo projeto.
Por que Desenvolver Produtos No início dos anos 1980, os pesquisadores Clark e Fujimoto (1991) identificaram empresas com efetiva capacidade para desenvolver produtos, enquanto outras se defrontavam com os elevados custos, demora no lançamento, fraco desempenho, problemas de qualidade ou mesmo falta de mercado para o produto desenvolvido. De acordo com esses autores, um processo eficiente de desenvolvimento de produtos é algo difícil de se realizar e, sem ele, as empresas estão provavelmente fadadas ao fracasso. Assim, afirmam que o que define o sucesso é o padrão de consistência presente em todo o sistema de desenvolvimento de produtos, incluindo a estrutura organizacional, as habilidades técnicas, os processos para solução de problemas, a cultura e a estratégia. Essa consistência e coerência estariam presentes não apenas na arquitetura do sistema de desenvolvimento, como também no detalhamento das atividades executadas. Dessa forma, o bom desem-
9
10
Projeto do Produto
ELSEVIER
penho do produto seria uma consequência da consistência na organização e gerenciamento do seu próprio desenvolvimento e projeto. O processo de desenvolvimento de produto é um processo multidisciplinar em essência, estando associado à cooperação entre marketing, pesquisa e desenvolvimento (P&D) e operações (manufatura), Mosey et al. (2000) apud Freixo (2004) afirmam que o sucesso de diversas empresas, se deve a quatro processos principais: processo de geração de ideias, processo de inteligência de marketing, processo de planejamento da estratégia de marketing e processo de gerenciamento do desenvolvimento de novos produtos. Tais autores afirmam que esses não são os únicos processos a serem considerados e que sua atividade isolada é insuficiente para o sucesso da empresa. Assim, esses processos devem integrar-se e com outros processos empresariais, inclusive com a estratégia de negócios da companhia. Griffin (1997) também procura identificar as práticas mais comumente associadas às empresas em diferentes setores da economia com sucesso em desenvolvimento de produtos e a sua evolução, afirmando que sem a manutenção de processos de desenvolvimento atualizados as empresa sofrem uma crescente desvantagem competitiva. Hart apud Rimoli (2001) identificou seis fatores-chave de sucesso: pessoas, processo, estratégia, estrutura organizacional, informação e administração. A Figura 1.1 mostra esses seis fatores.
Figura 1.1: Fatores-chave para o sucesso em desenvolvimento de produtos. (Hart apud Rimoli, 2001).
Fica claro, dessa forma, que o projeto do produto não pode ser considerado como uma atividade isolada na empresa ou mesmo como uma atividade individual. Tratase, cada vez mais, de uma atividade desenvolvida a partir da articulação entre grupos maiores ou menores, de acordo com as necessidades do produto e possibilidades da empresa (ou empresas) envolvida(s) no processo. Sendo assim, o desenvolvimento de uma ferramenta manual ou um produto de baixa tecnologia pode envolver um grupo de algumas pessoas, enquanto produtos complexos como automóveis requerem a partici-
Introdução
pação de diferentes equipes, com conhecimentos em diferentes áreas, sediadas em várias empresas, muitas vezes distribuídas entre países e continentes distintos. Esse é o caso do modelo Meriva, da General Motors, que foi projetado conjuntamente pela GM brasileira (responsável pelo design) e a Opel, braço alemão da GM (que desenvolveu a plataforma mecânica a partir do modelo Corsa). Essa situação, cada vez mais comum, exige a aplicação de métodos e ferramentas apropriadas para o desenvolvimento de produtos, sem os quais cresce o risco envolvido no lançamento de novos produtos. Em muitos casos, como na indústria aeroespacial, os altos investimentos envolvidos no desenvolvimento de novos produtos podem vir a comprometer a própria saúde financeira da empresa no caso de fracassos de mercado.
Projeto – Terminologia A srcem da palavra projeto, segundo o Dicionário Aurélio, está no latim projectu, que significa “lançado adiante” (daí o termo projétil, utilizado em relação a foguetes) ou “ideia que se forma de executar ou realizar algo no futuro; plano, intento, desígnio”; “empreendimento a ser realizado dentro de determinado esquema”. Assim, Valeriano (2004) indica que o termo projeto significa “intenção, desígnio, ideia de fazer algo no futuro, delineamento, esboço etc. Entretanto, ao se evoluir das intenções para a ação, o termo projeto passou a designar também o conjunto dos esforços que visam à realização do ‘projeto/intento’, do ‘projeto/esboço’ ou do ‘projeto/desígnio’ etc. Ou seja, o termo projeto passa a abranger também a fase de execução daquilo que foi imaginado, desejado ou delineado, compreendendo um número às vezes extremamente grande de tarefas interligadas e de complexidades variáveis. O projeto, assim entendido, passa a incorporar os meios que lhe foram destinados para sua execução: escritório, gerente, equipe, materiais etc. O projeto, em uma acepção ampla, passa a ser uma organização, ainda que transitória: tem estrutura, regras de funcionamento, objetivos, gerência, equipe, insumos etc.” No PMBOK (2004), projeto é definido como um esforço temporário com ponto de início estabelecido e com objetivos definidos para produzir um produto. O COED (Concise Oxford English Dictionary), citado por Dingle (1997), define projeto como “um plano, tema, uma realização planejada”. O autor cita a Association of Project Managers (UK), que denota para o termo projeto o significado de um conjunto de tarefas interrelacionadas que são realizadas por uma organização para atingir objetivos definidos, tendo definidos início e final, delimitadas pelo custo e tendo especificado as necessidades requeridas e os recursos. Esse autor também cita o British Standard Guide to Project Management, que define projeto como “um único conjunto ordenado de atividades, com pontos inicial e final definidos, realizadas por um indivíduo ou organização para atingir objetivos específicos dentro do cronograma, custo e parâmetros de desempenho definidos”. Prado (2003) elaborou uma tabela (Tabela 1.1) em que se pode realizar uma com-
11
12
Projeto do Produto
ELSEVIER
paração entre alguns termos empregados em várias línguas com os seus correspondentes em inglês. Tabela 1.1 Comparativo de termos empregados relacionados com seus correspondentes em língua inglesa Inglês Português (BR) Português (POR) Italiano Alemão Francês Espanhol
Project
Projeto/ empreendimento/ investimento/obra Projecto Projecto/Comessa Projekt
Design
Drawing
Projeto/Desenho/
Desenho
Design
Concepção Projectazione Ausfuhrung
Projet
Desin
Project
Disegno
Esboço Disegno Zeichnen Dessin Dibujo
Fonte: Adaptada de Prado (2003).
Sobre a utilização desses termos relacionados ao projeto e seus correspondentes em língua inglesa, Valeriano (2004) faz um apontamento: como um dos sinônimos para projeto é “desígnio” do latim “designiu” (Ferreira, 1986), que significa “intento, plano, projeto, propósito”, a palavra design na língua inglesa tem srcem na mesma raiz latina. No entanto, essa palavra tem outras acepções que correspondem à parte criativa, cerebral e conceitual de atividades incrementais e/ou inovadoras, sendo amplamente empregada, não se limitando apenas à engenharia. Isso, por vezes, acaba por provocar confusões, já que no âmbito da engenharia o design corresponderia ao projeto desprovido de suas partes gerenciais e materiais, e, em língua portuguesa, acaba por não se encontrar uma palavra com o mesmo significado. Neste livro, o termo projeto será empregado como o resultado da atividade deprojetar. O termoprocesso de projeto ou projetar será utilizado para denotar a atividade, enquanto o termo processo de desenvolvimento do produto (PDP) será usado para denotar a progressão do projeto. Será usado o termoconceito ou concepção para denotar uma determinada instanciação do produto, enquanto o termodesenho será utilizado como o resultado da represetação gráfica do objeto, assim como desenhar será utilizado como o ato de representar graficamente o objeto. Artefato e objeto serão denominações genéricas para o produto a ser projetado, seja ele um prédio ou um automóvel. O termodesign será aplicado com relação ao resultado de atividades profissionais dodesigner industrial.
Introdução
Referências CLARK, K.B.; FUJIMOTO, T. Product Development Performance: strategy, organization, and management in the world auto industry. Boston, Mass: Harvard Business School Press. 1991. DINGLE, John. Project Management: Orientation for Decision Makers. Londres: Arnold, 1997. FERREIRA, A. B. H. Novo Dicionário da Língua Portuguesa. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1986. FREIXO, Osvaldo Magno. Incorporação da gestão dos custos do ciclo de vida ao processo de desenvolvimento do produto da EMBRAER. 2004. 188 p, Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) - Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2004. GRIFFIN, A. PDMA Research on New Product Development Practices: Updating Trends and Benchmarking Best Practices. Journal of Product Innovation Management, v. 18, 1997. PAHL G.; BEITZ, W.Engineering Design: a Systematic Approach. London: Springer-Verlag, 1996. PMBOK. Um Guia do Conjunto de Conhecimentos em Gerenciamento de Projetos. (Guia PMBOK®). Newtown Square: Project Management Institute, Inc., 2004. 405 p. PRADO, D. S. Gerenciamento de Projetos nas Organizações. 2.ed. Belo Horizonte: EDG, 2003, 199 p. RIMOLI, C. A. O processo de desenvolvimento e administração de produtos: um estudo de casos múltiplos em empresas brasileiras de ortopedia. 2001. Tese (Doutorado em Administração) – Programa de Pós-graduação em Administração, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2001. VALERIANO, D. L. Gerência em Projetos: Pesquisa, Desenvolvimento e Engenharia. São Paulo: Makron Books, 2004, 438 p.
13
Desenvolvimento de Produtos: modelos e metodologias1
1
Eduardo Romeiro Filho Ricardo Manfredi Naveiro Paulo Augusto Cauchick Miguel Cristiano Vasconcellos Ferreira Reidson Pereira Gouvinhas 1.1. Modelos de Referência em Desenvolvimento de Produtos Sabe-se que uma parcela significativa do sucesso econômico das empresas está associada às habilidades delas em identificar as necessidades dos clientes e rapidamente criar produtos que atendam a essas necessidades e que possam ser produzidos a um custo relativamente baixo. Assim, de acordo com Ulrich e Eppinger (2000), atingir essa meta não é somente um problema de marketing, de projeto ou de produção. Trata-se, na verdade, de um problema de desenvolvimento do produto, que envolve essas e outras funções. Mas a própria definição do que seja desenvolvimento de produtos, projeto de produtos e outros termos ligados à área é variada, demonstrando a necessidade de se criar um referencial comum a ser adotado pelas empresas. Grande parte da literatura dedicada à gestão de desenvolvimento de produtos é voltada para aspectos relacionados aos processos de desenvolvimento, ou seja, encara-se o desenvolvimento de novos produtos como um processo de negócios, no qual se têm entradas (horas de engenharia, conhecimento, normas e padrões etc.) que são processadas e trazem resultados parciais (por exemplo, um protótipo) ou finais, como o produto lançado no mercado. Sabe-se que as empresas com melhores práticas e de melhores resultados no desenvolvimento de novos produtos têm implantado um processo formal para servir como guia para o desenvolvimento de seus produtos. São vários os termos utilizados para se referir ao processo de desenvolvimento de novos produtos, como aponta a literatura clássica nesse tema: processo de planejamento e projeto (Pahl et al., 1 A partir do trabalho de Figueiredo (2006).
Projeto do Produto
16
ELSEVIER
2005), projeto de engenharia (Cross, 1994) e projeto e desenvolvimento do produto (Ulrich; Eppinger, 2000). São vários os termos utilizados para se referir ao PDP, conforme aponta Codinhoto (2003); tais como: processo de planejamento e projeto (Pahl e Beitz, 1996; Pahl et al., 2005), projeto de engenharia (Cross, 1994) e projeto e desenvolvimento do produto (Ulrich; Eppinger, 2000). As expressões utilizadas, muitas vezes, representam uma diferenciação de abordagem entre os autores, que atribuem ao projeto do produto um papel mais ou menos abrangente na estrutura das empresas. Somando-se a isso, há diversas definições para o PDP: • desenvolvimento de produto é o processo pelo qual uma organização transforma as informações de oportunidades de mercado e de possibilidades tecnológicas em informações vantajosas para a fabricação de um produto, sendo que, de acordo com a estratégia, a forma de organização e de gestão do desenvolvimento de produto, a empresa terá maior ou menor sucesso com a colocação do mesmo no mercado (Clark e Fujimoto, 1991); • processo de desenvolvimento do produto é o processo que converte necessidades e requisitos dos clientes em informação para que um produto ou sistema técnico possa ser produzido, sendo um processo que faz uso das informações do mercado, dos diversos projetistas, das equipes de produção, bem como de testes e análises de uso do produto, necessários para a formulação de requisi-
•
•
•
•
tos, definições, detalhamentos e aperfeiçoamentos (Smith; Morrow, 1999, apud Codinhoto, 2003); projeto e desenvolvimento do produto refere-se ao conjunto de atividades interdisciplinares que começa com a percepção da oportunidade de mercado e termina com a produção, venda e entrega de um produto, passando pelo planejamento, concepção, desenvolvimento do conceito, projeto do sistema, projeto detalhado, teste, refinamento e produção-piloto (Ulrich; Eppinger, 2000); processo de desenvolvimento do produto é o processo de negócio, compreendendo desde a ideia inicial e o levantamento de informações do mercado até a homologação final do produto, do processo e a transmissão das informações sobre o projeto e o produto para todas as áreas funcionais da empresa (Rosenfeld; Amaral, 2001); processo de planejamento e projeto é atividade multifacetada e interdisciplinar que tem como resultado o planejamento e o esclarecimento de tarefas através da identificação de funções requeridas, da elaboração de soluções iniciais, da construção de estruturas modulares para a documentação final do produto (Pahl e Beitz, 1996; Pahl et al., 2005); desenvolvimento de produto compreende o desenvolvimento de um projeto de um novo produto em coerência com os planos para a sua produção, distribuição e vendas (Roozenburg e Eekels, 1995);
Capítulo 1
•
•
| Desenvolvimento de Produtos
processo de desenvolvimento de novos produtos é um processo decisório de cinco passos: identificação da oportunidade de mercado, projeto, teste, introdução no mercado e gerenciamento do ciclo de vida (Urban e Hauser, 1993); desenvolvimento de novo produto ou processo de desenvolvimento compreende um complexo conjunto de atividades, que envolve mais funções em um negócio, dispondo de fases de atividade em um projeto de desenvolvimento típico – desenvolvimento do conceito, planejamento do produto, engenharia do produto e do processo, produção-piloto e lançamento (Clark e Wheelwright, 1993).
De acordo com Rozenfeld (1999), um modelo do processo de negócio pode ajudar a materializar as políticas e estratégias gerenciais e racionalizar o fluxo de informações e de documentos durante o desenvolvimento de produtos, contribuindo para a integração da empresa em torno de uma visão única e focalizada num tipo de negócio, direcionadoa para um determinado mercado ou cliente. Alguns modelos referenciais são oferecidos por áreas que têm como objeto de estudo o PDP (Buss e Cunha, 2002). Esses autores apresentam diversos modelos de referência de PDP oriundos de pesquisas realizadas nas áreas de marketing, engenharia de produção e design (Figs. 1.3-1.5).
Figura 1.3: Modelos de PDP em marketing. (Buss e Cunha (2002).)
17
18
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 1.4: Modelos de PDP em engenharia de produção. (Buss e Cunha (2002).)
Figura 1.5: Modelos de PDP em design. (Buss e Cunha (2002).)
Cabe ressaltar que, dentre os modelos propostos por esses autores, alguns se limitam apenas ao processo de projeto, como, por exemplo, o modelo proposto por Pahl e Beitz (1996), enquanto os outros consideram o PDP como um processo de negócios que vai além da simples especificação técnica do produto. Essa diferenciação não representa, em princípio, que um modelo seja melhor ou pior do que outro. Na verdade, caberá à equipe de projeto do produto (ou ao gerente de projetos) definir o modelo mais adequado à situação
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
existente. Pode-se dizer que a utilização de modelos como “receitas de bolo ” pode gerar mais problemas do que soluções, caso a estrutura da empresa ou mesmo o conteúdo tecnológico do produto não sejam adequados ao modelo utilizado. É comum que as empresas tenham resultados abaixo das expectativas a partir da implantação de modelos de PDP diretamente “importados” de casos descritos na literatura ou de estruturas srcinalmente concebidas para empresas de realidades diferentes. Uma pequena empresa que necessite de projetos de produtos tecnologicamente simples não necessitará de uma estrutura sofisticada. Da mesma forma, uma empresa envolvida em um projeto de produto de alto conteúdo de inovação, fruto de um trabalho compartilhado entre empresas parceiras, necessitará de modelos mais refinados para o PDP. Isso ocorre porque não podemos esquecer que o processo de desenvolvimento de produtos é realizado por pessoas que trabalham conjuntamente na empresa. Essas pessoas, juntamente com a história de vida da empresa formam o que se denomina “cultura empresarial”. Assim, cada empresa é diferente da outra. Ou seja, cada empresa tem a sua “cultura empresarial” e é essa cultura que faz com que um modelo de referência não possa ser simplesmente “importado” para dentro da empresa e sim “adequado” aos processos tradicionais já comumente utilizados. Isso significa dizer que, com o tempo, cada empresa deverá desenvolver o seu próprio modelo de desenvolvimento de produtos tomando como “referência” outros modelos existentes e já apresentados aqui. Em se tratando do desenvolvimento de produtos, as várias áreas da empresa contribuirão a partir de suas competências e abordagens distintas. A administração, por meio de seus braços em marketing e na produção, preocupa-se com os aspectos mercadológicos e de organização e controle da produção; a engenharia, através de sua linha em engenharia da produção, foca basicamente os aspectos referentes à engenharia do produto e ao desenvolvimento de seu projeto técnico; e o design preocupa-se principalmente com a caracterização do problema e com a investigação de alternativas possíveis (Buss e Cunha, 2002). Para Krishnan e Ulrich (2001), essas diferenças de abordagens e pontos de vista ocasionam uma desconexão entre os modelos apresentados pela literatura. O Quadro 1.1 apresenta essas diferentes perspectivas em relação ao PDP. Marketing
Organizações
Engenharia
Administração da Produção
Perspectiva do produto
Um produto é um conjunto de atributos
Um produto é um artefato resultante de um processo organizacional
Um produto é uma montagem complexa de componentes interconectados
Um produto é uma sequência de desenvolvimento e/ou passos do processo de produção
Métricas típicas de desempenho
“Adequado ao mercado” Partcipação de mercado. Utilidade para o consumidor. (Algumas vezes lucros)
“Sucesso do projeto”
“Forma e função” Desenpenho técnico. Inovação. (Algumas vezes custos diretos)
“Eficiência” Custo total. Nível de serviço. Tempo de desenvolvimento. Utilização da capacidade produtiva (continua)
19
20
Projeto do Produto
Paradigma de representação dominante
Exemplo de variáveis de decisão Fatores críticos de sucesso
ELSEVIER
Administração da Produção
Marketing
Organizações
Engenharia
Utilidade para o cliente como uma função dos atributos do produto
Sem paradigma dominante. Rede organizacional é usada algumas vezes
Modelos geométricos Modelos paramétricos de desempenho técnico
Diagrama de fluxo ao processo
Níveis de atributos de
Estrutura da equipe de
Tamanho do produto,
Sequência e cronograma do processo de
produto, preço
desenvolvimento de produto, incentivos
forma, configuração, função, dimensões
desenvolvimento, de diferenciaçãoponto no processo de produção
Posicionamento do produto e preço. Coletar e entender necessidades dos clientes
Alinhamento organizacional. Características da equipe
Conceito e configurações criativa. Otimização de desempenho
Seleção de material e fornecedores. Projeto da sequência de produção. Administração do projeto
Quadro 1.1: Comparação das perspectivas das comunidades acadêmicas de marketing, organizações, engenharia e administração da produção. (Krishnan e Ulrich (2001).)
Observa-se que as várias definições apresentadas indicam que o produto é desenvolvido ao longo de estágios ou fases, constituindo então o PDP. Essa divisão em fases e em grupos de atividades é uma das maneiras utilizadas para lidar com a complexidade desse processo, possibilitando o estabelecimento de pontos de verificação e controle que contribuem para aumentar a eficácia de seu gerenciamento. Na realidade, o processo de desenvolvimento de novos produtos é um processo multidisciplinar associado à Cooperação entre marketing, pesquisa e desenvolvimento (P&D)e operações (manufatura). Basicamente, o PDP é constituído genericamente das seguintes fases: geração de ideia, nvestigação i preliminar, desenvolvimento do produto propriamente dito, produção-piloto e lançamento do produto. A Figura 1.6 apresenta diversas propostas de divisão do PDP em fasesou estágios. Pode-se observar que a denominação dada às fases, assim como a sua divisão, é bastante variável, segundo os diferentes autores. Nota-se, também, que não há limites claros entre as fases, embora cada fase, em geral, apresente um objetivo a ser atingido. Ainda analisando os diferentes modelos propostos para o PDP por vários estudiosos no assunto, pode-se verificar que não há uma regra previamente definida para ação divisão desse Assim, observa-se é comum a divisão PDP Codinhoto em fundo grau de processo. maturidade. De acordo com que O’brien e Smith (1994) doapud (2003), maturidade do projeto é o momento em que o projeto (como produto) está definido suficientemente de modo a ser liberado para análise e utilização em atividades subsequentes, sem que haja a possibilidade de ocorrer retrabalhos nas fases seguintes devido ao que foi entregue. Desse modo, à medida que as definições relacionadas ao mercado (tamanho e exigências dos consumidores), à empresa (recursos e investimentos necessários) e ao produto (desempenho desejado, forma etc.) são claramente estabelecidas, uma nova fase é iniciada. Codinhoto (2003) apresenta diversas propostas
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
de divisão do PDP em etapas que são ilustradas na Figura 1.6. Pode-se obser var que a denominação dada às fases, assim como a sua divisão, é bastante variável, segundo os diferentes autores, embora, de forma geral, apresentem diversos pontos em comum e possuam uma lógica semelhante. Nota-se também que não há limites claros entre as fases, embora cada fase, em geral, apresente um objetivo a ser atingido. Entretanto, vale destacar que essas fases têm muito mais o intuito de apresentar o processo de desenvolvimento de produtos de uma forma clara e didática para que ele seja bem entendido pelo leitor. Na prática, essas diversas fases podem ocorrer em sequência diversa daquela apresentada aqui, além de algumas delas poderem ser suprimidas ou acrescentadas, dependendo do tipo de projeto a ser desenvolvido, da cultura da empresa, do momento competitivo enfrentado pela empresa, entre outros fatores. Por essas razões, diz-se que esses modelos são apenas uma “referência” de como o processo de desenvolvimento geralmente ocorre (modelo descritivo, ou seja, aquele que descreve as atividades de desenvolvimento de produtos que normalmente ocorrem) ou como deveria ocorrer (modelo prescritivo, ou seja, aquele que prescreve como as atividades deveriam ocorrer) na empresa (Cross, 1994).
Figura 1.6: Divisão do PDP em fases. (Codinhoto, 2003.)
Como pode ser visto pelas Figuras 1.3 a 1.6, bem como pelo Quadro 1.1, a bibliografia nesse tema apresenta diversas propostas de processo de desenvolvimento de novos produtos. A literatura também denomina o processo de desenvolvimento
21
22
Projeto do Produto
ELSEVIER
de novos produtos como “modelo de referência para desenvolver produto”, “desenvolvimento integrado de produtos”, dentre outras expressões. Embora cada uma dessas denominações traga algumas diferenças, em essência são muito semelhantes. Algumas dessas definições trazem maior identidade com a engenharia de produção, como as de Clark e Wheewright (1993) e Rozenfeld et al. (2006) e outras em marketing, como a de Cooper (1993). Cabe ainda enfatizar que, dentre as proposições existentes, algumas se limitam apenas ao processo de projeto, ou seja, a fase da concepção e materialização do produto propriamente dita, como, por exemplo, os modelos propostos por Pahl e Beitz (1996) e Back et al. (2006), enquanto os outros consideram o PDP como um processo de negócios que vai além da si mples especificação técnica do produto. Na verdade, o desenvolvimento de produto é um processo mais amplo em que está incluso o projeto do produto. A seguir, algumas dessas definições são apresentadas. 1.1.1. Funil de Desenvolvimento
O funil de desenvolvimento ( Development Funnel), proposto por Clark e Wheewright (1993), trata de modo integrado das atividades básicas do desenvolvimento de produto, permitindo gerar e revisar alternativas, observar a sequência de decisões críticas e avaliar a natureza da tomada de decisões. A forma de funil ocorre justamente porque existe um de processo deconsiste decisõesem quequatro reduzestágios o número de opções disponíveis atividade projeto.deOtomada processo compreendidos por Clarknae Wheelwright (1993): conceito e desenvolvimento, planejamento do produto, engenharia do processo e produto, e produção-piloto e aumento de produção (ramp-up). Essa estrutura é ilustrada na Figura 1.7.
Figura 1.7: Funil de desenvolvimento de produtos (Clark e Wheewright, 1993).
Conforme ilustrado na Figura 1.7, as ideias estão localizadas na boca do funil e, à medida que são selecionadas, avançam para o desenvolvimento, após a tomada de decisão para serem desenvolvidas. Na realidade, o surgimento das ideias e o avanço em
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
direção ao funil de desenvolvimento são geralmente impulsionados pelo mercado e pela tecnologia. Do lado do mercado, as ideias são puxadas pelas demandas de atendimento a determinado segmento de mercado ou pela necessidade gerada pelos competidores enquanto a tecnologia também pode impulsionar as ideias em função da sua disponibilidade e viabilidade sob o ponto de vista comercial. Uma vez decidido, essas ideias tornam-se projetos para serem desenvolvidos e vão avançando na medida em que se executam as atividades relacionadas ao desenvolvimento, considerando os dados técnicos e mercadológicos, a partir das três dimensões de custo do produto, tempo para desenvolver o produto e desempenho do produto. Para exemplificar, dentre as empresas que implantaram o funil de desenvolvimento estão a Natura (Nascimento e Marx, 2001) e a Sandvik (Santos e Paschoarelli, 1998). Outras propostas para um PDP enfatizam que grande atenção deve ser dada aos estágios iniciais de pré-desenvolvimento, em função de que a complexidade envolvida no desenvolvimento de produto tende a aumentar à medida que o desenvolvimento avança. Concentrar esforços nas fases iniciais sem dúvida trará benefícios em termos de alcançar um desenvolvimento mais eficaz (atingir o que é esperado, ou seja, alcançar o sucesso técnico e comercial) e mais eficientemente (atingir os resultados esperados da forma mais otimizada possível). Assim, acrescentam uma fase mais bem definida de geração de ideias e investigação preliminar, como a proposta de Cooper (1993), descrita a seguir. 1.1.2. Processo de Stage-gates
O conceito da sistemática de stage-gates srcinou-se na NASA (National Aeronautics and Space Administration) e foi popularizado por Cooper na década de 1990, baseado em experiências, sugestões e observações de um grande número de empresas e organizações. O autor apresenta uma estrutura denominada genericamente “stage-gate”, como sendo uma abordagem que divide o processo de desenvolvimento em estágios discretos e identificáveis, tipicamente, quatro, cinco ou seis estágios. Cada um dos estágios é desenvolvido para obter as informações para que o projeto possa progredir para o estágio seguinte, antes passando por um ponto de decisão denominado gate, que precede cada estágio. Os gates servem como pontos de verificação de controle da qualidade, atuando como pontos de decisão se o projeto continua ou deve ser abortado; são predefinidos e especificam um conjunto de atividades a serem cumpridas para o estágio em análise, utilizando uma série de critérios ou outputs. Geralmente, a avaliação nos gates é conduzida por gerentes seniores ou por um comitê de projetos. O fluxo para uma abordagem genérica do stage-gate é mostrado na Figura 1.8. Os estágios de desenvolvimento são os seguintes (Cooper, 1993): − investigação preliminar: uma rápida investigação e verificação do escopo do projeto;
23
Projeto do Produto
24
−
−
− −
ELSEVIER
investigação detalhada: investigação em mais detalhes, podendo conduzir a elaboração de um plano de negócios, incluindo definição e justificativa do projeto e também um plano de projeto; desenvolvimento: atividade de projeto e desenvolvimento do produto propriamente dita, que compreende a definição das especificações do produto e do processo e construção dos protótipos, bem como especificação dos meios de controle e determinação dos custos. validação e teste: testes em laboratório, na própria planta industrial ou no mercado, para verificar e validar o novo produto proposto, sua produção e marketing; produção e lançamento: início da produção, marketing e comercialização do produto.
Figura 1.8: Stage-gate genérico para desenvolvimento de novos produtos (Cooper, 1993).
As melhores práticas para o desenvolvimento de produto podem ser apoiadas pela implementação da abordagem do stage-gate. Para citar como exemplo, as seguintes empresas implantaram o stage-gate e suas variantes (Phillips et al., 1999): Bombardier Aerospace Group, Kodak, General Electric, Lucas Industries, Rolls-Royce, Pegeout, Renault e Motorola. Os autores fazem uma comparação entre os processos de stage-gate dessas organizações a partir da proposição de um stage-gate genérico com quatro estágios. O trabalho conclui que, apesar de serem diferenciados em alguns detalhes, os processos das empresas seguem a proposição do stage-gate genérico. Os autores afirmam que empresas que trabalham com estrutura matricial multifuncional tendem a ser mais próximas da estrutura genérica que considera quatro estágios de desenvolvimento, enquanto as organizações com estrutura de desenvolvimento mais funcional tendem a utilizar uma quantidade maior de estágios, com revisões formais periódicas dentro dos estágios. 1.1.3. Modelo de Referência para Desenvolvimento de Novos Produtos
trabalho recenteque e relevante para oGestão desenvolvimento de novos é o de Um Rozenfeld em seu livro et mais al. (2006), de Desenvolvimento de produtos Produtos: uma referência para a melhoria do processo apresenta um modelo detalhado para o desenvolvimento de novos produtos, com base em três macroprocessos (pré-desenvolvimento, desenvolvimento e pós-desenvolvimento) e respectivos estágios, atividades e ferramentas utilizadas nesse processo. A Figura 1.9 ilustra esse processo. O processo proposto pelos autores é complexo, bem detalhado, e cobre uma importante lacuna para a área de desenvolvimento de novos produtos no Brasil.
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
Figura 1.9: Modelo de referência de Rozenfeld et al. (2006).
1.1.4. Exemplo de Processo de Desenvolvimento de Novos Produtos
Neste modelo, cada fase é caracterizada pela entrega de um conjunto de resultados (deliverables) cuja avaliação permite que o PDP passe para a fase seguinte. Cada macrofase é dividida em fases conforme detalhado a seguir: pré-desenvolvimento: planejamento estratégico desenvolvimento: planejamento do projeto, projeto informacional, projeto conceitual, projeto detalhado, preparação produção, lançamento do produto. pós-desenvolvimento: acompanhar produto/processo, descontinuar produto O planejamento estratégico da empresa determina o portfólio de produtos, isto é, define quais produtos serão desenvolvidos, quais serão cancelados, quais os mercados a serem atendidos com os produtos e, quando os mesmos serão lançados. A macrofase de desenvolvimento se inicia com a fase de planejamento do projeto, também conhecida como anteprojeto, na qual são definidos o escopo do projeto, a viabilidade técnico-econômica, os recursos humanos a serem mobilizados, os prazos de execução, os custos esperados e os riscos implicados, assim como é melhorado o grau de estruturação do projeto. A fase de projeto informacional transforma a saída da fase anterior em especificações do projeto, isto é, estabelece valores meta para os parâmetros identificados na fase anterior, completa as informações sobre os usuários do produto e detalha os requisitos do produto. A fase de projeto conceitual transforma a linguagem verbal em linguagem geométrica. Nessa fase são definidos princípios de solução para as funções e concebido o arranjo esquemático das partes constituintes do produto, denominado de arquitetura
25
26
Projeto do Produto
ELSEVIER
do produto. Até esse momento o produto ainda não tem corpo, isto é, os conceitos gerados são representados por diagramas, ilustrações condensadas do produto ainda não completamente definido. A fase se completa pela definição da forma geométrica dos componentes, considerando a ergonomia e a estética do produto. Nessa fase é analisada a possibilidade de se criar uma família de produtos baseada na concepção escolhida e ao mesmo tempo é iniciada a busca por fornecedores para componentes-chave. A concepção é feita voltada à economia de escopo, isto é, procura-se distribuir o esforço e os investimentos de projeto por uma série de produtos. A fase de projeto detalhado completa a descrição do produto finalizando a descrição dos materiais e o dimensionamento dos componentes. Os processos de fabricação são planejados, testes são realizados e a documentação do produto é organizada. A fase de preparação da produção envolve a mobilização dos recursos para a produção, a preparação dos dispositivos de fabricação, a produção de um lote piloto (denominado também de pré-série), o desenvolvimento dos fornecedores e treinamento do pessoal. A macrofase de desenvolvimento se encerra com a fase de lançamento do produto, na qual desenvolvidos os processos de comercialização, vendas, distribuição, atendimento ao cliente e assistência técnica, assim como é realizado o lançamento do produto. Documentar melhores práticas e o rationale das decisões tomadas. A macrofase de pós-desenvolvimento se inicia com a fase de acompanhar produto/processo. Nessa fase são realizadas avaliações da satisfação dos clientes, monitorado o desempenho e feita uma auditoria do processo de desenvolvimento. A fase descontinuar o produto analisa e define a descontinuidade do produto, e planeja o fim da sua produção. Os processos de logística reversa são estabelecidos para o recebimento do produto e são feitas a avaliação final e o encerramento do projeto. A Figura 1.10 mostra esquematicamente um exemplo de processo de desenvolvimento de produtos, sua divisão em fases e a denominação de cada uma, para uma empresa fabricante de motores diesel. O “V” mostrado na figura representa a forma como os requisitos do produto são desdobrados. Inicialmente, esses requisitos são definidos para o produto, e, conforme o planejamento avança, ele é desdobrado em nível de sistema e depois em componente. Já a verificação e a validação do produto ocorrem nos níveis de sistema e depois do produto completo, ou seja, a verificação pode ser iniciada com um sistema separado, como uma análise de fluxo do sistema de arrefecimento, porém a validação só estará finalizada quando for realizado o teste do motor completo com todos os seus componentes.
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
Figura 1.10: Modelo QVP (Brigantini e Miguel, 2008).
O desenvolvimento de um novo produto é, portanto, um processo amplo, que deve preferencialmente envolver toda a empresa, no qual está incluso o projeto do produto propriamente dito, que é um atributo da engenharia e do design. A definição de projeto do produto é menos trivial do que se pode imaginar em princípio e representa um aspecto fundamental para a compreensão das atividades envolvidas. As diferentes terminologias adotadas muitas vezes trazem confusão aos iniciantes no assunto. Dessa forma, é importante a adequada definição de alguns conceitos básicos. 1.2. Métodos de Projeto Pode-se considerar que o projeto do produto encontra-se na interface entre a empresa e o mercado, cabendo à equipe de projeto desenvolver um produto que atenda às expectativas de mercado em termos de qualidade do produto, no tempo adequado, ou seja, mais rápido que os concorrentes, e a um custo de projeto compatível. Além disso, deve também assegurar a manufaturabilidade do produto desenvolvido, ou seja, a facilidade de produzi-lo atendendo a restrições de custos e de qualidade. Desse modo, Fachinello (2004) afirma que, com a análise dos diferentes modelos referenciais apresentados na literatura, pode-se perceber que, de maneira geral, as atividades consideradas pelos diferentes autores são semelhantes em sua concepção, diferindo apenas em termos de sua adapta apresentação de endossar sua afirmação, autora de Busse edenominação. Cunha (2002)E,a como Tabelauma 1.2,forma que ilustra os tais modelos referen-a ciais de alguns autores.
27
28
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 1.2 Modelos referenciais das áreas de engenharia de produção, marketing e design Clark e Fujimoto (1991)
Krishnan e Ulrich (2001)
Pahl e Beitz (1996)
Kaminski (2000)
Crawford (2000)
Kotler (1998)
Bonsiepe (1984)
Conceito
Desenvolvimento do conceito
Especificação do projeto
Especificação da necessidade
Identificação de oportunidades
Geração de ideias
Problematização
Planejamento do produto
Projeto da cadeia de suprimentos
Concepção de projeto
Estudo de viabilidade
Geração de conceito
Triagem de ideias
Análise
Engenharia do
Desenvolvimento
Projeto preliminar
Projeto básico
Avaliação de
Desenvolvimento
Definição do
produto Projeto do processo
do produto Teste e validação de desempenho
Projeto executivo
projeto Desenvolvimento técnico
e teste Estratégia de marketing
problema Anteprojeto
Produçãopiloto
Lançamento
Lançamento
Análise comercial
Avaliação
Desenvolvimento
Realização
Testes de mercado
Análise final
Projeto detalhado
Planeamentode produção Execução
Comercialização
Fonte: Adaptada de Buss e Cunha (2002) apud Fachinello (2004).
Com a análise do que apresenta a Tabela 1.2, observa-se que o projeto pode ser visto como uma sequência de atividades interligadas em que ocorre basicamente o processamento de informações. Segundo Medeiros (1981), métodos de projeto de produto são definidos como sistemáticos ou intuitivos, sendo utilizados de acordo com o nível de complexidade do problema a ser resolvido. O autor considera que “a utilização de métodos sistemáticos se justifica na medida em que a explicitação do processo contribua para que se criem soluções levando em conta a experiência de um maior número de pessoas, inclusive pessoas não pertencentes à equipe de projeto; para que se possa alcançar melhor qualidade nas soluções propostas; e para que se possa acelerar o tempo gasto no processo de criar e avaliar soluções”. Nesse sentido, Vladimir Hubka (1983) entende que tais métodos de projeto são “qualquer sistema formado por regras e diretrizes que objetivam determinar a forma pela qual o projetista deve proceder para realizar uma determinada atividade de projeto”. Por conseguinte, diferem os métodos de projeto dos modelos de referência, pois estes procuram apresentar uma estrutura genérica do processo de desenvolvimento de produtos, enquanto aqueles atuam em atividades específicas desse processo, como, por exemplo, a etapa de geração do conceito. Os métodos intuitivos podem ser considerados inadequados diante da crescente complexidade dos meios de produção. Esse ponto de vista é amplamente aceito e dispensa maiores justificativas. Existem atualmente diversos métodos propostos, em diferentes níveis de detalhamento e especificidade, com o fim de auxiliar o projeto do produto. A utilização de um desses métodos vai depender basicamente do tipo de trabalho desen-
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
volvido, de seu nível de complexidade e de uma escolha da equipe ou mesmo do gerente de projetos pelo processo de trabalho mais adequado às necessidades e possibilidades do produto ou da empresa, sendo que quase sempre o que ocorre é uma adaptação de uma ou mais metodologias às características específicas do trabalho, levando a equipe a desenvolver, com o tempo, um método próprio e adequado ao trabalho desenvolvido. O desenvolvimento de produtos é bem mais complexo do que pode parecer em princípio, principalmente nos casos de produtos caracterizados como inovação radical (ver Capítulo 2), como os colocados na condição de novos projetos (e não da adaptação ou melhoria de produtos já existentes). Sendo assim, torna-se interessante uma investigação um pouco mais profunda das funções desse setor e das diferentes metodologias utilizadas para a concepção de produtos, apresentados aqui de maneira bastante ampla. 1.3. Metodologias de Projeto do Produto Bruno Munari, conceituado designer italiano, apresenta uma visão de metodologia aplicada à comunicação visual (Munari, 1975), mas que possui natural similaridade com diversos conceitos do design e das engenharias, embora apresente um enfoque especial das características estéticas e visuais do produto. Segundo o autor, o artista projeta suas obras utilizando-se de regras clássicas e de acordo com as técnicas que lhe são familiares, com o objetivo de criar obras densas e de concepção pessoal. Mas o projetista, dado que utiliza toda classe de materiais e processos sem preocupações de natureza artística, necessita de um método que permita a realização de seu projeto de forma adequada, resultando em técnicas precisas e forma que corresponda às várias funções requeridas pelo produto (incluindo a função psicológica). Nesse caso, será necessário o projeto de um produto que não somente possua qualidades estéticas e que seja compreensível para seu público consumidor, mas que atenda satisfatoriamente a vários outros requisitos, como adequar-se aos meios tecnológicos disponíveis para fabricação, além de apresentar viabilidade econômica e de materiais, por exemplo. Munari apresenta uma metodologia (Figura 1.14) baseada nos esquemas de Archer, Fallon e Sidal (Figura 1.13), e que, seguindo as sugestões de Asimow, possui os seguintes pontos principais: Enunciado do problema. O problema a ser abordado deve estar bem definido, de acordo comde a análise das necessidades, essa própria análise realizada empresa departamento marketing, por exemplo)seja ou pela equipe depela projeto, sob (pelo pena de todo o processo de concepção ser alterado por uma definição equivocada da questão a ser atendida. Identificação dos aspectos e funções. O problema deve ser analisado a partir de dois componentes principais: o físico e o psicológico. O componente físico (viabilidade
29
30
Projeto do Produto
ELSEVIER
técnica e econômica) se refere às formas de produção a serem utilizadas para a construção do produto, enquanto o componente psicológico (aspectos culturais, históricos e geográficos) aborda a relação entre o produto e seu usuário. Limites para o projeto. Durabilidade prevista para o produto, utilização de componentes já existentes, limites legais (proibições de determinados produtos ou substâncias, por exemplo), exigências e características do mercado. Disponibilidade técnica. Deve-se ter pleno conhecimento dos processos e materiais a serem utilizados, visando à obtenção do melhor resultado com o menor custo. Criatividade. Elemento central do processo de concepção, pois deve levar a uma síntese das necessidades e dos elementos identificados, sem contudo atuar fora dos limites previamente impostos, levando a uma “solução ótima” para o produto, que atenda às necessidades levantadas e dentro dos limites existentes, apresentando um produto com variável grau de inovação. Modelos. Da síntese criativa nascem os modelos, de tamanho natural ou em escala, em níveis crescentes de detalhamento e sofisticação, até atingirem a forma do produto final, com a construção de um ou mais protótipos (veja o Capítulo 21). Esquemas Metodológicos Apresentados por Munari
Archer
Fallon
Sidal
programação
preparação
definição do problema
levantamento de dados
informação
exame de soluções possíveis
análise
valoração
limites
síntese
criatividade
análise técnica
desenvolvimento
seleção
otimização
comunicação
projeto
cálculo
protótipos
testes
modificações finais
Figura 1.11. Fonte: Munari, 1975.
A partir desse exemplo pode-se ter uma ideia bastante simplificada de como funciona o processo projetual, que apresenta estreitas semelhanças com a maioria dos métodos para solução de problemas: necessidade, levantamento de informações, concepção, geração de alternativa, determinação da solução e detalhamento. As formas de aplicação
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
dessas metodologias, entretanto, apresentam diferenças importantes, o que torna cada uma delas apropriada a determinado tipo de problema (ou produto). Pode-se dizer que o nível de sofisticação e detalhamento do processo metodológico adotado obedece às características do produto a ser desenvolvido. Naturalmente um produto tecnologicamente simples (um vaso cerâmico, por exemplo) não necessitará do rigor metodológico de produtos mais sofisticados (como um avião ou uma planta industrial), mesmo devido ao fato de que, na maioria dos casos, os processos de concepção e tecnologias de fabricação de produtos mais “simples” estão amplamente disseminados, sendo muitas vezes possível seu inteiro domínio (concepção e fabricação) por um pequeno grupo ou mesmo por uma só pessoa, como no caso da produção artesanal. Processo metodológico proposto por Munari (1975)
Figura 1.12. Fonte: Munari, 1975.
Seguindo esse processo básico de raciocínio, foram desenvolvidos diferentes processos metodológicos, com determinadas características bastante específicas e adequadas a diferentes situações. Medeiros (1981) apresenta algumas dessas metodologias para a atividade projetual, cujos diagramas comparativos (bastante simplificados) encontram-se nas Tabelas 1.3 a 1.6.
31
32
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 1.3: Metodologia proposta por Jones Divergência
Informaçãoprimária Exploraçãodasituaçãodoprojeto
Formulação Análise
Transformação
Percepção ou transformação da estrutura do problema
Síntese
Convergência
Localizar parâmetros Descrever soluções Identificar contradições
Concepção e desenvolvimento
Combinar soluções em alternativas Avaliar alternativas
Avaliação e solução
Escolher solução (design) final
Fonte: Medeiros, 1981.
Estruturada em três fases (divergência, transformação e convergência), a metodologia de Jones (Tabela 1.3) indica etapas importantes da atividade de concepção: partindose de uma situação bastante definida (o problema), abrem-se diversos caminhos, que poderão levar a diferentes soluções, mais ou menos adequadas, através da transformação dos dados obtidos na etapa de informação primária. A partir daí, o processo de concepção levará a uma “filtragem” das soluções possíveis, através da determinação de parâmetros e geração de alternativas, até que se chegue a uma solução final dedesign. Embora não aborde outras etapas de projeto, como o detalhamento do produto e a construção de modelos e/ou protótipos, pode-se perceber nesse caso o “movimento” existente no processo de concepção, que, muito mais do que devaneios de concepção artística, funcionam como recursos de extrema importância para a geração de alternativas (especialmente com relação a aspectos formais do produto) e desenvolvimento de inovações significativas. Tabela 1.4: Proposta de Bonsiepe Estruturação do problema Descobrimento de uma necessidade Valoração da necessidade projetual
Projeto
Formulação geral do problema Finalidade particular do produto Finalidade geral do projeto
Análise
Formulações particularizadas do problema Requisitos específicos e funcionais Características do produto Fracionamento do problema Hierarquização dos problemas parciais
Síntese
Análisedesoluçõesexistentes Desenvolvimento de alternativas
Avaliação Concepção e desenvolvimento
Verificação e seleção de alternativas
Avaliação e solução
Elaboração de detalhes particulares
Execução
Protótipo Modificação do protótipo Fabricaçãodapré-série
Fonte: Medeiros, 1981.
Formulação
Revisão Execução
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
Gui Bonsiepe, designer alemão, apresenta uma metodologia mais elaborada, determinando etapas desde o descobrimento e valoração da necessidade até a fabricação em pré-série (Tabela 1.4). Pode-se notar a separação entre duas etapas fundamentais: a estruturação do problema projetual e o projeto propriamente dito. Bonsiepe chama a atenção, assim, para a importância de um firme enfoque em relação ao problema a ser atendido como forma de tornar consistente a solução adotada. Nesse caso é observada maior amplitude em relação ao processo projetual, que inclui etapas como construção de protótipos e fabricação da pré-série, etapas importantes para que, através de um processo de realimentação, sejam estabelecidos parâmetros para novos projetos com base em erros e acertos dos projetos desenvolvidos. Tabela 1.5: Processo metodológico proposto por Asimow Estudo de exequibilidade
Análise das necessidades Identificação do problema Concepçãopara oprojeto Análise física Análise econômica Análise financeira
Projeto preliminar
Formulação Análise e síntese Concepção Avaliação
Seleção de concepção Modelos matemáticos Análise de sensibilidade Análise de compatibilidade
Desenvolvimento
Análise de estabilidade Otimização formal Projeções para o futuro Previsão do comportamento do sistema Verificação da concepção do projeto Simplificação do projeto
Projeto detalhado
Preparação para o projeto Projeto geral de subsistemas Projeto geral de componentes Projeto detalhado das partes Desenhos de montagem Construção do protótipo
Avaliação Execução
Programadetestes
Revisão
Análiseerevisão
Avaliação
Reprojeto
Revisão
Fonte: Medeiros, 1981.
Em um crescente nível de detalhamento, a metodologia apresentada por Asimow tem como características principais uma abordagem mais ampla do processo projetual em relação aos anteriores, bem como um aspecto cíclico que aparece como uma constante durante o processo. Etapas como avaliação e revisão repetem-se ao longo do projeto, chamando a atenção para o fato de que o processo projetual não é estático ou linear, apresentando menores ou maiores peculiaridades em função de características próprias do produto a ser concebido e do público ao qual é destinado.
33
34
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 1.6: Metodologia proposta por Medeiros Etapa de identificação
Identificação inicial do contexto de projeto (situação do projeto, processos de solução, produtos e política existentes, mercado e normas de legislação) Identificação dos fabricantes e usuários Planejamento do trabalho (definição do escopo do projeto, do produto ou sistema de produtos) Viabilização do projeto
Etapa de análise
Análise do processo de trabalho Análise das tarefas de comando (importância, frequência e tempo de uso) Análise dos fatores antropométricos Análise das condições ambientais Análise das tarefas de manutenção Análise dos fatores morfológicos Análise dos fatores de operação (sistema, subsistemas e funções técnicas do produto, obsolescência) Análise dos fatores de difusão Análise dos fatores de produção Análise e avaliação dos produtos existentes
Etapa de definição dos requisitos
Definição dos requisitos e restrições Definição de características e subsistemas do produto Fracionamento e hierarquização dos subsistemas do produto
Etapa de desenvolvimento
Programação da etapa seguinte Desenvolvimento de alternativas de concepção do produto como um todo Avaliação e seleção de alternativas de concepção Avaliação e seleção de alternativas para o produto Desenvolvimento de alternativas para cada subsistema Detalhamento da solução para cada subsistema Desenvolvimento de alternativas para cada componente Avaliação e seleção de alternativas para cada componente Detalhamento da solução para cada componente Desenvolvimento de alternativas para cada peça Avaliação e seleção de alternativas para cada peça Detalhamento da solução para cada peça Desenvolvimento da concepção formal – avaliação da compatibilização dos
Etapa de testes
subsistemas – execução de modelos e desenhos Construção de protótipo(s) da(s) solução(ões) adotada(s)
Revisão de projetos
Revisão de documentação
Fonte: Medeiros, 1981.
A metodologia proposta por Medeiros (Tabela 1.6) apresenta como característica marcante um alto nível de detalhamento, em especial na etapa de análise. Além disso, pode-se observar o cuidado do autor em determinar os diferentes níveis do projeto, desde
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
sistemas completos até peças isoladas. Esses dois aspectos representam uma importante referência para alguns problemas bastante complexos. O autor apresenta diversas formas de desenvolvimento do processo projetual, entre sequências predominantemente lineares ou aquelas em que há o desenvolvimento paralelo de várias etapas. Na metodologia apresentada, é sugerida a possibilidade de que a etapa referente às diversas análises realizadas possa ser realizada de forma paralela,“de acordo com a equipe e o tempo disponíveis”. Nesse ponto estão dois elementos cruciais do desenvolvimento projetual: a equipe responsável e o tempo disponível. Ora, a crescente complexidade tecnológica dos produtos desenvolvidos tem praticamente eliminado a figura do “inventor solitário”, que domina todo o processo de concepção e apresenta soluções sem a utilização de uma metodologia definida. Em seu lugar surgem equipes cada vez maiores, especializadas no desenvolvimento de projetos em suas várias especialidades. Se a criação de equipes ou centros de pesquisa torna-se um recurso inestimável à atividade projetual, traz em seu bojo uma série de complicações, basicamente relacionadas à necessidade de um efetivo e adequado gerenciamento de todo o pessoal envolvido e, principalmente, da informação que circula entre os diferentes grupos. Em alguns casos, o desenvolvimento de produtos transforma-se na espinha dorsal da empresa, razão de seu sucesso e principal atividade desenvolvida. Em muitas empresas líderes mundiais em suas áreas de atuação, o projeto de produtos é uma das principais atividades realizadas, juntamente com o desenvolvimento da marca e das estratégias de marketing, baseadas na excelência dos produtos desenvolvidos. A Nike é um exemplo de empresa líder global em sua área, cujo sucesso é fortemente baseado na qualidade de seus produtos. Ela não possui fábrica própria, suas atividades se concentram na pesquisa biomecânica, no design dos tênis e na construção e comercialização da sua marca. As fábricas estão espalhadas pela Ásia, nos países onde é mais barato fabricar ou nos locais mais vantajosos para se fazer a distribuição dos produtos. Outro exemplo da importância que o projeto de produtos vem adquirindo está no modo organizacional empregado atualmente nas indústrias aeronáutica e automobilística. Essas empresas adotam uma estrutura em rede na qual fornecedores de primeira linha são parceiros da empresa-mãe e parte integrante da equipe de projeto. O caso do Renault Clio pode ser citado como exemplo, no qual um novo material (polimérico) foi criado para o paralamas do veículo através de uma parceria da Renault com duas empresas de materiais plásticos: a Omnium Plastik e a GE Plastik. A Renault dispõe de uma instalação específica para o desenvolvimento de novosprodutos – Technocentre –, que é compartilhadacom os fornecedores e parceiros, de forma que to dos utilizam as facilidadescomuns providas pela empresa-mãe para executar os testes e simulações necessários. Situação semelhante se verifica na Embraer, onde seu pessoal, em parceria com um conjunto de fornecedores de sistemas e partes doavião, projetou a nova linha de aviões da família 170/190. A família 170/190 foi desenvolvida com a participação de 16 parceiros de risco, isto é, parceiros que investiram capital de risco no desenvolvimento do produto
35
36
Projeto do Produto
ELSEVIER
e 22 parceiros fornecedores, integrados à equipe de projeto da Embraer desde as etapas iniciais do desenvolvimento do produto. Os fornecedores tomaram parte das decisões de todas as fases do projeto, mesmo a distância. Os principais fornecedores da Embraer estão localizados na França, na Alemanha, na Espanha, no Japão, no Reino Unido e nos Estados Unidos. Atualmente, a atividade de desenvolvimento de novos produtos está definitivamente vinculada à estratégia de inovação tecnológica traçada pelas organizações, sendo mundialmente reconhecida como um fator-chave no bom desempenho empresarial. As empresas têm plena consciência de que seu sucesso é fortemente dependente da maneira como projetam seus produtos e de sua habilidade de organizar, processar e aprender através das informações relacionadas ao ciclo de desenvolvimento dos seus produtos. AS PARCERIAS DA EMBRAER DESENHO DO AVIÃO COM OS PARCEIROS A Embraer ganhou mais um parceiro de risco para a produção da linha 170/190. Trata-se da empresa francesa Latecoére, que irá produzir segmentos da fuselagem no país. Atualmente a Embraer importa cerca de 50% das peças dos seus aviões. Os jatos da família 170/190 foram desenvolvidos em conjunto com 16 parceiros de risco e 22 fornecedores principais. Vários fornecedores se instalaram na área de São José dos Campos, o que reduz o ciclo de fornecimento dos materiais e agiliza a solução dos problemas que surgem na linha de montagem. Segundo o diretor de Suprimentos da empresa, o maior
desafio da Embraer é obter o máximo de eficiência na gestão dos múltiplos programas de produção de aeronaves. Os principais fornecedores da Embraer encontram-se na Europa e nos Estados Unidos, e o tempo de entrega dos componentes atualmente é de cerca de 20 dias. O ciclo de produção de um jato da família ERJ-145 é de 4,5 meses, enquanto o da família 170 é de cinco meses.
Compilado da Gazeta Mercantil de 5/8/2004.
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
Referências BACK, N.; OGLIAR, A.; SILVA, J.C. da; DIAS, A. Projeto integrado de produtos: planejamento, concepção e modelagem. Manole, 2007. ISBN: 978-85-204-2208-3 BACK, Nelson. Metodologia de Projeto de Produtos Industriais . Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois S.A., 1983. BUSS, C. O.; CUNHA G. D. Modelo Referencial para o Processo de Desenvolvimento de Novos Produtos. In: XXII Simpósio de Gestão da Inovação Tecnológica, Salvador, 2002. CLARK, K.B.; FUJIMOTO, T. Product Development Performance: strategy, organization, and management in the world auto industry. Boston, Mass: Harvard Business School Press. 1991. CLARK, K.B.; WHEELWRIGHT, S.C. Managing new product and process development. Nova York: The Free Press, 1993. CODINHOTO, R. Diretrizes para o planejamento e controle integrado dos processos de projeto e produção. Dissertação de Mestrado (Mestrado em Engenharia Civil), Núcleo Orientado para a Inovação da Edificação, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil. Porto Alegre: Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003, xiv, 162 f. COOPER, R. Winning at new products – accelerating the process from idea to launch. Cambridge: Perseus Books, 1993. CROSS, N. Engineering design methods: strategies for product design. 2. ed. Londres: Wiley,1994. 179p. DINGLE, John. Project Management: Orientation for Decision Makers. Londres: Arnold, 1997. FACHINELLO, Tatiana; OLIVEIRA, Marcelo Frasson de; CUNHA, Gilberto Dias da. Análise do Processo de Desenvolvimento de Produtos Empresarial. XXIV Encontro Nacional de Eng. de Produção: Florianópolis/SC, 2004. FERREIRA, A. B. H. Novo Dicionário da Língua Portuguesa. Rio de Janeiro: Nova Fronteira, 1986. FIGUEIREDO, André César. Utilização do CAD na Indústria Mineira: Um Survey no Setor Metal-mecânico. Dissertação (Engenharia de Produção) Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais, 2006. FREIXO, Osvaldo Magno. Incorporação da gestão dos custos do ciclo de vida ao processo de desenvolvimento do produto da EMBRAER. 2004. 188 p. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção, Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2004. GRIFFIN, A. PDMA Research on New Product Development Practices: Updating Trends and Benchmarking Best Practices. Journal of Product Innovation Management, v. 18, 1997. INFORMÁTICA EXAME, O crescimento não evitou a frustração. São Paulo: Editora Abril, ano 11, n. 119, p. 46 - 47, fev. 1996.
37
38
Projeto do Produto
ELSEVIER
KRISHNAN, V. e ULRICH, K. T. Product Development Decisions: A Review of the Literature. Management Science, Vol. 47, n.º 1-jan, 2001. MEDEIROS, Estevão Neiva. Uma proposta de metodologia para o desenvolvimento de projeto de produto. (Dissertação, Mestrado em Engenharia de Produção). – COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro: 1981. MUNARI, B., Diseño e Comunicación Visual: Contribución a una metodología didáctica. Barcelona: Editorial Gustavo Gilli S.A., 3.ed., 1975. 361 p. NASCIMENTO, P.T.S.; MARX, H. O sistema de inovação da natura.Seminários em Administração, v. 5. São Paulo: USP, 2001. Disponível em:
Semead/Vsemead/Operações.htm>. Acesso em: 9 dez. 2004. PAHL G.; BEITZ, W.Engineering Design: a Systematic Approach. London: Springer-Verlag, 1996. PAHL, G.; BEITZ, W. Engineering design: a systematic approach. Springer Verlag, 2003. _____; _____; FELDHUSEN, JÖRG; GROTE, KARL-HEINRICH. Projeto na engenharia: fundamentos do desenvolvimento eficaz de produtos, métodos e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher, 2005. PAHL, Gerhard; BEITZ, Wolfang; FELDHUSEN, Jörg; GROTE, Karl-Heinrich. Projeto na Engenharia: Fundamentos do Desenvolvimento Eficaz de Produtos, Métodos e Aplicações. Tradução Werner, Hans Andréas; revisão Nazem Nascimento. São Paulo: Edgard
Blücher, 2005. PHILLIPS, R. et al. A comparative study of six stage-gate approaches to product development. Integrated Manufacturing Systems, v. 10, n. 5, p. 289-297, 1999. PMBOK. Um Guia do Conjunto de Conhecimentos em Gerenciamento de Projetos. (Guia PMBOK®). Newtown Square: Project Management Institute, Inc., 2004. 405 p. PRADO, D. S. Gerenciamento de Projetos nas Organizações. Belo Horizonte: EDG, 2.ed., 2003, 199 p. RIMOLI, C. A. O processo de desenvolvimento e administração de produtos: um estudo de casos múltiplos em empresas brasileiras de ortopedia. 2001. Tese (Doutorado em Administração) – Programa de Pós-graduação em Administração, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2001. ROOZENBURG, N. F. M.; EEKELS, J.Product Design: Fundamentals and Methods. Nova Iorque: John Wiley & Sons, 1995. 408 p. ROZENFELD H. Visão Holística do Negócio. Núcleo de Manufatura Avançada. www.numa. org.br/conhecimentos, 1999. (acessado em 20/03/2005). ROZENFELD, H.; AMARAL, D.C. Conceitos Gerais de Desenvolvimento de Produto . São Carlos: Grupo de Engenharia Integrada, Universidade Federal de São Carlos, 2001. Disponível em: <
> Acessado em 6 de abril de 2006.
Capítulo 1
| Desenvolvimento de Produtos
ROZENFELD, H.; FORCELLINI, F.A.; AMARAL, D.C.; TOLEDO, J.C.; SILVA, S.L.; ALLIPRANDINI, D.H.; SCALICE, R.K. Gestão de desenvolvimento de produtos : uma referência para a melhoria dos processos. São Paulo: Saraiva, 2006. SANTOS, C.; PASCHOARELLI, L.C. Análise do programa de desenvolvimento de produtos Sandvik a partir da aplicação do “funil” de desenvolvimento. Anais Eletrônicos do II Simpósio de Engenharia de Produção, Simpep. Bauru, 1998. ULRICH, K.T.; Eppinger, S.D.Product design and development. International Edition, Boston: McGraw-Hill, 2000. 358 p. URBAN, Glen L.; HAUSER, John R. Design and Marketing of New Products. New Jersey: Prentice-Hall, Inc., 1993. 701 p. VALERIANO, D. L. Gerência em Projetos: Pesquisa, Desenvolvimento e Engenharia . 2.ed. São Paulo: Makron Books, 2004, 438 p.
39
Projeto do Produto,
2
Competitividade e Inovação Ricardo Manfredi Naveiro Reidson Pereira Gouvinhas
Ao longo dos últimos anos, o setor industrial tem sofrido modificações profundas, ao passar por uma completa reestruturação produtiva resultante das inovações técnicas, organizacionais e mercadológicas adotadas pelas empresas. As mudanças verificadas na tecnologia de fabricação, nas formas de gestão da produção e no tipo de relacionamento estabelecido entre as empresas e seus fornecedores Cunharam um novo padrão produtivo, no qual a inovação e o design têm um papel fundamental na competitividade das indústrias. Essas modificações trouxeram importantes mudanças no projeto do produto, que é uma atividade fundamental para a inovação nas empresas. Este capítulo apresenta uma série de conceitos sobre inovação, mostrando como ela é importante para a competitividade nas empresas e como se relaciona diretamente com as atividades de projeto do produto. Esse processo teve início na década de 1970 em resposta à crise do petróleo e à entrada de produtos japoneses nos mercados americano e europeu. As estratégias adotadas pelas empresas americanas e europeias para manter a sua participação no mercado centraram-se na melhoria da eficiência da produção, com as ações focadas na redução dos custos de produção através da utilização de novas tecnologias e de novos métodos organizacionais. Nos anos 1980, as empresas centraram-se em aprofundar os esforços de redução de custos; novas técnicas de gestão da produção, como just-in-time (JIT), Optimised Production Technology (OPT) e Materials Requirement Planning (MRP), surgiram como formas de melhoria da posição competitiva das empresas. No final da década, as empresas que já se encontravam reorganizadas e enxutas foram desafiadas a melhorar outros aspectos da sua eficiência produtiva.
44
Projeto do Produto
ELSEVIER
Além dos esforços continuados para a redução dos custos, as empresas tiveram de melhorar a qualidade e a durabilidade dos seus produtos, atributos que se tornaram os mais importantes para a competitividade. Os programas de qualidade extrapolaram o âmbito das empresas, envolvendo também os seus fornecedores, que passaram a operar dentro dos mesmos princípios de racionalização e melhoria contínua da qualidade. A demanda atual é por produtos diversificados, com menor escala produtiva, sendo que o tempo de lançamento de novos produtos no mercado é crucial para a obtenção de vantagem competitiva. A capacidade de responder mais rapidamente às novas exigências do mercado consumidor, aliada a uma contínua agregação de valores a produtos e serviços, vem se tornando fundamental nesse novo ambiente empresarial. Atualmente, a maioria das empresas já exauriu as possibilidades de aumentar o seu lucro por corte de custos, reengenharias e melhoria da eficiência; a melhor forma de criar novas receitas é a inovação. O bom desempenho das empresas está definitivamente vinculado à estratégia de inovação tecnológica traçada em cada organização, sendo a inovação e o projeto do produto mundialmente reconhecidos como fatores-chave para o sucesso empresarial e para o ganho de competitividade. As empresas estão sendo desafiadas a criar um ambiente integrado para o desenvolvimento de seus produtos e estão conscientes de que seu bom desempenho no mercado depende fortemente da maneira como organizam, processam e, sobretudo, aprendem ao longo do ciclo de desenvolvimento do produto. Observa-se que, apesar de muitas empresas terem alcançado resultados bastante positivos na melhoria do seu processo produtivo, pouca atenção tem sido dada à etapa do projeto do produto, em que as possibilidades de ganho de competitividade são bem maiores. Isso significa que poucas são as empresas que reconhecem a importância da atividade de projeto como um fator primordial para o seu sucesso comercial. Essa situação é particularmente importante no Brasil. Por exemplo, algumas estimativas indicam que 70% a 90% do custo final de um produto são definidos nas etapas do projeto. Dessa forma, quando uma empresa decide reduzir o custo final de seus produtos, concentrando-se somente em aspectos de melhoria da produção, em vez de melhor analisar o desenvolvimento de suas soluções de projeto, ela tem sob seu controle somente cerca de 10% a 30% desse custo. Um projeto adequado contribui para a melhoria da qualidade de um produto. Juran, um dos grandes estudiosos da qualidade industrial, defende que a qualidade está nas características do produto que atendam às necessidades do consumidor (ou cliente). Portanto, a melhoria da qualidade é observada ao se projetar um produto que atenda às reais exigências do mercado consumidor (por exemplo, desenvolver um produto durável e fácil de ser usado, garantir que sua manutenção seja simples e barata etc.). Em outras palavras, um caminho seguro para a melhoria da qualidade está em mudanças no projeto do produto. Há alguns anos, as marcas de automóveis eram vinculadas a determinados aspectos de qualidade do produto. Assim, as marcas eram caracterizadas pelo luxo, pela
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
excelência mecânica etc. Atualmente, essas diferenças são muito mais sutis. Um automóvel Ferrari é relacionado ao uso esportivo, mas entre as marcas mais conhecidas as diferenças para o consumidor são cada vez mais associadas às características de projeto. Boas soluções de espaço interno, ergonomia bem resolvida e design atraente são atualmente critérios importantes para a compra, e as soluções técnicas para que esses objetivos sejam atendidos são definidas pelos projetistas do produto. Outro benefício de um projeto adequado é seu impacto positivo no atendimento mais rápido às demandas do mercado consumidor. Cada vez mais, as empresas estão sendo pressionadas a atender clientes mais exigentes, que estão à procura de produtos diferenciados dos já existentes no mercado. Telefones celulares e outros aparelhos eletrônicos são bons exemplos de produtos que dependem de soluções (de projeto) cada vez mais diferenciadas para a garantia de permanência no mercado consumidor. A cada nova geração, são inseridos nos produtos novos recursos, com o objetivo de atender a clientes cada vez mais exigentes e destacar a empresa dentre um grupo cada vez mais agressivo de concorrentes. Portanto, para se manterem competitivas, é de fundamental importância que as empresas continuem aprimorando seus produtos através de ações inovadoras, como mudanças na cor, na forma ou na embalagem do produto, ou utilizando-se de novos materiais e tecnologias. Dessa forma, ao se modificar o projeto de um produto, uma nova imagem pode ser criada com o objetivo de manter o interesse do mercado consumidor pelo novo produto ou, ainda, conseguir alcançar novos mercados. Em síntese, a atividade de projeto do produto deve ser vista não só como uma ferramenta importante para se reduzirem os custos e melhorar a qualidade dos produtos, mas também no sentido de se contribuir de forma significativa no estabelecimento de novas estratégias de mercado que são fundamentais para que as empresas se tornem cada vez mais competitivas.
2.1. A Inovação nas Empresas A inovação tecnológica é essencial para o aumento da produtividade e da competitividade das empresas. A atividade de concepção e desenvolvimento de novos produtos está estreitamente vinculada aos processos de inovação tecnológica praticados nas empresas. As empresas têm plena consciência de que seu sucesso é fortemente dependente da maneira como seus relacionadas produtos e deaosua habilidade de organizar, de processar e aprender através dasprojetam informações ciclo de desenvolvimento seus produtos. As empresas inovadoras são, normalmente, as mais dinâmicas e rentáveis; a competição crescente e a demanda por melhorias na produtividade são os principais vetores para a inovação. A opção estratégica das empresas inovadoras é a de conceber produtos novos, criando dessa forma nichos de mercado nos quais usufruem vantagens temporárias, enquanto os concorrentes não conseguem criar algo semelhante. As empresas mais bem-sucedidas são as que melhor gerenciam seus processos de inovação, obten-
45
46
Projeto do Produto
ELSEVIER
do como resultados produtos diferenciados dos concorrentes e maior lucratividade. Essas empresas, geralmente, protegem suas inovações através do sistema de propriedade industrial, registrando uma patente ou um modelo industrial (sobre esse assunto, veja o Capítulo 7). A inovação pode permitir que uma empresa atenda novas necessidades, pode melhorar a sua posição de mercado em relação aos produtos substitutos e pode eliminar ou reduzir a necessidade de produtos complementares escassos ou dispendiosos. Portanto, a inovação pode melhorar as condições de uma empresa e aumentar o seu índice de crescimento. Nas economias mais avançadas, as vantagens tecnológicas e a inovação constituem a base da competitividade, enquanto nas economias em desenvolvimento o processo de mudança técnica se restringe à absorção e ao aperfeiçoamento de inovações geradas em outras economias. O Quadro 2.1, compilado da publicação Brasil: o estado de uma nação , publicada pelo Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada em 2005, mostra as diferenças entre países imitadores e inovadores. Normalmente, os imitadores não obtêm os lucros extraordinários que recompensam os inovadores. São tais lucros que permitem aos países inovadores dar continuidade às inovações e manter a sua liderança tecnológica. Quadro 2.1: Imitadores, inovadores e competitividade
IMITADORES
INOVADORES
Economias cujo processo de mudança é basicamente restrito à absorção e ao aperfeiçoamento de inovações geradas em outras economias.
Economias cujo processo de mudança técnica é capaz de gerar número significativo de produtos ou processos que são novos para o mercado mundial.
COMPETIÇÃO COM BASE EM CUSTOS BAIXOS OU PROTEÇÃO
COMPETIÇÃO COM BASE EM VANTAGENS TECNOLÓGICAS
Baixos salários, exploração de recursos naturais, subsídios ou proteção estatais.
Produtos ou processos novos ou significativamente melhorados.
COMPETITIVIDADE ESPÚRIA
COMPETITIVIDADE AUTÊNTICA
Capacidade de manter ou aumentar a
Capacidade de manter ou aumentar a
participação de determinado país nos mercados internacionais à custa dos comprometimentos do padrão de vida (presente e futuro) de sua população.
participação de determinado país nos mercados internacionais a médio e a longo prazo, proporcionando melhor padrão de vida à população.
O mesmo estudo aponta que apenas 1,7% das 72.000 empresas de propriedade de capital nacional com mais de 10 empregados inova e diferencia produtos e que 21,3% são especializadas em produtos padronizados. A Tabela 2.1 apresenta o número de empresas
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
instaladas no país, segundo estratégias competitivas e padrões tecnológicos, conforme a propriedade de capital da empresa. O estudo ressalta que 70,6% das empresas brasileiras que inovaram e diferenciaram produtos tambéminovaram no processo de produção, sendo que 35,7% delas foram responsáveis por novos processos para o mercado. Tabela 2.1: Número de firmas na indústria brasileira, segundo estratégias competitivas e
padrões tecnológicos e propriedade do capital
Categoria (A) Inovam e diferenciam produto (B) Especializadas em produtos padronizados (C) Não diferenciam e têm produtividade menor Total
Total 1,199 (1,7%) 15,311 (21,3%) 55,486 (77,1%) 71,966 (100%)
Propriedade do capital (%) Nacional Estrangeira Mista 742 394 63 (1,1%) (21,3%) (17,2%) 13,876 1,243 192 (19,9%) (67,2%) (52,5%) 55,161 214 111 (79,0%) (11,5%) (30,3%) 69,779 1,851 366 (100%) (100%) (100%)
O mapa do Brasil, mostrado na Figura 2.1, apresenta a distribuição territorial das empresas inovadoras do país, isto é, as empresas consideradas na categoria A, aquelas que inovam e diferenciam produtos. As empresas inovadoras se concentram nas regiões Sul e Sudeste, assim como na região metropolitana de Salvador. A maior concentração está em Porto Alegre, Caxias do Sul, Joinville, regiões metropolitanas de São Paulo, Campinas, Rio de Janeiro e Belo Horizonte.
Figura 2.1: Fonte: Instituto Brasileiro de Geografia e Estaística (IBGE) – Diretoria de Pesq uisas, Coordenação
de Indústria, Pesquisa Industrial – Inovação Tecnológica (2000). Elaboração Ipea/Diset, a partir da transformação dos dados obtidos na fonte e com a incorporação de dados da PIA/IBGE, Secex/MDIC, CBE/Bacen, ComprasNet/MPOG e Rais/MTE.
47
48
Projeto do Produto
ELSEVIER
A inovação tecnológica no Brasil vem recebendo incentivos governamentais para que a situação atual seja modificada, permitindo que mais empresas encarem a inovação como um fator de melhoria da sua posição competitiva e da sua produtividade. A nova lei procura estimular a inovação dentro das empresas, permitindo para isso o uso compartilhado de recursos públicos encontrados em universidades e institutos de pesquisa. INOVAR AGORA É LEI A aproximação entre empresas, universidades e institutos de pesquisa com foco na inovação e no aprendizado tecnológico está na base da criação da nova Lei de Inovação (Lei no 10.973, de 2/12/2004). Os objetivos principais da nova lei são: 1. Estimular a constituição de parcerias estratégicas e a Cooperação entre universidades, institutos de pesquisa e empresas privadas voltadas para a realização de atividades de pesquisa e desenvolvimento, que tenham como meta a geração de inovações. 2. Incentivar a transferência para o setor privado de tecnologias geradas em instituições públicas de pesquisa. 3. Estimular a geração de inovações diretamente nas empresas nacionais. Entre os diversos mecanismos para estimular a inovação, a lei prevê autorizações para a incubação de empresas inovadoras em instituições públicas e a possibilidade de compartilhamento de infraestrutura, equipamentos e recursos humanos para o desenvolvimento tecnológico e a geração de processos e produtos inovadores. Para que uma empresa seja inovadora, é importante que haja um ambiente favorável à inovação, ou seja, favorável à criatividade. Uma das formas de estimular a criatividade é através de uma gerência participativa, envolvendo os diversos funcionários da empresa. Isso tudo contribui para a criação de uma “cultura inovadora” dentro da empresa. O exemplo da Brasilata ilustra essa afirmação (Exame, ano 36, no 20, 2002). Uma nova tampa para latas de leite em pó foi o resultado de uma sugestão de uma funcionária do setor de recursos humanos. Conforme seu depoimento, “se não houvesse abertura para eu palpitar sobre o trabalho dos outros e ser ouvida com atenção, jamais teria dado essa ideia”. A interação entre a gerência com o ambiente para o processo de inovação é mostrada na Tabela 2.2. Tabela 2.2: O gerenciamento da inovação na empresa Nível Gerencial Administração superior
Atividades de Inovação Entradas
Transformação
Resultados
• Prioridade e critérios • Uso dos procedimentos • Plano estratégico para aceitação de novas formais de indicando os produtos ideias desenvolvimento de desejados produto (Continua)
Capítulo 2
Nível Gerencial Equipe Interdisciplinar Indivíduo
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
Atividades de Inovação Entradas
Transformação
Resultados
• Elaboração das especificações e busca de novas ideias • Liberdade de criar e apresentar suas ideias
• Responsabilidades pelas decisões sobre novas ideias • Envolvimento e compromisso para a apresentação de novas ideias
• Envolvimento contínuo durante todo o ciclo de vida do produto • Reconhecimento e recompensas pelo sucesso
Conforme pode ser observado na tabela, as entradas são transformadas dentro dos diversos níveis da empresa para produzir resultados, que aparecem em forma de novos produtos. Normalmente, essas entradas são ideias criativas apresentadas pelos membros da empresa. Dessa forma, uma gerência conscientizada com o processo de inovação procura encorajar novas ideias, dando liberdade para se criar, facilitando assim todo o processo de criação. Para que se obtenham ideias viáveis, é necessário que as pessoas envolvidas no processo criativo estejam trabalhando em equipes interdisciplinares com representantes dos diversos setores da empresa (isto é, marketing, designers, produção, inspeção etc.).
2.2. Modalidades de Inovação A inovação não se limita apenas ao produto, pode estar associada ao processo produtivo, à estrutura organizacional ou à estratégia mercadológica. Uma empresa pode ser altamente inovadora sem vender um produto tecnologicamente superior ao de seus concorrentes, como foi o caso do Ford modelo T, no início do século passado. A novidade do carro de Henry Ford estava no processo inovador de produção: a linha de montagem. O Ford modelo T não era melhor que os outros, ele era simplesmente muito mais barato. Um outro exemplo mais recente é o do fabricante americano Dell, de computadores, que decidiu vender computadores sob encomenda diretamente aos clientes, eliminando os intermediários e as inúmeras perdas e custos financeiros de manter estoques, pessoal de vendas, distribuidores etc. Da mesma maneira, uma das inovações mais importantes feitas pela General Motors, em meados do século passado, foi a criação do seu sistema de gestão descentralizado, transformando as suas divisões em unidades independentes de negócio. A Embraco, fabricante brasileira de compressores, é uma empresa internacional com fábricas na Itália, na Eslováquia e na China. A empresa tem tradição em inovar, tendo respondido em 2001 por 25% das patentes concedidas a empresas no Brasil; 60% do seu faturamento no mesmo ano se deveu a produtos criados nos três anos anteriores (Exame, ano 36, no 20, 2002). A empresa tem uma estrutura organizacional e um leiaute flexível que permite a formação de equipes conforme o escopo de cada novo projeto ou
49
50
Projeto do Produto
ELSEVIER
experimentação. Atualmente controlada pela Whirlpool, a Embraco é a líder mundial na produção de compressores para geladeiras e ar-condicionado. Temos, portanto, quatro exemplos de inovações tecnológicas diferenciadas. O caso Ford de inovação de processo produtivo, o caso GM de inovação organizacional, o caso Dell de inovação na estratégia mercadológica e o caso Embraco centrado na inovação de produtos, associado a inovações organizacionais para melhor viabilizar as inovações no produto. As inovações podem ser classificadas, segundo o grau de novidade, em radicais ou incrementais. As inovações incrementais ocorrem de forma mais ou menos contínua em qualquer atividade industrial, dependendo do setor, do padrão de competitividade, das oportunidades tecnológicas, dos fatores socioculturais etc. Essas inovações normalmente não são efeitos deliberados de atividades de P&D, mas o resultado de aprimoramentos sugeridos por engenheiros, designers e outros atores diretamente envolvidos com o processo produtivo, incluindo em alguns casos a incorporação de propostas formuladas por usuários. Inovações incrementais são frequentemente associadas à melhoria da qualidade de produtos e serviços para uma variedade de aplicações específicas. Esse tipo de inovação, feita através de mudanças no produto ou processo, pode agregar novas funções a produtos existentes, gerando crescimento da eficiência técnica, provocando o aumento da produtividade, a redução de custos e a melhoria da qualidade. As inovações radicais são eventos descontínuos irregularmente distribuídos em setores e no tempo, indutores de uma quebra na estrutura passada de produção de bens e serviços. Tais inovações são vistas como o resultado de atividades de P&D deliberadas feitas em empresas e/ou em universidades e institutos de pesquisa, e constituem a base para grandes melhoramentos nos produtos existentes, geralmente envolvendo um processo combinado de inovações técnicas e organizacionais. Essa visão clássica do processo de inovação como relacionado apenas às atividades de P&D vem perdendo terreno nos últimos anos. A inovação é vista hoje em dia como o resultado do processo produtivo, sobretudo derivada dos processos de concepção. Vários autores de história da tecnologia estão de acordo que a fase inicial da maioria dos casos de inovação não é a pesquisa, mas a concepção (Perrin, 2001). De acordo com Perrin, a concepção é essencial para iniciar o processo de inovação tecnológica e o reprojeto é essencial para assegurar o seu sucesso. A obra Made in América apresenta algumas conclusões para o declínio da indústria americana durante a década de 1980, estando dentre elas a perda da dianteira em explorar comercialmente suas invenções e descobertas. Os Estados Unidos continuam até hoje na dianteira da pesquisa fundamental, mas têm dificuldades em transformar seus avanços tecnológicos em produtos simples e confiáveis. A concepção é o fator-chave do processo de desenvolvimento de produtos, e a capacidade de desenvolver produtos de alta qualidade e baixo custo é essencial para aumentar a competitividade industrial.
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
Ainda conforme Perrin, o processo de inovação deve ser entendido como a intercessão de três eixos principais: Não há inovação sem a validação do mercado
A inovação é um fato econômico que provoca mudanças no mercado. O trio “qualidade, custo e tempo de lançamento no mercado” define o sucesso da introdução de novos produtos. A inovação, diferentemente da invenção, da descoberta científica ou do desenvolvimento técnico, é validada pela sua sintonia com o mercado. Não há inovação sem concepção
Considerando que a inovação consiste principalmente em desenvolver novos produtos e serviços, há uma di entidade muito forte entre os processos de inovação e os processos de concepção e de desenvolvimento de produto. As inovações podem estar ligadas diretamente aos processos de produção, como exemplificado anteriormente, provocando melhorias no processo produtivo e, consequentemente, diminuição de custos. Não há inovação sem empresa inovadora
A identidade dos processos de inovação com os processos de concepção permite diferenciar os processos de produção do conhecimento tecnológico (vinculados à inovação) dos processos de produção do conhecimento científico. A inovação é uma atividade planificada, e a empresa inovadora é responsável pela criação de um ambiente propício à experimentação e à inovação; sua estrutura organizacional viabiliza a discussão e o encontro dos profissionais para essa finalidade.
2.3. Conceito de Inovação Mas, afinal, o que se pode entender por inovação? Na verdade, existem vários conceitos e definições para inovação, conforme a seguir: • Processo que conduz da invenção (ideia srcinal, desenho srcinal) à sua difusão (Kelly & Kranzberg, 1978). • A primeira aplicação comercial ou a produção de um novo produto ou processo (Freeman, 1983). Segundo o autor, “ design is crucial to innovation, in that it is the domain of creativity where ideas are devised, but also where the ‘coupling’ between technical possibilities and market demands or opportunities occurs”.
•
A tranformação de uma ideia em um produto novo ou melhorado introduzido no
mercado, um processo (Manual deouFrascatti , OCDE,industrial 1994). novo ou melhorado utilizado na indústria • Inovar é atender a uma necessidade real ou potencial para um mercado através de soluções realizáveis (Insa, 1998). A inovação é, portanto, o cruzamento de respostas realizáveis para certas necessidades validadas por um mercado. A inovação depende da adoção do novo produto ou do novo processo por um conjunto de usuários que irão validar a mudança tecnológica. A história recente do microcomputador, do telefone celular e da máquina fotográfica digital
51
Projeto do Produto
52
ELSEVIER
mostra a rápida expansão das funções e da lógica de uso desses aparelhos. Em 40 anos, o microcomputador mudou completamente, transformando-se muito mais em um instrumento de comunicação do que em um instrumento de cálculo. O mercado das máquinas fotográficas digitais revolucionou o mundo da fotografia, criando novos produtos para exibição de fotos e liquidando com o tradicional suporte em papel fotográfico. A Pesquisa Industrial de Inovação Tecnológica do IBGE, também conhecida como Pintec, define a inovação tecnológica de produtos e processos como a implantação de produtos e processos tecnologicamente novos e melhorias substanciais em produtos e processos. A inovação tecnológica será considerada implantada se tiver sido introduzida no mercado (inovação de produto) ou usada no processo de produção (inovação de processo). Uma empresa inovadora é aquela que implantou um produto novo ou tecnologicamente aprimorado por um período. A exigência mínima é que o produto seja novo (ou substancialmente melhorado) para a empresa, podendo já ter sido lançado por outras empresas nacionais ou internacionais. A Pintec define o grau de novidade da mudança introduzida nos produtos da seguinte forma: • Produto tecnologicamente novo é um produto cujas características tecnológicas ou usos pretendidos diferem daqueles dos produtos fabricados anteriormente. Tais inovações podem envolver tecnologias radicalmente novas, basear-se na combinação de tecnologias existentes em novos usos ou derivar da aplicação de novo conhecimento. •
Produto tecnologicamente aprimorado é um produto existente cujo desempenho te-
nha sido significativamente melhorado. Um produto simples pode ser aprimorado por meio de componentes otimizados ou materiais de melhor desempenho, por meio da integração dos seus subsistemas técnicos ou por meio de simplificações parciais em um dos componentes ou subsistemas.
A definição adotada pela Pintec é baseada no Manual de Frascatti e permite identificar e valorizar o esforço para inovar empreendido por várias pequenas e médias empresas que se organizam e que mobilizam investimentos para melhorar a sua linha de produtos, mesmo que o resultado não seja novidade para o mercado. O levantamento realizado pela Pintec, segundo essa abordagem, mostrou que as empresas brasileiras têm feito inovações incrementais em seus produtos, mas que o número de patentes de invenção ainda é pequeno, considerando-se o universo de empresas brasileiras.
2.4. Fontes de Conhecimentos para a Inovação Os conhecimentos mobilizados para o processo de inovação são de natureza variada. Uma primeira classificação separa os conhecimentos processuais dos conhecimentos explícitos. Os conhecimentos explícitos são factuais, isto é, relacionados a fatos comprovados cientificamente e expressos por fórmulas e equações, enquanto os conhecimentos processuais se referem a como algo deve ser feito para atingir um objetivo. O segundo
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
é, portanto, um conhecimento adquirido através da prática e compartilhado no seio de uma equipe de trabalho: são as rotinas de trabalho, as melhores práticas, as soluções que não funcionaram no passado etc. Uma segunda classificação se refere à propriedade dos conhecimentos, separandoos em públicos e privados. Os conhecimentos públicos estão disponíveis para todos através das publicações científicas e tecnológicas, e podem ser utilizados sem restrições, enquanto os conhecimentos privados, que refletem um conhecimento acumulado sobre um determinado problema, são pagos a quem detém a propriedade do conhecimento. O proprietário do conhecimento pode ser o inventor ou aquele que adquiriu do inventor o direito de explorar a sua invenção. Alguns autores mostram a importância do conhecimento tecnológico para o processo de inovação. O conhecimento tecnológico, ou conhecimento de engenharia, é algo vinculado à experiência acumulada dos designers e engenheiros, algo vinculado aos conceitos fundamentais que interferem no problema que está sendo estudado ou na solução que está sendo criada, enquanto os conhecimentos práticos são o fruto das experiências passadas dos designers e engenheiros em casos semelhantes (Vincenti, 1990). A inovação é o vetor que conduz o processo de transformação e produção de conhecimentos tecnológicos. O conhecimento tecnológico progride através da concepção e produção de novos produtos ou pela transformação de produtos já existentes adaptados e modificados para atender aos novos requisitos estabelecidos. Além da experiência acumulada dos designers e engenheiros que constituem as fontes próprias das empresas no processo de inovação, existem outras não menos importantes, a saber: • Concorrentes e produtos similares: as empresas analisam detalhadamente os produtos dos seus concorrentes para identificar as soluções inovadoras adotadas. Na indústria automobilística, as empresas compram os veículos dos concorrentes e os desmontam para uma análise detalhada. • Fornecedores: podem sugerir para as empresas novos materiais, novos componentes e novos processos que venham a melhorar o produto existente. • Clientes: muitas vezes são empresas tecnologicamente mais avançadas que os fornecedores, de maneira que podem trazer novos conhecimentos ao processo de inovação. •
•
Laboratórios, institutos de pesquisa e outras empresas: uma empresa, muitas vezes, não detém o conhecimento completo para desenvolver um determinado produto e sai em busca de parcerias tecnológicas ou, então, contrata os serviços de outras instituições. Feiras industriais: as feiras são as vitrines das inovações onde os fabricantes procuram mostrar seus novos produtos. Isso permite identificar as novidades dos concorrentes e situar os produtos próprios em relação aos concorrentes.
53
Projeto do Produto
54
ELSEVIER
O que é design? O termo design geralmente é interpretado de várias formas, uma vez que engloba
as mais variadas áreas do conhecimento, tais como a engenharia, o desenho industrial e a moda, passando pelo desenho gráfico, desenho de interior e arquitetura, entre outras. Na verdade, a percepção do design está geralmente associada aos diferentes aspectos observados nos produtos, por exemplo, ao se considerar os aspectos relacionados com a forma do produto, como a aparência, o estilo, a embalagem, a cor, o acabamento etc. O design é também geralmente associado aos aspectos tecnológicos dos produtos, como eficiência, performance, funcionalidade, durabilidade, inovação etc. Uma terceira associação que se faz com o design é aquela relacionada aos aspectos mercadológicos, como o logotipo da
empresa, o baixo consumo de energia associado a um determinado produto, o preço de venda etc. Novas visões de design vêm surgindo com o avanço da tecnologia, como o Web design. Ocorre que, em todos os aspectos discutidos até agora, o design está associado ao produto final e não ao seu processo de desenvolvimento. Avalia-se que esse processo de desenvolvimento deve apresentar algumas características fundamentais, tais como ser: Sistemático. O desenvolvimento do design deve ser sistemático no sentido de se utilizar procedimentos metodológicos, desenvolvidos cientificamente, com o intuito de guiar o projetista a soluções rápidas e precisas. Tal procedimento ajuda o projetista a avaliar com mais eficácia cada etapa do desenvolvimento de produtos, reduzindo assim a probabilidade de erros e subsequentes revisões no projeto. •
•
•
•
•
Criativo. O processo de design deve também ser criativo. Nesse sentido procura-se
desenvolver técnicas que possam auxiliar o projetista na proposição de novas soluções a novos e/ou antigos problemas. Apresentar soluções criativas é atualmente um dos mais importantes aspectos de competitividade. Multidisciplinar. O trabalho do desenvolvimento do design não deve ser atribuído a apenas um profissional. Ao se desenvolver um produto, é importante o envolvimento dos diversos departamentos da empresa, como marketing, produção, vendas, projeto, inspeção, assistência técnica etc. Devido a essa característica multidisciplinar, a atividade de design tem grande influência nas diversas etapas do desenvolvimento de um produto. Proativo.O design também deve ser visto como um processo proativo, no sentido de antecipar possíveis problemas que possam ocorrer nas etapas subsequentes do desenvolvimento de produtos. Dessa forma, pensar antecipadamente em como o produto será fabricado, montado, inspecionado, transportado, utilizado pelos diferentes usuários, entre outros, pode ajudar na avaliação do desenvolvimento de um produto. Iterativo. Deve-se destacar que esse processo deve ser iterativo, isto é, não se deve esperar que as diversas etapas do desenvolvimento de produtos sejam realizadas de forma independente. Na verdade, decisões tomadas em etapas iniciais no design de produtos podem e devem ser revistas em etapas subsequentes. Todo o processo deve ser reavaliado constantemente com o intuito de reduzir o maior número de erros possível.
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
Em essência, o design deve ser visto como um processo que engloba todos os aspectos vistos até agora, com o objetivo de se concretizar uma ideia e/ou demanda do mercado consumidor em um produto e/ou serviço, para que ele seja bem-sucedido comercialmente.
2.5. Projeto do Produto e Inovação A concepção de novos produtos é uma atividade que se situa entre a empresa e o mercado. Trata-se de uma atividade crítica para a competitividade das empresas, uma vez que identificar primeiro as oportunidades que o mercado oferece para o desenvolvimento de um novo produto pode ser a chave do sucesso do negócio. O pioneirismo no lançamento de novos produtos permite às empresas criarem nichos de mercado nos quais usufruem de vantagens temporárias, enquanto os concorrentes não conseguem lançar no mercado algo semelhante. As empresas procuram estabelecer vantagens competitivas em relação aos seus concorrentes procurando introduzir produtos que atendam às expectativas dos consumidores. As empresas procuram diferenciar os seus produtos, oferecer um conjunto maior de funções por um preço competitivo, melhorar a qualidade e criar maior atratividade para os mesmos. O projetista de produtos (seja designer, engenheiro ou outro profissional envolvido), ao incorporar aos produtos atributos que traduzam aspectos estéticos, simbólicos e funcionais valorizados por um determinado conjunto de consumidores, melhora a posição competitiva do produto diante de seus concorrentes. O styling, a estratégia que valoriza os aspectos estéticos formais de um objeto, é ainda hoje utilizado para produtos em final do seu ciclo de vida. As empresas japonesas do setor automotivo empregam o projeto (ou o projetista) não somente nas atividades de concepção propriamente ditas, mas também como elemento de ligação entre a empresa e os seus clientes, traduzindo os anseios dos clientes por soluções factíveis e viáveis economicamente. O mercado tem muitos produtos maduros ofertados basicamente com a mesma tecnologia, e com preços e desempenho equivalentes; o elemento diferenciador nesses casos é o projeto, que confere ao produto a sua singularidade e a sua identidade. O sucesso da Braun, tradicional fabricante alemã de utilidades elétricas, está relacionado à sua forte identidade no mercado, devido, sobretudo, ao design funcional dos seus produtos, à sua tecnologia e à sua qualidade. Outro aspecto a ser considerado é relativo integração de produtos e serviços associados. A experiência da bicicleta de livreà circulação design nas cidades francesas exigiu da empresa JCDecaux um projeto de produto associado a um sistema de livre circulação de bicicletas em sintonia com as restrições colocadas pelas principais cidades francesas. O sistema Ciclocity foi uma inovação, uma vez que introduziu o conceito de produto compartilhado, apoiado por um sistema de estações de guarda das bicicletas, associado a uma logística que garante o aprovisionamento das bicicletas nos pontos críticos. Trata-se, portanto, de um novo conceito de mobiliário Urbano que
55
56
Projeto do Produto
ELSEVIER
se coloca como alternativa para o deslocamento não poluente da população nas grandes metrópoles. O Velib da região parisiense dispunha ao final de 2007 de 20.600 bicicletas distribuídas por 1.451 estações, tendo atendido a 26 milhões de locações desde a sua inauguração. As bicicletas pesam 22,5 kg, são unissex, têm três velocidades, dispositivo antifurto, cabos e freios encapsulados e mecanismos protegidos contra o vandalismo.
Figura 2.2: Bicicleta e estação de serviço do sistema Velib. (Wikipédia, Vélib, consulta em 30/1/2009).
Em muitas empresas brasileiras, boa parte dos produtos não é totalmente desenvolvida por seus fabricantes, mas sim copiados de outras empresas, sobretudo estrangeiras. A cópia pode ser feita de várias maneiras: reproduz-se a tecnologia, empregam-se os mesmos materiais e copia-se a forma plástica do produto. A característica do produto mais exposta a esse tipo de ação é o design, isto é, o conceito do produto, sobretudo quando o mesmo não tem proteção legal, como o registro de modelo de utilidade ou o registro de desenho industrial. As vantagens auferidas pelas empresas que desenvolvem novos produtos são inúmeras, tendo sido constatado que as empresas inovadoras obtiveram preço-prêmio acima de 30% nas suas exportações durante o ano de 2005 (De Negri & Salerno, 2005). Produtos com design diferenciado e srcinal chamam a atenção de seus prováveis clientes têm sua marca reconhecida no mercado, conferindo maior visibilidade à empresa, e ampliam a participação da empresa no mercado (Peters, 2004). A empresa brasileira Lumini é um dos exemplos de empresa inovadora que usa o design como fator de sucesso no mercado de iluminação residencial e comercial. A empresa paulista, com cerca de 200 funcionários, projeta e fabrica produtos de iluminação para a área corporativa e residencial, tem um corpo técnico próprio de designers e engenheiros e exporta para 27 países, incluindo os Estados Unidos. O CASO LUMINI
A Lumini vem ganhando prêmios de design em diferentes países. Ela possui registro de patente de alguns de seus produtos no Brasil e no exterior e considera que o design é a principal diferença entre os seus produtos e os da concorrência. A luminária Bossa, que ganhou seis prêmios de design até o momento, é uma luminária pendente em alumínio com sistema de iluminação definido por um refletor com acabamento interno
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
branco e com controle de ofuscamento através de um anteparo móvel posicionado na sua parte inferior. Seu conceito partiu da interação do usuário com a peça, tanto no controle dos efeitos de luz como na variação de sua forma. A luminária tem luz indireta e regulável, com um bom controle de ofuscamento, evitando o brilho direto da lâmpada. A Lumini, inicialmente voltada para o mercado de iluminação corporativo, iniciou o desenvolvimento de luminárias para o mercado de iluminação residencial a partir de 2002. Em 2005 e 2006 recebeu prêmios de design no Brasil e na Alemanha, estando atualmente com um escritório de vendas aberto naquele país. As vendas de produtos residenciais representam hoje aproximadamente 30% do faturamento da empresa, resultado explicado a partir do sucesso da empresa no mercado, dos prêmios e da visibilidade que isso trouxe para a marca.
Figura 2.3: Luminária Lumini.
2.6. Aspectos Atuais de Competitividade Diversas transformações econômicas vêm ocorrendo no mercado mundial desde a década de 1990 e têm afetado diretamente o ambiente competitivo das empresas. Particularmente no caso brasileiro, o mercado era caracterizado por uma política industrial protecionista, com oferta menor que a demanda, tendo como consequência preços mais elevados do que similares importados. Além disso, não existia qualquer mecanismo de defesa do consumidor, com consequente falta de preocupação com a qualidade dos produtos ofertados, além de baixo investimento em inovação, pesquisa e desenvolvimento. Entretanto, com o advento da “globalização” e o crescente dinamismo do mercado consumidor, surgiu a necessidade de adotar novos mecanismos de gestão e atualizar tecnologicamente as empresas, com consequente otimização da produção, melhoria dos padrões de qualidade e produtividade e redução dos custos. Tais ganhos de produtividade e qualidade fizeram com que a competitividade entre as empresas se tornasse mais intensa e o mercado consumidor mais exigente. Dessa forma, o mercado atualmente encontra-se na constante busca de produtos de qualidade a preços competitivos e que sejam diferenciados da concorrência. Isso significa que as empresas se deparam com a necessidade de ao mesmo tempo atender aos seguintes desafios:
57
Projeto do Produto
58
•
•
•
•
ELSEVIER
Melhoria da qualidade dos produtos. Em outras palavras, desenvolver produtos
que estejam em conformidade com as expectativas (isto é, demandas) do mercado consumidor. Reduzir os custos de produção. Por exemplo, desenvolver produtos que sejam mais fáceis de ser fabricados e montados. Agregar valores aos produtos. Ou seja, diferenciar seus produtos daqueles oferecidos pelos concorrentes. Isso pode ser feito através da agregação de valores tangíveis (p. ex., aspectos tecnológicos) e intangíveis (p. ex., aspectos formais, utilização de cor e elementos culturais próximos do consumidor). Reduzir o tempo de desenvolvimento de produtos. Com o avanço da concorrência e constantes mudanças no mercado consumidor, surge a necessidade de se dispor de novos produtos no mercado a um intervalo de tempo cada vez menor. Isso é chamado de custo de oportunidade, que não é propriamente um custo, mas aquilo que a empresa deixou de faturar por ter desperdiçado a oportunidade, ou seja, um concorrente que pode lançar um produto semelhante e sair na frente, preenchendo a oportunidade que se pensava em apresentar.
Dentro desse cenário complexo, de concorrência acirrada, o projeto do produto tem um papel fundamental influenciando diretamente na competitividade das indústrias.
2.7. A Influência do Projeto na Competitividade de um Produto Uma das decisões mais importantes para uma empresa é a de julgar, dentre as mais variadas opções de investimento, qual delas tem maior potencial de sucesso, de forma a obter o melhor retorno ao dinheiro aplicado. Investimentos em projeto do produto podem trazer grandes benefícios para as empresas de uma forma geral, influenciando diretamente nas vendas, na sua participação do mercado, no lucro e no crescimento contínuo porque as decisões tomadas nas diversas etapas do projeto de um produto afetam diretamente o modo como os produtos são percebidos pelo mercado consumidor. Isso significa que o projeto tem influência direta nos fatores relacionados ao preço e a aspectos “subjetivos” da empresa e do produto, como indicado na Tabela 2.3. Tabela 2.3: O papel do projeto do produto na competitividade Fatores deCompetitividade
Influência do Projeto
Relacionados ao preço
• P reçodevenda • Custo de uso do produto
• P rodutodefácilfabricaçãoemontagem • Produto que requer pouca ou nenhuma manutenção; baixo consumo de energia
Relacionados aos aspectos “subjetivos” do produto
• Especificação do produto e qualidade
• Produto que apresente qualidade, boa aparência, performance, durabilidade, ergonomia, facilidade de uso etc. (Continua)
Capítulo 2
Fatores deCompetitividade
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
Influência do Projeto
Relacionados aos aspectos “subjetivos” da empresa • Associados à imagem da empresa e vendas • Logotipo da empresa, apresentação do produto (p. ex., embalagem) etc. • Atender rapidamente as diversas demandas do • Produto fácil de se agregarem novos valores de mercado consumidor mercado (isto é, agregar novas tecnologias). • Serviço pós-venda • Produto fácil de se realizar assistência pósvenda, manuais de fácil entendimento etc.
O projeto do produto tem outras influências na competitividade, além daquelas sugeridas pela Tabela 2.3. Do ponto de vista dos consumidores e usuários, existem diferentes aspectos que podem ser agregados durante o desenvolvimento de produtos e que têm influência na decisão de compra e uso de produtos, o que é observado na Tabela 2.4. Tabela 2.4: Influência do projeto na percepção dos consumidores nas diversas etapas de
compra e uso do produto Etapas de Compra e Uso do Produto
Fatores de Influência do Projeto
• Antes da compra
Características da brochura. Especificações fornecidas pelo fabricante, informação sobre aparência e performance, imagem da companhia etc.
• No ato da compra
Características aparentes. Aparência geral do design e qualidade, características
específicas (p. ex., controle de temperatura e pressão), material, acabamento, • Utilização inicial
preço etc.
Características de performance. Performance inicial, facilidade de utilização,
segurança etc. • Utilização prolongada Características que agreguem valor. Confiabilidade, facilidade de manutenção, durabilidade, custos de utilização (p. ex., consumo de energia) etc.
Dessa análise, observa-se que produtos bem projetados podem contribuir de forma significativa para a competitividade industrial. Portanto, investimentos em projeto do produto podem ter um grande impacto no sucesso comercial de uma empresa e, se o mesmo for verificado para um grupo maior de empresas, tal investimento pode resultar em uma melhoria substancial para toda a economia de um país. Segundo pesquisas realizadas pela London Business School (LBS) e apoiada pelo governo britânico, a indústria britânica investe atualmente 10 bilhões de libras (aproximadamente R$ 30 bilhões) no projeto de novos produtos. Tais investimentos significam um número estimado de 173.000 profissionais que estão direta ou indiretamente envolvidos em projeto na indústria de manufatura. Além dessa contribuição social (isto é, geração de emprego e renda), a atividade contribui diretamente para o aumento do lucro das empresas através do aumento das vendas e da redução dos custos de produção dos produtos. Investimentos em projeto também promovem a gerência participativa, uma vez que essa é uma atividade multidisciplinar (isto é, envolve vários departamentos, como gerência, produção, projeto, marketing etc.).
59
60
Projeto do Produto
ELSEVIER
Um outro benefício do projeto do produto é o de melhorar a imagem da empresa pela agregação de valores aos produtos desenvolvidos. É também responsável por promover ações inovadoras, já que o que se deseja é desenvolver produtos diferenciados. Finalmente, investimentos em projeto ajudam as empresas a ser mais competitivas no mercado exportador. Em essência, observa-se que o investimento no projeto de novos produtos apresenta grande influência na competitividade da maioria das empresas, além de formar um papel central nas suas estratégias de mercado, produção, marketing e vendas.
2.8. O Caso Inovax A Inovax é uma empresa que desenvolve soluções em telecomunicações para uso profissional de alta performance, desde a sua criação em 1989. Voltada para o segmento de provedores de serviços de Internet, a Inovax está liderando o desenvolvimento de uma plataforma completa para serviços de comunicação multimídia utilizando o protocolo IP, aplicada aos ambientes de tomada de decisão, decision centers, salas de controle e despacho e mesas de operações financeiras. A Inovax está estabelecida no Rio de Janeiro, tem filial em São Paulo, e conta com parcerias internacionais em Buenos Aires, Montevidéu e Assunção. Ela foi inicialmente criada como empresa de desenvolvimento de produtos eletrônicos para a indústria de telecomunicações nacional; a partir de 1991, passou a atuar no segmento de mesas de operações financeiras com um produto próprio, compreendendo o desenvolvimento da sua arquitetura telefônica por comutação digital de circuitos, placas eletrônicas e software firmware em linguagens Assembly x51, x86 e PL/M, além dos diversos gabinetes e design do terminal telefônico. Apesar da ampla aceitação da sua mesa de operações pelo mercado financeiro, na segunda metade dos anos 1990, a empresa decidiu desenvolver uma linha de retificadores de baixa potência para telecomunicações, aproveitando a situação favorável decorrente da privatização da Telebrás e influenciada pela maior competitividade no mercado de mesas de operações financeiras decorrente da entrada de marcas tradicionais no mercado financeiro internacional. Com a conclusão do projeto dos retificadores, entretanto, foi percebido pela empresa que estava em curso uma mudança de base tecnológica no mercado telecomunicações. O omercado terminais de comunicação deda voztecnologia estava migrandode para a tecnologia VoIP, que iria de provocar a rápida obsolescência baseada na comutação digital de circuitos telefônicos. Em vez de continuar investindo em projetos de pouco risco e baixa complexidade como os retificadores, a Inovax optou por um desafio maior: dominar a tecnologia VoIP. A mudança de base tecnológica que se configurava para um futuro próximo era motivo de preocupação; entretanto, a tecnologia era igualmente nova para os concorrentes no mercado, que também trabalhavam com a comutação digital de circuitos.
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
O caso a ser relatado é a história do produto Neopath® desenvolvido pela Inovax dentro da incubadora de empresas da Coppe/UFRJ. O Neopath® representa um conjunto de recursos mais completo do que os oferecidos nos terminais de comunicação. É um produto que permite rápida comunicação, e integra recursos de telefonia, videoconferência, envio de mensagens de texto e documentos, valendo-se da mesma tecnologia desenvolvida pela Inovax para maior agilidade na comunicação e utilizada nas mesas de operação do mercado financeiro, destinado porém ao mercado mais amplo de centros de decisão. Essa foi uma decisão estratégica para a empresa; a tecnologia VoIP iria substituir o principal produto da Inovax: os terminais de comunicação com funcionamento à base de hardware. Investir na nova tecnologia e lançar um produto antes da concorrência significava uma vantagem competitiva importante no mercado. Mas, para fazer isso, era preciso investir na capacitação para domínio do conhecimento em desenvolvimento de software e em novas plataformas de hardware e protocolos de comunicação. Havia uma competência interna em desenvolvimento de software já consolidada para outros produtos, mas seu domínio em TI era insuficiente para as exigências do novo produto. A empresa incentivou a capacitação dos funcionários, contratou profissionais em informática, contou com uma consultoria de um doutorando em ciência da computação da Coppe e buscou estabelecer parcerias com centros de pesquisa. Durante esse período, o perfil profissional da empresa se modificou. Os engenheiros elétricos com larga experiência em desenvolvimento de hardware se capacitaram em tecnologias de TIC, mas isso não era suficiente para desenvolver um produto atualizado de alto desempenho operacional. A parceria com outras empresas e instituições se mostrou como a estratégia mais adequada. A empresa estabeleceu parceria com uma empresa norte-americana, NMS, para a integração de componentes de hardware e desenvolvimento de software básico, assim como estabeleceu uma parceria com o Centro de Design do Instituto Nacional de Tecnologia para desenvolvimento do produto apoiada pelo Progex (Programa de Apoio Tecnológico à Exportação). Existia um entendimento na empresa de que um novo produto para ser bemsucedido deveria contar com um design inovador, com uma refinada interface gráfica de usuário. Esse entendimento fez com que a empresa procurasse o Centro de Design do Instituto Nacional de Tecnologia e, com o apoio do Progex-RJ, a Inovax desenvolveu, em dezembro de 2004, o produto denominado TradeDeck IP. As dificuldades no desenvolvimento do software e do produto físico impediram o seu lançamento, mas o esforço de desenvolvimento não foi perdido, pois serviu de base para o NeoPath®. A Figura 2.4 apresenta as fases de prototipagem do TradeDeck IP executadas no Instituto Nacional de Tecnologia. Esse primeiro protótipo do TradeDeck IP foi desenvolvido utilizando técnicas convencionais de confecção de modelos, mas acabou não sendo levado adiante.
61
62
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 2.4: Fases de prototipagem do TradeDeck IP.
Em seguida, a Inovax continuou a captar recursos junto ao sistema de fomento à P&D participando dos editais para desenvolvimento de novos produtos e processos, assim como estabelecendo parcerias para desenvolvimento em software. Em 2005, conseguiu apoio através da Finep com o edital do CT-INFO (Fundo Setorial de Tecnologia de Informação), através do qual conseguiu estabelecer três parcerias importantes: uma com o Laboratório de Processamento de Sinais da Coppe/UFRJ; outra com o Laboratório de Voz sobre IP do NCE/UFRJ; e a terceira com o Grupo de Telecomunicações da UFC. Dessas parcerias nasceu o Projeto Maritaca, iniciado em 2006 e com previsão de conclusão para 2009. Nesse projeto foram desenvolvidos em parceria diversos componentes de software para processamento de voz, responsáveis, por exemplo, pelo cancelamento de eco, assim como a sua integração com uma biblioteca de comunicação VoIP e verificação da qualidade de serviços, consolidando dessa forma uma camada intermediária de programas, middleware, utilizada pelos programas aplicativos criados na Inovax. No mesmo ano, a Inovax participou de um novo edital do CNPQ, o RHAE (Programa de Capacitação de Recursos Humanos para Atividades Estratégicas). Esse programa concedeu bolsas de pesquisa que permitiram contratar pessoas para a equipe de desenvolvimento sem ônus para a Inovax. Foi contratado um doutorando em ciência da computação da Coppe que já vinha trabalhando com a empresa, dois profissionais de TI para trabalhar com desenvolvimento em C++.net e um profissional de sistemas de telecomunicações dedicado ao estudo dos protocolos de comunicação VoIP. O apoio do programa RHAE/CNPq permitiu a prospecção tecnológica para o desenho da arquitetura de software que veio a ser utilizada no Neopath® e o seu desenvolvimento. Ainda em 2005, um terceiro edital de fomento, o Rio Inovação II da Faperj, concedeu verba para a empresa contratar pessoas e investir em aquisição de equipamentos e ferramentas de software (como, por exemplo, um software CAD específico para desenho de circuitos). Esses três editais possibilitaram avanços no desenvolvimento do que viria a ser o sistema de software do Neopath®. As parcerias aproximaram a empresa dos centros de pesquisa que geravam conhecimento e desenvolviam tecnologia de informação e comunicação, possibilitando incorporar avanços tecnológicos relevantes no Projeto Maritaca. Em 2006, a Inovax buscou, sem sucesso, estabelecer-se no Parque de Tecnologia da UFRJ, sendo, entretanto, convidada a participar do edital de seleção da Incubadora de Empresas da Coppe/UFRJ. A partir de janeiro de 2007, a Inovax incubou o seu centro de desenvolvimento de produtos na Incubadora de Empresas da Coppe/UFRJ, uma célula
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
da Inovax afastada fisicamente do restante da empresa, dedicada ao desenvolvimento dos novos produtos e processos. A importância desse afastamento físico revelou-se fundamental ao permitir o distanciamento cultural dos demais setores envolvidos com as responsabilidades do dia-a-dia, relacionamento com clientes e suporte aos sistemas legados, mitigando os riscos de desvio de foco a que estão sujeitos os compromissos de um projeto de longo prazo. A proximidade com o meio acadêmico facilitou o engajamento em horários flexíveis de recursos humanos qualificados pela UFRJ, enquanto a interação facilitada pelo encontro casual com outras empresas de base tecnológica possibilitou um aprendizado tácito e proveitoso para o estabelecimento de novas parcerias. A Unidade de Desenho Industrial do INT desenvolveu um segundo protótipo utilizando a tecnologia de prototipagem rápida disponível no instituto. O segundo era um protótipo funcional feito com peças em polietileno por uma máquina de modelagem por fusão e deposição (FDM). A Figura 2.5 mostra o modelo virtual do produto e o design final do mesmo.
Figura 2.5: Segundo protótipo do produto desenvolvido.
O resultado final recebeu a denominação de Terminal Telefônico NEOPATH® HX 3. O terminal HX 3 é uma plataforma de hardware com o software SX 3 embarcado, equipada com um display gráfico LCD de alta resolução e interface touch-screen. O HX 3 é configurado com diversos dispositivos de áudio, como monofones duplos, speaker stereo, microfone interno omnidirecional e microfone externo unidirecional (goose-neck), além de um conjunto de teclas soft-keys e de uso específico para atender à agilidade e à eficiência exigida pelos agentes de decision center. O HX 3 conta, ainda, com interfaces USB para a conexão com acessórios opcionais, como teclado, Webcam e dispositivos BlueTooth®. A estratégia de negócios da Inovax concentrou-se em três ações básicas: reconversão profissional e capacitação dos seus recursos humanos de engenharia, parcerias tecnológicas com empresas e institutos de pesquisa e utilização exaustiva dos mecanismos oficiais para apoio ao desenvolvimento tecnológico. A parceria com Coppe/UFRJ, NCE/ UFRJ, UFC e INT associada à utilização dos mecanismos RHAE/CNPq, Progex, Faperj e CT-INFO culminou com a incubação em 2007 de um centro de desenvolvimento da Inovax na Incubadora de Empresas da Coppe/UFRJ. A Inovax soube perceber as mudanças tecnológicas em curso, assim como antever as modificações no contexto de negócios em telecomunicações decorrentes da privatização da Telebrás, adaptando sua estratégia de produção ao novo ambiente de negócios. O exemplo da Inovax procurou mostrar os principais conceitos explicados neste capítulo: a inovação sempre associada à atividade
63
64
Projeto do Produto
ELSEVIER
de concepção, a sintonia com as tendências do mercado e a necessidade de um ambiente propício a novas ideias. O caso da Inovax constitui excelente exemplo de empresa brasileira inovadora.
2.9. Conclusões Neste capítulo procurou-se mostrar a importância da inovação no sucesso das empresas através de alguns exemplos. A inovação foi contextualizada para o caso brasileiro mostrando a pouca intensidade de inovação encontrada nas empresas nacionais e as regiões onde se encontram maior proporção de empresas inovadoras no país. As modalidades de inovação foram apresentadas procurando mostrar que a inovação não se restringe apenas a novos produtos ou a soluções completamente novas. Em seguida, apresentou-se o conceito de inovação e depois o conceito de design e sua relação íntima com a inovação, mostrando dois exemplos de produtos inovadores, um deles vinculado a um sistema de mobiliário Urbano e o outro vinculado à decoração de interiores. Finalmente, procurou-se verificar os aspectos relacionados à competitividade e como o projeto do produto pode contribuir para um ganho de competitividade nas empresas.
Referências BAXTER, M. Product design – practical methods for the systematicdevelopment of new products. Londres: Chapman & Hall, 1995. BAYNES, K.; PUGH, F.The art of the engineer. Surrey: Lutterworth, 1981. BURDEK, B. História, teoria e prática do design de produtos. São Paulo: Edgard Blucker, 2006. CENTRE DE RECHERCHE SUR LA CULTURE TECHNIQUE (CRT). Design in Culture Technique, Paris, n. 5. 1981. CORBETT, J. Design for economic manufacture. Annals of the CIRP, v. 35, n. 1, p. 93-97, 1986. CROSS, N. Engineering design methods. 2. ed. Nova York: John Wiley & Sons, 1994. DE MASI, D. A emoção e a regra. Rio de Janeiro: José Olympio, 2000. EDITORA ABRIL. O motor da inovação. Exame, ano 36, n. 20, p. 46-55, 2002. FOX, J. Quality through sesign – the key to successful product delivery. Londres: McGrawHill, 1993. GOUVINHAS, R.P. Design methods for production machinery companies . PhD Thesis, Cranfield: Cranfield University, 1997. GUINTA, L.R.; PRAIZLER, N.C. The QFD book – the team approach to solving problems and satisfying customers through quality function deployment. Nova York: Amacom Books, 1993. JONES, J.C. Design methods. Chichester: John Wiley, 1970. MASSON, P.; WEIL, B.; HATCHUEL, A.Les processus d’innovation. Paris: Lavoisier, 2006.
Capítulo 2
| Projeto do Produto, Competitividade e Inovação
MILES J.; MOORE C. Practical knowledge-based systems in conceptual design. Londres: Springer, 1994. OAKLEY, M. (Ed.). Design management. Somerset: Butler & Tanner, [s.d.]. OSBORN, A.F.Applied imagination – principles and procedures of creative thinking. Nova York: Charles Scribner’s Sons, 1963. PAHL, G.; BEITZ, W. Engineering design – a systematic approach . 1. ed. Londres:Springer-Verlag, 1984. PAWAR, K.S.; MENON, U.; RIEDEL J.C.K.H.Time to market. Integrated manufacturing systems, v. 5, n. 1, p. 14-22, 1994. PERRIN, J. Concevoir l’innovation industrielle. Paris: CNRS, 2001. PUGH, S. Total design. Workingham: Addison Wesley, 1994. ROY R.; WIELD, D. Product design and technologicaliInnovation. [S.l.]: Open University Press, 1992. SENTANCE, A.; CLARKE, J. The contribution of design to the U.K. Economy, working paper, the design council. Londres: [s.n.], 1997. SYAN, C.S.; MENON, U. (ed.). Concurrent engineering concepts, implementation anpPractice. Londres: Chapman & Hall, [s.d.]. TIGRE P.Gestão da inovação. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. TOOD, J. World-class manufacturing. Nova York: McGraw-Hill, 1995. ULLMAN, D.G. The mechanical design process. Nova York: McGraw-Hill, 1992.
VAN GUNDY JR., A.B. Techniques of structural problem solving. 2. ed. Nova York: Van Nostrand Reinold, 1987. VINCENTI, W. What engineers know and how they know it. [S.l.]: The John Hopkins University Press, 1990.
65
3
O Ciclo de Vida do Produto Reidson Pereira Gouvinhas Paulo Augusto Cauchick Miguel
Este capítulo apresenta algumas abordagens para um conceito importante no projeto de produtos: o ciclo de vida do produto. Essencialmente, pode-se dizer que todo produto apresenta um ciclo que pode ser generalizado e comparado ao de um ser vivo: ele nasce, cresce, amadurece, declina e morre. Esse conceito é utilizado, a partir de diferentes abordagens, por diversas áreas ligadas ao projeto, desde o marketing até a engenharia. Sendo assim, a compreensão do ciclo de vida e de suas aplicações é útil em várias etapas do projeto, auxiliando desde a avaliação do estágio de um produto já existente (e se existe uma oportunidade para um novo produto ser lançado) até aspectos de reutilização ou reciclagem de um produto ambientalmente sustentável. A expressão “ciclo de vida do produto” é muito utilizada atualmente, podendo representar diferentes perspectivas e termos de seu significado. As perspectivas podem variar de acordo com a extensão que o ciclo representa, ou seja, onde ele inicia e onde termina ou conforme um dado ponto de vista, na visão do desenvolvimento de um novo produto, do usuário deste ou conforme a perspectiva de mercado após seu lançamento. Essa primeira perspectiva é descrita a seguir. 3.1. Ciclo de Vida do Produto na Perspectiva Mercadológica Pode–se dizer que o produto, em uma analogia com os seres vivos, passa por quatro estágios após seu lançamento no mercado: introdução do produto, crescimento, maturação e declínio. Esses estágios são representados na Figura 3.1 e a curva mostra as vendas de um dado produto no mercado.
Capítulo 3
| O Ciclo de Vida do Produto
Figura 3.1: Ciclo de vida do produto na perspectiva de mercado.
•
•
•
Cada estágio indicado na Figura 3.1 apresenta as seguintes características:1 Introdução: Esse estágio introdutório caracteriza-se pelas elevadas despesas de promoção do produto e pelo grande esforço por tornar a marca reconhecida pelo mercado. etapa, osepreços costumam sertecnológicos mais altos emderazão da baixa dutividadeNessa na produção de elevados custos produção. Emproalguns casos, as margens de lucro são apertadas em função do valor que o mercado se dispõe a pagar pelo produto. Crescimento: Esse estágio ocorre a partir do momento em que a demanda pelo produto aumenta. A relação entre promoção e vendas melhora em função do aumento nas vendas, e os esforços de promoção do produto no mercado podem ser reduzidos. Além disso, novos concorrentes começam a introduzir produtos similares, o que aumenta a competitividade do mercado, fazendo com que os custos de produção sejam reduzidos. Maturidade: Nesse estágio, a taxa de crescimento das vendas diminui e tende a se estabilizar, pois o consumidor já se acostumou ao produto e começa a pressionar por de preços. um momento em tendência que as vendas brutas sepor mantêm no nívelredução do crescimento doÉmercado. Há uma de definição posições em termos de volume de vendas, uma vez que produtos concorrentes participam com mais força por uma divisão da sua fatia do mercado gerando, portanto, uma disputa mais acirrada por posições mercadológicas.
Fonte: adaptado de http://www.planodenegocios.com.br/dinamica_artigo.asp?tipo_tabela=artigo&id=29. Acesso em 15 de agosto de 2006. 1
67
Projeto do Produto
68
•
ELSEVIER
Declínio: Esse estágio caracteriza-se por uma redução significativa nas vendas,
podendo indicar o início do desaparecimento do produto no mercado. A velocidade com que isso ocorre depende de características de cada produto. Produtos que incorporam tecnologias que se tornam rapidamente obsoletas (por exemplo, informática) tendem a decair mais rapidamente e, em geral, são retirados do mercado pelo fabricante. Uma estratégia a ser adotada nessa etapa é investir em propaganda para melhor divulgação do produto agregado a uma nova “roupagem” (por exemplo, modificando a embalagem do produto ou mesmo agregando algum valor ao produto que seja importante para o cliente). Isso é debatido logo a seguir. A partir da análise desse ciclo é possível verificar em qual estágio comercial do ciclo de vida encontram-se os produtos da empresa. Pode-se, inclusive, realizar estimativas do posicionamento dos produtos concorrentes. A análise do ciclo de vida mercadológico possibilita a obtenção de um importante mapeamento do mercado atual, indicando o posicionamento dos produtos oferecidos ao mercado. O conhecimento desse posicionamento permite à empresa planejar a introdução de novos produtos, na medida em que os produtos existentes passam de um estágio para outro. É importante que a empresa conduza esse planejamento para que, quando os produtos atuais atingirem a sua maturidade, outros produtos já tenham sido introduzidos. Alguns autores sugerem ainda um estágio intermediário entre o estágio de maturidade e o de declínio, denominado saturação. Assim, ao alcançar o estágio de saturação, devem ser implantadas medidas para a criação de novos produtos que venham a substituir os existentes. Uma outra forma de minimizar o problema da saturação e, consequentemente, a queda nas vendas e no faturamento é fazer esforços de revitalização do produto, de modo a prolongar o período de maturidade ou, se possível, induzir a um novo estágio de crescimento nas vendas. É comum, por exemplo, na indústria automotiva, o lançamento de “novos” produtos que são, na verdade, projetos de melhoria, cuja solução prolonga o ciclo de vida mercadológico. Essas alterações ou melhorias nos produtos são comumente chamadas de face-lifting e incluem algumas pequenas alterações no formato dos parachoques, desenho do farol e grade de proteção, alteração na forma do capô etc. A duração do ciclo de vida varia muito em função do tipo de produto. Alguns produtos na indústria automotiva têm um ciclo de vida extremamente longo. Exemplos clássicos incluem a Kombi da VW e o Fiat Uno. O ciclo de vida do produto é influenciado por aspectos mercadológicos, principalmente em função da oferta de melhores produtos ou de alternativas feitas pelos concorrentes para o consumidor, e aspectos tecnológicos, na medida em que novas soluções tecnológicas são disponibilizadas ou simplesmente devido à obsolescência. Esses aspectos podem alterar a extensão dos estágios e, consequentemente, do próprio ciclo de vida, impactando no volume de vendas ou, em alguns casos, interrompendo bruscamente o ciclo de vida. Um exemplo clássico na interrupção de um produto no mercado foi a introdução do transistor em substituição às válvulas. Na ocasião, a RCA praticamente
Capítulo 3
| O Ciclo de Vida do Produto
teve de fechar uma nova fábrica de válvulas recém-instalada. Mais à frente, é apresentado um exemplo de análise de mercado a partir do ciclo de vida do produto a partir da mudança de tecnologia de vídeos CRT (tubos de raios catódicos) e LCD (monitor de cristal líquido). As fases do ciclo de vida podem ser relacionadas também a fatores como custos de produção e lucros advindos do produto. Dessa forma, os investimentos com projeto e montagem da linha de produção podem ser amortizados ao logo do ciclo de vida do produto, como pode ser visto na Figura 3.2. Essa é mais uma razão importante para que, muitas vezes, a empresa decida-se por manter longo um ciclo de vida do produto, desde que haja sua aceitação no mercado, ou de realizar esforços de revitalização, prolongando esse ciclo.
Figura 3.2: Relação do ciclo de vida do produto com outros aspectos.
Como citado anteriormente, existem outras perspectivas do significado de ciclo de vida. Na visão do cliente, o ciclo de vida de produto envolve aspectos econômicos relacionados à aquisição, manutenção ao longo da sua vida útil e descontinuidade do produto. Esses aspectos são geralmente traduzidos em preço inicial de compra, vida útil do produto, custo de operação e manutenção, custo de descontinuidade e/ou valor de venda, caso de ou bens deda consumo Outra do cicloé então de vida envolve a visão donoprodutor, seja, empresa.duráveis. O ciclo de vidavisão do produto considerado desde sua concepção até seu lançamento no mercado. Em alguns casos, consideram-se ainda os serviços pós-venda e a descontinuidade do produto ou sua retirada do mercado. Essa visão, que geralmente é representada por um processo de desenvolvimento de produtos (também chamado de modelo de referência para desenvolver novos produtos), é descrita na introdução deste livro. Por último há uma visão do ciclo de vida no que diz respeito ao impacto ambiental do produto. Em outras palavras, desde o seu “Nasci-
69
70
Projeto do Produto
ELSEVIER
mento” até a sua “morte”, o produto causa diversos tipos de impactos danosos ao meio ambiente. São esses estágios impactantes ao meio ambiente que serão descritos mais detalhadamente a seguir. 3.2. Ciclo de Vida do Produto na Perspectiva Ambiental Uma visão mais recente, voltada para a percepção ambiental sobre o ciclo de vida de um produto, é a caracterização das suas diversas etapas produtivas sucessivas desde a extração da matéria-prima para a sua realização até a sua deposição final. A Figura 3.3 representa a sequência dessas etapas. Essa perspectiva é importante para se avaliar os impactos ambientais associados a esse produto e definir estratégias para a redução desses mesmos impactos.
Figura 3.3: O ciclo de vida do produto segundo a perspectiva ambiental. (www.numa.org.br/Vworkshop)
É importante observar que o início da “vida” do produto, ou seja, o seu “Nascimento” começa com a extração da matéria-prima para a sua confecção. Essa matériaprima é processada com o objetivo de gerar insumos para a etapa de produção (por exemplo, a extração de minério de ferro e a sua transformação em chapas de aço que serão utilizadas na produção de automóveis, geladeiras, fogões etc.). A seguir, há a etapa de desenvolvimento do produto na qual aspectos, como, por exemplo, pesquisa de mercado, projeto conceitual, detalhamento do projeto, definição de materiais, planejamento de produção, entre outros, são definidos. Posteriormente, o produto passa para a etapa de produção e, logo após, para a sua distribuição para os pontos de venda. O produto é então comercializado para o usuário (ou cliente), que irá utilizá-lo até que o produto venha a atender o desempenho requerido por ele. Ressalta-se que, durante a etapa de uso, o produto pode ser utilizado por uma grande variedade de usuários. Uma vez esgotada essa etapa de utilização, o produto tende a ir para a etapa de deposição final ou descarte. É quando ocorre a “morte” do produto. É por essa razão que diversos autores indicam o ciclo de vida do produto como as diversas etapas produtivas que vão do “berço” (ou seja, “Nascimento”) ao “túmulo” (ou seja, a “morte”) do produto (Consoli et al ., 1993). Entretanto, esse conceito
Capítulo 3
| O Ciclo de Vida do Produto
tem evoluído bastante e, mais recentemente, o ciclo de vida de um produto pode ser conhecido como a sucessão de etapas de produção que vão do “berço” ao “berço” (McKerlie et al. , 2006). Nesse contexto, ao final da utilização do produto, ele é recolhido através de mecanismos de logística reversa até uma planta de reaproveitamento, quando é desmontado e suas peças e componentes são limpos e testados. Posteriormente, tais peças e componentes são selecionados para reciclagem, remanufatura e reutilização. Como consequência, o completo reaproveitamento das peças e componentes do produto através da reciclagem, remanufatura ou reutilização faz com que ele retorne ao sistema produtivo, economizando-se energia e matéria-prima. Tal economia traz diversos ganhos em termos de redução de custos de produção e de impactos ambientais associados ao produto. Esse reaproveitamento de peças e componentes tem gerado uma nova economia, com a criação de empresas especializadas no tratamento de resíduos industriais. É importante perceber que a seleção das peças e componentes para a reciclagem, a remanufatura e a reutilização irá depender das condições técnicas em que esses elementos se encontram em termos de desgaste e de suas propriedades mecânicas. Por conseguinte, somente após uma avaliação mais criteriosa das condições dessas peças e componentes é que se pode definir o direcionamento a ser dado às mesmas. O projeto do produto será importante na definição dessas peças, pois poderá levar em consideração as oportunidades e necessidades em termos de ciclo de vida. Um produto projetado tendo em vista seu ciclo de vida deverá ser de fácil desmontagem, por exemplo, tendo em vista a reutilização de componentes ou reciclagem de matérias-primas. Da mesma forma, componentes que eventualmente utilizem elementos danosos ao meio ambiente (como baterias, por exemplo) poderão se projetados para que a separação desses materiais seja facilitada, bem como criar mecanismos (como carcaças mais resistentes) que impeçam eventuais vazamentos para o meio ambiente. 3.3. O Final (ou o Início) do Ciclo de Vida de Produtos: o Caso dos Monitores CRT e LCD2 Eduardo Romeiro Filho O monitor de vídeo é responsável pela interação visual entre o computador e seu usuário. Desde a década de 1950 são utilizados monitores do tipo CRT (Cathode Ray Tube ou tubo de raios catódicos) para essa função. A partir do ano 2000, entretanto, uma nova tecnologia, denominada LCD (Liquid Cristal Monitor ou monitor de cristal líquido), vem progressivamente tomando espaço no mercado de monitores. Inicialmente mais caros, esses novos monitores apresentam como vantagens melhor definição, redução de refle2 Extraído do trabalho de Pereira (2006).
71
72
Projeto do Produto
ELSEVIER
xo, melhor contraste e menor consumo de energia, entre outros. Mas como um produto mais caro e de tecnologia distinta poderia derrotar uma solução amplamente disseminada no mercado, em um curto espaço de tempo? Essa é uma forma de compreensão da aplicação do conceito de ciclo de vida do produto a partir da abordagem do mercado e como é possível compreender as perspectivas de mudança a partir da análise de algumas informações relevantes. Nesta seção será mostrada a tendência nacional e mundial sobre o mercado de monitores de CRT e LCD. O Gráfico 3.1 mostra a evolução no mundo dos dois tipos de monitores no período entre 2002 e 2008. Pode ser observado um crescimento constante das unidades de monitores de LCD, enquanto os monitores de CRT sofrem um declínio também constante. Outra observação a ser feita é que a tendência do aumento das unidades de monitores de LCD durante os anos de 2002 a 2008 é maior do que o declínio dos monitores de CRT.
Gráfico 3.1: Evolução mundial em números de unidades produzidas em monitores CRT × LCD, 2003-2008
(Reseller Conference, 2005).
Por outro lado, o Gráfico 3.2 mostra a evolução do preço médio mundial dos monitores de LCD no período entre 2003 e 2008. Pode ser observado que todos os monitores de LCD, para seus diferentes tamanhos, apresentam uma redução no valor conforme os anos passam, o que confirma a expectativa de queda de preços na etapa de crescimento do ciclo de vida. Outra observação a ser feita é que os monitores de maior tamanho mostram queda nos preços mais significativa do que os modelos de menor tamanho.
Capítulo 3
| O Ciclo de Vida do Produto
Gráfico 3.2: Evolução do preço médio mundial de monitores LCD, no período 2003-2008 (Reseller Confe-
rence, 2005).
O mercado brasileiro de monitores também apresenta uma tendência para o aumento das unidades de monitores de LCD no país. O Gráfico 3.3 mostra que, conforme os anos passam, existe um aumento significativo das unidades de monitores de LCD, em uma fase de crescimento acentuado, enquanto os monitores de CRT apresentam queda a partir de 2005, apresentando-se na fase de declínio. Observa-se que o crescimento da aquisição de monitores de LCD é bem mais elevado do que a taxa de queda dos monitores de CRT, o que pode ser explicado pelo crescimento do número total de monitores (LCD e CRT) vendidos no mercado.
Gráfico 3.3: Evolução do mercado brasileiro de monitores por tipo de tela (CRT × LCD), 2003-2008 (Reseller
Conference, 2005).
73
74
Projeto do Produto
ELSEVIER
Além disso, pode-se perceber uma importante mudança de mercado em relação à dimensão dos monitores, dentro da tecnologia LCD. O Gráfico 3.4 mostra a previsão do mercado brasileiro de monitores LCD por modelo entre os anos de 2003 e 2008. Fica evidente que a participação de monitores de LCD com tamanho de tela inferior a 15 polegadas será irrelevante no mercado. Da mesma forma, verifica-se que os modelos maiores do que 18 polegadas, embora com vendas crescentes, terão uma participação restrita no mercado, atingindo no máximo 8% em 2008. Os monitores de 15 e 17 polegadas apresentaram crescimento equivalente após 2003, somando 94% de participação no mercado em 2008, sendo os modelos mais requisitados. Porém, observa-se uma migração entre os modelos dessas dimensões, com a gradual substituição dos modelos de 15 polegadas pelos de 17 polegadas como modelo mais vendido.
Gráfico 3.4: Previsão do mercado brasileiro de monitores de LCD por modelo, 2003-2008 (Reseller Confe-
rence, 2005).
Situação similar pode ser observada no mercado de televisores, que gradualmente estabelece como modelos mais vendidos os de 29 polegadas. A percepção dessas mudanças é fundamental para que a empresa estabeleça metas e critérios para o projeto de novos produtos. Inovações radicais como a introdução da tecnologia CRT ou incrementais como lançamento deacompanhadas monitores maiores com melhores características técnicas devem ser ocontinuamente pelasou empresas, para reconhecimento de tendências de mercado ou oportunidades de novos produtos. Referências CONSOLI, F.; ALLEN, D.; BOUSTEAD, I.et al. Guidelines for life-cycle assessment: a “code of practice”. Society of Environmental Toxicology and Chemistry (Setac), Setac Workshop. Sesimbra, 31 de março/3 de abril de 1993.
Capítulo 3
| O Ciclo de Vida do Produto
GUIA DO HARDWARE. Monitores. Disponível em: http://www.guiadohardware.net/tutoriais/042/. Acesso em 13 de setembro de 2005. HOLLANDS, J.G.; PARKER, H.A.; MCFADDEN, S.; BOOTHBY, R. LCD versus CRT displays: a comparison of visual search performance for colored symbols. Human Factors, v. 44, n. 2, p. 210-221, verão de 2002. INFOWESTER. Monitores de vídeo. Disponível em: http://www.infowester.com/monitores.php. Acesso em 11 de setembro de 2005. JUDY, A.; ROBERSON, G.K.; HOMAN, J.A.R.G. et al. Energy use and power levels in new monitors and personal computers. University of California. julho, 2002. LBNL-48581.
Disponível em: http://enduse.lbl.gov/info/LBNL-48581.pdf. Acesso em 9 de setembro de 2005. MCKERLIE, K.; KNIGHT, N.; THORPE, B. Advancing extended producer responsibility in Canada. Journal of Cleaner Production 14 (2006). MING-TO, C.; CHIN-CHIUAN, L. Comparison of TFT-LCD and CRT on visual recognition and subjective preference. International Journal of Industrial Ergonomics, 34, p. 67174, 2004. PEREIRA, Petterson Eduardo Bernardes de Paula. Um estudo ergonômico e econômico sobre a substituição dos monitores de CRT por monitores de LCD na escola de engenharia . Trabalho de graduação. Curso de graduação em engenharia mecânica. Belo Horizonte: UFMG, 2006. RESELLER CONFERENCE. Disponível em: http://www.resellerconference.com.br/conteudo/downloads/Samsung.pdf. Acesso em 9 de agosto de 2005.
75
Seleção de Produtos
4
para Serem Desenvolvi dos e a Gestão de Projetos Paulo Augusto Cauchick Miguel Reidson Pereira Gouvinhas
O desenvolvimento atual de novos produtos requer não somente que a empresa coloque no mercado produtos competitivos, mas também que os desenvolva eficientemente, ou seja, com pessoal e fornecedores competentes, dentro dos prazos e condições orçamentárias previstos, com qualidade compatível aos requisitos dos cientes-alvo e com odefine, menorseleciona, risco possível, dentre outros fatores. Assim, maneira pela qual organizaçãoé prioriza o conjunto de projetos de anovos produtos e oadesenvolve extremamente relevante na atualidade. Nesse contexto, a gestão de projetos pode ser genericamente definida como “a aplicação de conhecimento, ferramentas e técnicas existentes buscando atender ou superar as expectativas e necessidades dos interessados” (PMI, 2004). O PMI (Project Management Institute) é uma associação profissional americana sem fins lucrativos, com cerca de 220.00 membros em 159 países, voltada para a disseminação das práticas de gestão de projetos. Dentre as publicações do PMI estão periódicos, livros, normas e padrões como o PMBoK (Project Management Body of Knowledge), um guia onde se descreve o somatório de conhecimento e as melhores práticas dentro da área de gestão de projetos. A gestão ou gerenciamento dos projetos é uma metodologia consagrada em grandes organizações, tais como HP, IBM, NASA, bem como em outras de diversos segmentos industriais, como os de telecomunicações e tecnologia de informação, construção civil e, mais recentemente, no setor automotivo. O conceito de projeto, sob o ponto de vista do PMI, significa “um esforço temporário empreendido para criar um produto, serviço ou resultado exclusivo” (PMI, 2004). Esta é uma definição genérica de projeto que se pode aplicar a diversos tipos de empreendimentos, além do desenvolvimento de produtos. Outra definição genérica compreende considerar um projeto como “processo único, consistindo em um grupo de atividades
Capítulo 4
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
coordenadas e controladas com datas para início e término, empreendido para alcance de um objetivo conforme requisitos específicos, incluindo limitações de tempo, custos e recursos” (ISO, 1997). Embora essas definições possam se aplicar ao desenvolvimento de um novo produto, nessa área o conceito de projeto pode variar de significado, principalmente quando traduzido da língua inglesa pelos termos project e design, como identificado por Caminada Netto e Kaminski (2004). Para efeito deste livro, o termo “projeto” também é empregado a partir da definição recente de Naveiro (2008), “como resultado da atividade de projetar”. É importante destacar que o desenvolvimento de novos produtos é uma atividade permanente na empresa, sendo que cada projeto de novo produto é um empreendimento com início, meio e fim (sobre definições de projeto, veja também o texto de introdução). No contexto da gestão de projetos de desenvolvimento de novos produtos, existem dois níveis de gerenciamento: um nível estratégico, que define a gestão do conjunto de projetos de novos produtos, e um nível operacional de gerenciamento dos projetos individualmente. O primeiro nível, apresentado na sequência, trata de administrar a carteira de desenvolvimento de novos produtos, definindo aqueles que devem ser desenvolvidos em dado período, enquanto o segundo nível trata de aspectos específicos individuais do novo produto associado aos custos, prazos, qualidade, aquisição, riscos etc., cuja definição é feita mais à frente.
4.1. O Gerenciamento do Conjunto de Projetos Uma empresa tem, geralmente, diversas possibilidades de desenvolvimento de novos produtos, direcionados para vários segmentos de mercados, e precisa decidir quais produtos serão desenvolvidos em determinado período. A Figura 4.1 ilustra diversos mercados que uma empresa deseja atingir (A, B, C e D), para os quais seleciona-se um conjunto de produtos a serem desenvolvidos. Observa-se que os projetos C1 a C6 encontram-se em diferentes estágios de desenvolvimento.
Figura 4.1: Ilustração de um portfólio de produtos e projetos (Rozenfeld et al., 2006).
77
78
Projeto do Produto
ELSEVIER
Dessa forma, é essencial que as empresas administrem o conjunto de projetos de produtos a serem desenvolvidos, identificando, selecionando e priorizando os projetos de novos produtos. Essa atividade é conhecida como gestão de portfólio ou gerenciamento da carteira de projetos, que consiste em administrar o conjunto de projetos de produtos mais relacionados aos objetivos estratégicos da organização de forma compatível com os recursos disponíveis para sua realização. A gestão desenvolvimento de novos produtos considera duas perspectivas: estratégica e operacional. O portfólio para desenvolver novos produtos é associado a uma perspectiva estratégica. A Figura 4.2 ilustra a relação entre o portfólio de novos produtos e o processo de desenvolvimento desses produtos.
Figura 4.2: Gestão de portfólio e do desenvolvimento de produtos (Cooper et al., 1998).
A perspectiva estratégica consiste no alinhamento das metas e objetivos da empresa, considerando as particularidades do seu negócio, com o conjunto de produtos em desenvolvimento, relacionando esse conjunto com a capacidade da organização em desenvolver novos produtos. Além disso, é também uma tentativa constante de articular as necessidades do mercado comdaasempresa. competências tecnológicas e organizacionais, permitindo continuidade no negócio A perspectiva organizacional é voltada para a condução de projetos específicos, ou seja, é responsável pelo desenvolvimento propriamente dito, conduzindo e gerenciando o projeto de um novo produto. Essa perspectiva concentra esforços não somente no processo em si mas também na utilização de métodos e técnicas que suportem esse processo, visando à sua organização. A gestão do portfólio é um processo de decisão dinâmico, pelo qual o conjunto de projetos de novos produtos é constantemente atualizado e revisado. Nesse proces-
Capítulo 4
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
so de decisão, novos projetos são avaliados, selecionados e priorizados. São verificados aqueles projetos que estrategicamente são vitais para ser executados, seja pela vertente tecnológica ou mercadológica (representada no lado esquerdo na Figura 4.2). O processo de decisão do portfólio engloba uma série de outros processos de tomada de decisão, que inclui revisões periódicas do portfólio de todos os projetos de novos produtos, comparando-os. Também tomam-se decisões do tipo siga/interrompa projetos individuais, além de decidir desenvolver uma nova estratégia de produtos para o negócio, completado pela decisão de alocação estratégica dos recursos disponíveis (financeiros, pessoais, laboratoriais etc.). Nesse contexto, existem, portanto, três objetivos para a gestão de portfólio (Clark e Wheelwright, 1993; Cooper et al. , 1997; Cooper et al. , 1998): alinhamento estratégico dos projetos de desenvolvimento com a estratégia do negócio, maximização do valor do portfólio levando em consideração os recursos disponíveis e o balanceamento entre projetos a partir de critérios diversos. É importante destacar que existem diferenças no desenvolvimento do novo produto no que tange à abrangência e profundidade das mudanças propostas, tanto para o produto quanto para o processo de produção. Assim, é possível class ificar os projetos de novos produtos conforme mostrado na Figura 4.3.
Figura 4.3: Tipos de projetos de desenvolvimento (Clark e Wheelwright, 1993).
79
80
Projeto do Produto
ELSEVIER
A relação entre a gestão de portfólio e do desenvolvimento de produtos apresentada na Figura 4.2 está associada ao lado esquerdo da figura. Isso porque essa atividade está relacionada à escolha dos projetos, uma vez que é necessário estabelecer quais tipos de projetos devem ser desenvolvidos porque, dependendo da complexidade do projeto do produto, mais recursos para seu desenvolvimento são necessários, incluindo a gestão do seu desenvolvimento (lado direito da Figura 4.2). Nesse sentido, vale a pena destacar os projetos do tipo “plataforma” e os “derivativos” mostrados na Figura 4.3. Os projetos derivativos, híbridos ou de melhorias são também denominados projetos de sustentação, que podem variar desde versões de custo reduzido de um produto existente até projetos de melhoria de um processo de produção existente. Como sugerido pelo posicionamento desse tipo de projeto na Figura 4.3, tais projetos incluem mudanças incrementais no produto com pouca ou nenhuma alteração de processo, mudanças incrementais de processo com pouca ou nenhuma alteração do produto ou produtos que envolvem (pouca) mudança de projeto e de processo. Esses projetos geralmente requerem muito menos recursos do que projetos que trazem avanços significativos, pois eles simplesmente melhoram os produtos ou os processos existentes por meio de uma extensão na sua aplicação. Exemplos de projetos desse tipo são os veículos lançados com pequenas alterações de carroceria e parte interna, como no caso de evoluções típicas da indústria automotiva, realizadas ano a ano e muitas vezes denominadas “nova geração”, embora não representem significativa inovação. Os projetos plataforma representam um novo “sistema” de solução para os clientes e envolvem mudanças significativas, tanto para o processo de fabricação quanto para o produto. Os projetos plataforma fornecem uma base para uma nova família de produtos ou processos, elevadas a um novo patamar por muitos anos, e requerem significativamente mais recursos, comparados aos projetos derivativos ou incrementais. Quando esses projetos são cuidadosamente planejados e executados, eles fornecem uma base significativa em volume e uma melhoria fundamental nos custos, qualidade e desempenho, comparativamente com a geração anterior. Por essa razão, eles são frequentemente referidos como “próxima geração”. Além desses dois tipos (plataforma e derivativos), existem os projetos de ruptura ou radicais que podem estabelecer um novo núcleo de produtos e processos. Eles podem criar uma nova categoria de produtos nos negócios da organização ou encabeçar a entrada da organização em um novo negócio. A maior parte do foco de tais tipos de projetos é no produto porque, frequentemente, representa uma nova aplicação ou função e depende da atração e satisfação de novos clientes para seu sucesso. Os projetos de parceria representam um modo diferenciado de condução de projeto, que podem envolver extensas alterações de produto ou de processo de produção. Na verdade, qualquer projeto pode ser conduzido utilizando a parceria, ou seja, a organização pode formar uma aliança ou criar uma parceria com outra instituição para conduzir pesquisa ou desenvolvimento avançado, para desenvolver um novo conceito de produto ou simplesmente ampliar
Capítulo 4
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
uma linha de produtos. Em vez de utilizar somente os recursos próprios da organização, a empresa parceira frequentemente fornece recursos únicos e/ou significativos (às vezes todos os seus recursos disponíveis), podendo, inclusive, gerenciar a execução do projeto. Os projetos de desenvolvimento devem ser escolhidos de acordo com as estratégias de desenvolvimento de novos produtos da organização e pela disponibilidade de recursos que a empresa possui. Muitas vezes, a empresa não dispõe de recursos abundantes, pois não é vantajoso designar uma grande quantidade de projetos para os engenheiros. A Figura 4.4 mostra a relação entre o número de projetos desenvolvidos simultaneamente por engenheiro e o tempo despendido em atividades agregadoras de valor. Nota-se, portanto, que não é desejável um grande acúmulo de projetos por engenheiro.
Figura 4.4: Dimensionamento da capacidade instalada (Clark e Wheelwright, 1993).
Assim, é importante classificar o tipo de projeto (por exemplo, plataforma ou derivativo), de modo a definir a quantidade de recursos necessários e para analisar estrategicamente o quanto o desenvolvimento proposto é novo para a empresa (Figura 4.5). Se o produto é novo para a empresa, isto é, ela ainda não tem experiência nesse negócio ou na tecnologia, isso pode significar a necessidade de buscar competência necessária para o desenvolvimento (como ocorre no caso de um projeto de parceria) podendo, como citado anteriormente, implicar um projeto do tipo plataforma, derivativo ou de ruptura. As diferenças entre os desenvolvimentos mostrados na Figura 4.3 implicam maior ou menor competência da organização em desenvolvê-los e também no consumo de recursos para a(s) equipe(s) de desenvolvimento. A empresa precisa, portanto, definir sua estratégia de desenvolvimento de novos produtos a partir da estratégia de negócio da organização, tendo necessidade de definir qual o nichode mercado que a plataforma pretende atingir . Em suma, a prática de gestão de portfólio envolve a decisão sobre quais projetos devem ser acrescentados à carteira ativa de projetos de uma empresa, definição do tipo de projeto e seus objetivos, e prazos e recursos necessários para executá-los. Uma vez feita a análise do conjunto dos projetos a ser desenvolvido, a atenção évoltada para o desenvolvimento de cada projeto individualmente (lado direito da Figura 4.2), apresentado na Introdução deste livro.
81
82
Projeto do Produto
a a r a p e d a id v o N
alta a s e r p m e
baixa
ELSEVIER
novo para a empresa
novo para o mundo
melhorias em produtos
acréscimo à linha existente
reduções de custos
reposicionamento
baixa
alta Novidade para o mercado
Figura 4.5: Classificação dos projetos conforme Griffin e Page (1996).
4.2. A Proposta da Gestão de Projetos Baseada do PMBoK Como citado anteriormente, a gestão de projetos considera principalmente o gerenciamento de projetos individuais de novos produtos. Em síntese, gerenciar projetos significa especialmente administrar as restrições de escopo, prazo e custos, cujo balanceamento afeta a qualidade do projeto. No entanto, o PMBoK considera outras áreas do conhecimento em gestão de projetos, totalizando nove áreas, sintetizadas na Tabela 4.1. Tabela 4.1: Áreas de conhecimento em gestão de projetos (adaptada de PMI, 2004) Ár e a
Descrição
Escopo
Processos exigidos para assegurar que no projeto estejam todas as tarefas necessárias e somente aquelas necessárias para completá-lo
Tempo
Processos exigidos para assegurar a conclusão do projeto no prazo planejado
Custos
Processos para assegurar que o projeto seja concluído dentro do orçamento aprovado
Qualidade
Processos exigidos para assegurar que o projeto satisfaça aos seus objetivos e necessidades planejadas
Recursos humanos Processos exigidos para administrar eficientemente a equipe de projeto Comunicação
Processos necessários para assegurar geração, coleta, divulgação, disseminação, armazenamento e destino das informações de forma oportuna e adequada
Riscos
Processos relacionados com identificação, análise e resposta aos riscos do projeto
Aquisição
Processos exigidos para obter bens e serviços de terceiros, além do gerenciamento de contratos
Integração
Processos exigidos para assegurar que os vários elementos do projeto sejam devidamente coordenados
Como pode ser visto nas definições das áreas da Tabela 4.1, para realizar o gerenciamento do projeto o PMBoK baseia-se no conceito de gestão por processos. Um processo compreende um conjunto de recursos e atividades inter-relacionados que transformam insumos (entradas) em produtos (saídas) em uma sequência de ações sistemáticas. No caso dos processos relativos à gestão de projetos, considera-se: • processos da gerência de projetos: relacionam-se com a descrição, a organização e a conclusão do trabalho necessário ao projeto;
Capítulo 4
•
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
processos orientados ao produto: relacionam-se com a especificação e a criação do produto; são definidos pelo ciclo de vida do projeto e variam de acordo com a área de aplicação.
Considerando o ciclo de vida de um projeto, o gerenciamento de projetos é baseado no ciclo PDCA (plan-do-check-act), que considera os processos de planejamento, execução e controle, além dos processos de iniciação e encerramento (Figura 4.6). Esses processos ocorrem no ciclo de vida do projeto como um todo ou em cada fase individual.
Figura 4.6: Grupo de processos do PMI (2004).
A Tabela 4.2 mostra a definição de cada um desses grupos de processos. Tabela 4.2: Áreas de conhecimento em gestão de projetos (adaptada de PMI, 2004) Grupo de Processos
Descrição
Iniciação
Definição e autorização do início do projeto ou de uma fase do projeto
Planejamento
Definição e ref inamento dos objetivos e pl anejamento da a ção necessária para alcançar os objetivos e o escopo
Execução
Integração de pessoas e outros recursos para realizar o plano de gerenciamento
Monitoramento e controle
Medição e monitoramento do progresso para identificar variações em relação ao plano visando ações corretivas
Encerramento
Formalização da aceitação do produto, serviço ou resultado e condução do projeto ou fase a um final
A partir desses grupos de processos, o gerenciamento de projetos relaciona-os às áreas de conhecimento específicas (Tabela 4.1). Portanto, pode haver processos de planejamento relacionados às áreas de comunicação e recursos humanos, por exemplo. O resultado desses processos são, respectivamente, o plano de comunicação e o plano de recursos humanos. De modo análogo, esse raciocínio é válido para as outras áreas, bem como para os outros grupos de processos (iniciação, execução, monitoramento e controle, encerramento). Outro aspecto importante associado aos grupos deprocessos é que esses processos
83
84
Projeto do Produto
ELSEVIER
são integrados e variam em relação ao nível de atividade, ou seja, em que momento iniciam e terminam, bem como com que intensidade, como ilustra a Figura 4.7.
Figura 4.7: Integração entre os processos (PMI, 2004).
Para cada uma das áreas de conhecimento são utilizadas práticas organizacionais e de gerenciamento, relacionadas aos grupos de processos que, como já citado, trarão um resultado específico. Como exemplo, um cronograma é um resultado (entrega) do processo de execução relacionado à área de conhecimento “tempo”.
4.3. A Relação da Proposta do PMBoK com o Desenvolvimento de Novos Produtos Como no caso de quaisquer projetos, existem práticas importantes relacionadas à gestão do projeto para o desenvolvimento de um novo produto. A Tabela 4.3 ilustra exemplos de documentação pertinentes à gestão de projetos em algumas das áreas do conhecimento. Tabela 4.3: Exemplos de documentos adotados no desenvolvimento de produtos Ár e a
Descrição
Integração
Termo de abertura do projeto (ou
project charter)
Escopo
Estrutura analítica do projeto (WBS –
Tempo
Cronogramadetalhadono MS Project ou outro software
Custos
Orçamento(planilha)
Work Breakdown Structure)
Qualidade
Plano de engenharia experimental
Recursos humanos
Matriz de responsabilidades
Comunicação
Plano de comunicação
Riscos
Planilha de FMEA (análise dos modos e efeitos das falhas)
Aquisição
Relatório de cotação de fornecedores
Um documento importante que formaliza o início do projeto de um novo produto é o “termo de abertura do projeto” ou project charter. É um documento equivalente ao termo de referência ou ao business case. Em alguns setores, como no automotivo, é de-
Capítulo 4
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
nominado “documento de aprovação”, que contém os dados básicos do novo produto, tais como escopo, proposta de estratégia de marketing, proposta do produto etc., como ilustra o exemplo da Figura 4.8. A estrutura analítica do projeto ou WBS ( Work Breakdown Structure) representa o agrupamento dos componentes de projeto, orientado para os subprodutos, organizando e definindo o escopo total do projeto. Essa estrutura lógica e hierárquica é semelhante a um organograma, e especifica tarefas e subprojetos, como ilustra a Figura 4.9, para um exemplo de sistema de controle de uma aeronave. A matriz de responsabilidades (Figura 4.10) é um documento que relaciona os membros da equipe do projeto com o trabalho a ser realizado. Também designa os papéis de cada um dos membros, pois pode indicar se a pessoa é o responsável, se participa provendo informações ou consultoria, dentre outros papéis. AUTOLEGAL Documento de Aprovação do Veículo Off Road Propósito: apresentar um derivado do veículo A10, em versão off-road, como uma edição especial. Histórico: a pesquisa de marketing mostrou que muitos veículos da categoria "A' foram convertidos para este tipo de uso, pois existem no mercado acessórios de aparência off-road.
Estratégia de marketing:o lançamento da versão A10Off Roadde fábrica vai conseguir um aumento de vendas e participação incremental de 5pontos percentuais. Os concorrentes não oferecem nada nesse segmento.
Proposta do produto: utilizando a versão básica do A10, acrescentamos itens de aparência visual offroad, tais como novos para-choques, farol de milha, grade protetora dianteira, estribo lateral, novo rack
de teto, rodas e pneus mais largos. Funcionalmente, a suspensão será elevada em 50 mm. Ver desenhos. off-road. Manufatura e Suprimentos: Haverá um aumento de complexidade na fábrica devido aos novos itens
A manufatura e os potenciais fornecedores de peças suportam este programa dentro do prazo proposto.
Prazo: início da fabricação está projetado para 28 meses. Finanças:basedo no volume de 6.000 veículos por ano; preço 20% maior que o veículo básicoA10; investi-
mento de $ 5 milhões; custos incrementais de 20%. programa O demonstra ter projeções de lucro de $ 1 ilhão. m Figura 4.8: Exemplo de termo de aprovação do projeto (adaptado de Hung, 2007).
Figura 4.9: Exemplo de uma WBS (PMI, 2004).
85
86
Projeto do Produto
ELSEVIER
s o t je o r P e d r o d a n e d r o o C
Envolvidos s to je o r P e d tê i m o C
Atividades/Decisões
l ia tr s u d n I a l u l é C
a i r o d la o tr n o C
l a i c r e m o C
D & P
s a o s s e P e d o tã s e G
e d a id l a u Q
o t e j o r P o d e t n e r e G
g n ti e k r a M
o t e j o r p e d e ip u q E
l a r e G r o t e ri D
I. Concepção e Planejamento do Projeto 1.1 Monitorar e captar ideias 1.2. Preparar e aprovar a proposta básica
A
1.3. Analisar os recursos necessários 1.4. Atribuir código para o projeto 1.5 Indicar gerente do projeto
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
R
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
P
R R
A
1.6 Montar a equipe do projeto
I
R R
1.7 Definir responsabilidades no projeto
R
1.8 Preparar o plano preliminar
R
1.9 Avaliar o plano preliminar do projeto
P/I
C R
A R = responsabilidade pela execução A = autoridade para a decisão C = consulta obrigatória a priori e informação a posteriori I = informação a posteriori P = participa da atividade/decisão
1.10 Aprovar o plano preliminar do projeto
Figura 4.10: Matriz de responsabilidades (PMI, 2004).
4.4. Organização do Trabalho para Desenvolvimento de Novos Produtos Nos últimos 30 anos tem ocorrido uma alteração da estrutura organizacional no sentido de como é a organização de trabalho no desenvolvimento de novos produtos. Basicamente, existem três tipos de estruturas organizacionais: funcional, matricial (fraca, balanceada e forte) e por projetos (Clark e Fujimoto, 1991; PMBoK, 2004). A Figura 4.11 ilustra esses três tipos de estrutura.
Figura 4.11: Estruturas organizacionais.
Capítulo 4
| Seleção de Produtos para Serem Desenvolvidos e a Gestão de Projetos
Na estrutura funcional, os funcionários são agrupados por especialidade e possuem um superior imediato bem definido. Nos projetos desenvolvidos em estruturas como essa, o escopo fica restrito aos limites da função (no caso do desenvolvimento de um novo produto, o escopo é centrado na engenharia do produto). Dessa forma, o projeto pode passar de função para função. No outro extremo, está a organização por projetos, onde os membros da equipe de projetos geralmente são organizados para atuar de modo autônomo, com os especialistas de cada função respondendo somente para o gerente do projeto, que possui grande autonomia. As estruturas matriciais apresentam uma combinação de características das anteriores. Na estrutura matricial existe uma divisão de autoridade, responsabilidade e obrigação entre a equipe de projeto e as áreas funcionais. Na interface entre projeto e função, os papéis relativos e complementares de autoridade, responsabilidade e de obrigação de prestar contas do gerente de projeto e do gerente funcional são focados. Existem poucas organizações que usam somente um dos tipos de estrutura apresentados. A maioria das organizações modernas envolve mais de uma, se não todos os tipos mostrados. A gestão de projetos é um dos aspectos fundamentais para o projeto do produto. Deve ser clara para o projetista a diferença entre o projeto como “empreendimento” (project) e o “projeto do produto” propriamente dito (design). É também importante considerar que não existem soluções melhores ou piores em termos de gestão de projetos, mas soluções mais ou menos adequadas à situação da empresa. Pequenas empresas ou aquelas que desenvolvem produtos de menor complexidade técnica normalmente requerem formas de gestão distintas daquelas adotadas em casos de produtos mais complexos, que normalmente envolvem mais profissionais. Sendo assim, a gestão do projeto de uma ferramenta manual, que envolve entre dois e cinco profissionais de uma mesma empresa, será naturalmente distinta daquela de um avião comercial, que envolve centenas de pessoas, distribuídas entre diferentes empresas localizadas em países distintos, com linguagem, procedimentos, tecnologia e até mesmo fusos horários diferentes. Sendo assim, caberá ao projetista (normalmente em pequenas empresas) ou ao gerente de projeto (em empresas maiores) definir o sistema de gestão de projetos mais adequado à situação existente.
Referências CAMINADA NETTO, A.; KAMINSKI, P.C. The concept of product design. Product: Management & Development, v. 2, n. 2, p. 73-79, 2004. CHENG, L.C. Caracterização da gestão de desenvolvimento do produto: delineando o seu contorno e dimensões básicas. Anais do II Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento de Produto. São Carlos, p. 1-9, 2000. CLARK, K.B.; FUJIMOTO T. Product Development performance: strategy, organization and management in the auto industry. Boston: Harvard Business School Press, 2001.
87
88
Projeto do Produto
ELSEVIER
CLARK, K.B.; WHEELWRIGHT, S.C. Managing new product and process development. Nova York: The Free Press, 1993. COOPER, R.; EDGETT, S.J.; KLEINSCHMIDT, E.J. Portfolio management in new product development: lessons from the leaders. I. Research-Technology Management, v. 40, n. 5, p. 16-28, 1997. COOPER, R. et al. Portfolio management for new products. [S.l.]: Addilson-Wesley Publishing: Reading, 1998. GRIFFIN, A.; PAGE, A. PDMA success measurement project: recommended measures for product development success and failure. Journal of Product Innovation Management, v. 13, p. 478-496, 1996. HUNG, N.W. Planejamento do produto. In: LEITE, H.A.R. Gestão de projeto de produto – a excelência da indústria automotiva. São Paulo: Atlas, 2007. ISO, International Organization for Standartization. ISO 10006: Quality management – guidelines to quality in project management, Genebra, 1997. NAVEIRO, R.M. Engenharia do produto. In: BATALHA, M.Introdução à engenharia de produção. São Paulo: Campus, 2008. PMI. Um guia do conjunto de conhecimentos em gerenciamento de projetos. Guia PMBoK. Project Management Institute. 3. ed. Pennsylvania: Newtown Square, 2004. ROZENFELD, H.; FORCELLINI, F.A.; AMARAL, D.C.et al. Gestão de desenvolvimento de produtos: uma referência para a melhoria dos processos . São Paulo: Saraiva, 2006.
5
O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias Eduardo Romeiro Filho Cristiano Vasconcellos Ferreira
Diante dos atuais estágios de desenvolvimento tecnológico e econômico impostos pelo mercado às empresas, é cada vez maior a utilização de novas tecnologias no auxílio à geração, tratamento, difusão e intercâmbio de informações em tempo real, mesmo a grandes distâncias, permitindo que equipes de desenvolvimento possam tratar de pontos relevantes no projeto do produto. Nesse caso, a empresa que desenvolve o projeto poderá consultar seus fornecedores a respeito das características de componentes e sistemas, bem como sugerir alterações pertinentes como se os projetistas estivessem trabalhando em um mesmo prédio, mesmo que uma equipe esteja localizada no Brasil e outra, por exemplo, em um país da Europa. Atualmente, muitas empresas desenvolvem produtos em parceria com clientes e fornecedores, com a utilização cada vez maior de sistemas informatizados para a geração de soluções técnicas e comunicação entre equipes durante o projeto do produto. As vantagens trazidas, entretanto, somente poderão ser efetivamente observadas a partir de modificações implantadas no próprio processo projetual, adequando-o às novas ferramentas tecnológicas. Este capítulo tem por objetivo apresentar e discutir algumas dessas ferramentas, notadamente aquelas ligadas à comunicação e à integração entre diferentes equipes de projeto. Existem diversas formas de desenvolvimento do processo projetual, entre metodologias predominantemente lineares ou aquelas em que há o desenvolvimento paralelo de várias etapas. Normalmente, as possibilidades e estratégias de trabalho variam de acordo com a equipe e o tempo disponíveis . Nesse ponto estão dois elementos cruciais no desenvolvimento projetual: a equipe responsável e o tempo de desenvolvimento. A crescente complexidade tecnológica dos produtos desenvolvidos tem praticamente eliminado a figura do “inventor solitário” que domina todo o processo de concepção e apresenta soluções sem a utilização de uma metodologia definida. Em seu lugar surgem equipes
90
Projeto do Produto
ELSEVIER
cada vez maiores, especializadas no desenvolvimento de projetos em suas várias áreas de conhecimentos. Se a criação de equipes ou centros de pesquisa e desenvolvimento torna-se recursos inestimáveis à atividade projetual, trazem em seu bojo uma série de complicações, basicamente relacionadas à necessidade de um efetivo e adequado gerenciamento de todo o pessoal envolvido e, principalmente, da informação que circula entre as diferentes equipes, muitas vezes envolvendo pessoal de duas ou mais empresas. As questões apontadas sugerem, em princípio, a concentração de tarefas em pequenos grupos, formados por elementos de diferentes especialidades ou, por outro lado, a criação de estruturas que permitam a interação de várias equipes (sobre esse assunto, ver capítulo anterior, sobre gestão de projetos). A formação de uma pequena equipe de projeto apresenta a inegável vantagem da circulação das informações de forma praticamente imediata. A realização de reuniões periódicas, nesse caso, é bastante facilitada, tendo em vista a proximidade física e, na maior parte das vezes, a estreita relação profissional existente entre os diferentes membros. Mesmo nos casos de grandes equipes, a proximidade física pode ser bastante positiva em termos de circulação de informação. Em uma empresa brasileira fabricante de bens de capital, mesmo depois da implantação de uma rede local, a concentração das diferentes equipes de projeto em um mesmo espaço físico foi considerada altamente positiva, tanto pela gerência como pelos projetistas, em função de uma maior “sinergia” no grupo. Essa solução, entretanto, apresenta seus limites, tendo em vista a limitação prática da abrangência tecnológica do produto. Projetos de mobiliário, por exemplo, podem ser desenvolvidos por pequenos grupos de pessoas (ou mesmo individualmente), tendo em vista as características específicas da tecnologia utilizada na fabricação do produto. No caso de um automóvel, por outro lado, estão envolvidas, na maioria das vezes, centenas de pessoas, em diferentes empresas e países, com responsabilidades diversas sobre o produto final, desde a concepção da carroceria até o dimensionamento de pequenos parafusos para fixação de componentes. A complexidade verificada na maioria dos projetos de design e engenharia atuais, portanto, acaba por impedir na prática que o trabalho seja inteiramente desenvolvido por um único grupo, de forma isolada. Num cenário, no qual durante o desenvolvimento de empreendimento circula uma grande quantidade de informação – relatórios técnicos, memoriais de cálculo, memoriais descritivos, especificações, plantas, esquemas, desenhos técnicos de detalhamento e montagem, exemplificando o conjunto de documentos que compõem um projeto – entre os participantes, as novas tecnologias vêm facilitar o desenvolvimento do produto. O projeto de um automóvel americano demandava, nos anos 1980, mais de 60 meses de trabalho por 900 pessoas, em um total de 3,1 milhões de horas. Na mesma época, projeto semelhante desenvolvido pela indústria japonesa ocupava 1,7 milhão de horas de trabalho em 46 meses, por 500 pessoas (Clark e Fujimoto, 1988; Fujimoto, 1989). O resultado dessa situação era que, no Japão, o tempo de fabricação do protótipo
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
é de 6,2 meses, em média, exatamente a metade do tempo utilizado nos Estados Unidos. Apesar de números bem menores, que têm sofrido redução acentuada nos últimos anos, ainda assim trata-se cifras impressionantes. A partir desses exemplos, pode-se avaliar as dificuldades advindas do gerenciamento de desenvolvimento de produtos. Em casos como esses torna-se impossível, na prática, a centralização do projeto em pequenas equipes dedicadas. Outro problema extremamente sério nesse campo está na questão do tempo de desenvolvimento do projeto. Utilizando ainda o exemplo anterior, pode-se perceber que, em comparação com a indústria japonesa, nos Estados Unidos leva-se (ou levava-se, na época do estudo) o dobro do tempo (em horas de trabalho) para o desenvolvimento do projeto de um automóvel, com quase o dobro de pessoas envolvidas. Nesse caso, não é de forma alguma surpreendente o sucesso conseguido pela indústria automobilística japonesa, tendo em vista o fato de que ela é capaz de responder aos anseios dos consumidores (futuros usuários de seus produtos) com muito mais rapidez. Embora de uma forma bastante simplista, pode-se dizer que, naquela época, os carros japoneses eram lançados três anos antes do que os americanos cuja concepção se iniciava na mesma época, ou seja, os automóveis americanos já chegavam três anos mais velhos ao mercado. Parece simples perceber as srcens da transformação da Toyota na maior produtora mundial de veículos em 2008. Outra informação importante é que as indústrias estão buscando cada vez mais reduzir o tempo de desenvolvimento de produtos e, para isso, buscam empregar exaustivamente ferramentas computacionais de simulação. Um processo projetual estruturado e bem conduzido é uma peça-chave para a conquista e manutenção de mercados, pois design e engenharia de produto assumem importância crescente em um cenário de alta competitividade mundial. Com a globalização da produção, as empresas devem buscar produtos que tenham sustentabilidade econômica, técnica, ambiental e social. Aqueles produtos que concorrem somente no aspecto “preço de compra” terão como destino cada vez mais os mercados marginais, interna ou externamente ao país produtor. Portanto, para a agilização do processo projetual como um todo, no caso de produtos que envolvam grandes equipes e a necessidade de interação e integração entre diferentes setores, ou mesmo entre várias empresas, torna-se crucial um fluxo eficiente de informações (ou de conhecimento). O conhecimento deve estar disponível em tempo hábil e destinado à pessoa certa, para que o processo tenha andamento eficiente. De nada adiantará uma difusão descontrolada de informações se cada um dos envolvidos não possuir meios de determinar e localizar as formas de conhecimento de seu interesse. Um outro exemplo que ilustra bem o problema do desenvolvimento de produtos envolvendo tecnologias sofisticadas e processos “globalizados” de produção envolve o avião Boeing 777 que possui componentes fabricados em países tão diferentes como Austrália, Brasil, Japão, Itália, Canadá, França, Coreia do Sul, Cingapura e Irlanda. Como gerenciar equipes de projeto das diferentes empresas envolvidas, situadas a tão grande
91
92
Projeto do Produto
ELSEVIER
distância e de tão diversos “procedimentos culturais”, para a concepção e fabricação de um produto tão complexo como um avião de passageiros de grande porte? Da mesma forma, o Embraer ERJ 145, primeiro jato de passageiros projetado e produzido no Brasil, possui componentes fabricados em países como Bélgica (partes da fuselagem), Estados Unidos (interior da aeronave e motor), Espanha (asas) e outros, conforme descrito na introdução deste livro. O projeto de produtos é, portanto, uma atividade extremamente complexa, que não deve ser restrita a uma forma de arte, ciência ou engenharia, pois se trata de um meio híbrido que, para ter êxito, exige uma perfeita combinação das três especialidades. Dessa forma, deve haver recursos que permitam a integração e a disseminação de uma grande quantidade de informações entre os elementos envolvidos no processo de desenvolvimento do produto (pessoas, equipes, empresas, entre outros). Nesse sentido, a utilização de sistemas Cax, onde o termo “x” pode estar associado a distintas especializadas do processo de desenvolvimento de produto — CAD ( Computer Aided Design ou Projeto Assistido por Computador), CAM (Computer Aided Manufacturing ou Manufatura Assistida por Computador) ou CAE (Computer Aided Engineering ou Engenharia Assistida por Computador) —, tem crescido bastante. No mercado podem ser encontrados diversos sistemas de apoio ao projeto de produto, com diferentes funcionalidades, custos e recursos. É importante ressaltar que esses sistemas podem ser empregados em distintos segmentos industriais; entretanto, a sua correta utilização depende da capacidade dos recursos humanos e da forma pela qual o processo de desenvolvimento de produtos está estruturado.
Figura 5.1: Imagem tridimensional do produto gerada a partir de um sistema CAD.
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
5.1. A Engenharia Simultânea O uso de sistemas de auxílio ao projeto de produto está muito relacionado ao advindo da engenharia simultânea, também denominada concorrente ou paralela. Seu uso é hoje amplamente difundido a partir de experiências em grandes empresas do setor automobilístico e aeronáutico, permitindo agilizar e “enxugar” o desenvolvimento do produto, apesar de sua implantação levar a um aumento no tempo destinado às etapas iniciais desse processo, em especial naquelas relacionadas à elaboração do conceito do produto. Sua aplicação, além de reduzir o tempo total de desenvolvimento, resulta no aumento nos níveis de qualidade do produto obtidos, redução do número de falhas do produto, sua melhor definição e redução no lead time de fabricação (GAO et al., 2000). A maior integração entre o projeto do produto e o processo que o produz é condição necessária para uma empresa ser competitiva. Empresas transnacionais, mercados internacionalizados e competição globalizada são fatores que acirram a competição entre as empresas, obrigando-as a comprimir o ciclo de desenvolvimento e lançamento de novos produtos, além de exercer um esforço permanente para a redução dos custos dos produtos e para a melhoria da produtividade e da qualidade. A necessidade de reduzir o tempo de lançamento de um produto no mercado a preços competitivos faz com que as empresas agilizem a sua atividade de projeto, obrigando-as a adotar novas tecnologias e métodos de gestão que possibilitem o desenvolvimento simultâneo do projeto em vez de sequencial. Nesse sentido, passam a adotar um conjunto de mecanismos de gestão do projeto Cunhados como engenharia simultânea (ou paralela ou concorrente), na qual as atividades de desenvolvimento de projeto passam a ser realizadas em paralelo sempre que possível. Com isso, a principal preocupação da empresa é a sua adaptação a essas novas exigências do mercado, de forma a alcançar rapidamente a integração do planejamento e desenvolvimento dos seus produtos comprimindo o processo de realização do projeto. Nas empresas que utilizam o modelo sequencial, o projeto segue uma trajetória linear, passando pelas diferentes áreas funcionais da empresa, onde cada setor, após executar sua parte do projeto, transfere a documentação acabada para o setor seguinte, onde a avaliação do que foi realizado é feita. Se forem encontradas falhas ou incompatibilidades, o processo retorna ao ponto anterior ou até para um setor mais anterior. Como características, temos baixa sincronização, já que as atividades são realizadas de forma isolada, e elevada divisão de responsabilidades. Isso acaba por gerar uma situação em que informações básicas do processo são geradas várias vezes por grupos distintos, com processamento concentrado de informações em determinadas etapas. Esse modelo, chamado processo “entre muros”, é ineficiente, uma vez que exige retrabalho da documentação, e a documentação, ao retornar ao local de srcem, gera atrasos e, consequentemente, aumenta os custos do projeto. A engenharia simultânea traz novos conceitos para a prática de projeto do produto, conduzindo o processo de desenvolvimento de projeto de forma que as várias ativida-
93
94
Projeto do Produto
ELSEVIER
des relacionadas sejam integradas e realizadas em paralelo, em vez de sequencialmente. A engenharia simultânea considera ao longo do projeto os principais fatores associados ao projeto do produto, como fabricação, montagem, teste, manutenção, custo, qualidade etc. Sua adoção pode economizar muito dinheiro, evitando os custos adicionais decorrentes de mudanças de engenharia e retrabalhos que aparecem a jusante da progressão do projeto. No desenvolvimento da família PC pela IBM, uma mudança ocorrida na fase de testes custava, em média, 13 vezes mais que mudanças implementadas nas fases iniciais do projeto. A Figura 5.2 mostra os diversos fluxos de informação presentes na progressão do projeto e a abordagem da engenharia simultânea no gerenciamento desse fluxo. A principal medida gerencial adotada é a superposição de tarefas, fazendo com que atividades anteriormente executadas em sequência sejam desempenhadas em paralelo. Ela é viabilizada pela liberação de documentação parcial do projeto para os membros da equipe que trabalham “a jusante”, de forma a permitir que eles façam avaliações preliminares do que se passa desde o início. Essa é a situação observada na indústria automobilística japonesa, na qual cada integrante de uma equipe de projeto tem consciência do conteúdo de informação a ser liberado antecipadamente (Whitney, 1994).
Figura 5.2: Engenharia simultânea (Naveiro, R. e O'Grady, P., 1997).
A adoção da engenharia simultânea é viabilizada pela formação de equipes multifuncionais auxiliadas por sistemas computacionais como CAD/CAE/CAM, que facilitam o trabalho coletivo em marcha. Uma equipe de projeto necessita executar certos processos, tais como a comunicação, a negociação, a coordenação, a correalização e o compartilhamento de informação. Portanto, para viabilizar o trabalho Cooperativo faz-se
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
necessário um ambiente de apoio aos processos de comunicação entre as equipes. O ambiente computacional que implementa os processos de apoio à Cooperação denomina-se groupware ou sistema de trabalho Cooperativo apoiado por computador. Outro aspecto do auxílio computacional para a implementação da engenharia simultânea refere-se à representação do conhecimento vinculado à evolução do produto, relacionando as restrições impostas pelos processos de fabricação, montagem e manutenção de forma a antecipar os problemas que ocorreriam a jusante do projeto do produto. Esse auxílio é muito importante, uma vez que traz para a fase de projeto os conhecimentos acumulados pelo pessoal de produção, incorporando esses conhecimentos em um software que traduz o conhecimento prático acumulado pelo pessoal da produção. Isso é muito útil para as empresas, uma vez que manter uma equipe de especialistas de produção com alocação parcial a um projeto é sempre um problema. Além disso, é comum, hoje em dia, que as empresas trabalhem com fornecedores e parceiros distantes que colaboram no projeto como membros efetivos, o que acarreta que os especialistas não estão facilmente disponíveis para opinar sobre a viabilidade de manufatura de um componente. A prática da engenharia simultânea conduz a uma redução do tempo total do desenvolvimento dos produtos e, ao mesmo tempo, impõe um padrão de maior eficiência na atividade de projetar, na medida em que antecipa problemas que ocorreriam mais adiante dentro do PDP. O objetivo a ser alcançado é um processo eficiente de projetar que se materializa pela simplificação do produto e pela redução da mão de obra produtiva. 5.2. A Engenharia Simultânea e as Tecnologias CAD/CAE/CAM Nos últimos anos, a crescente concorrência, aliada à crescente preocupação das autoridades e dos consumidores com questões de caráter ambiental, ergonômico, estético-formal, entre outras, levou à necessidade da incorporação de novas características ao produto. O produto adequado às demandas atuais deve incorporar características que observam pontos relevantes com relação à facilidade de montagem, reciclagem (descarte, reutilização etc.), meio ambiente (poluição na fabricação, no uso e no descarte), interação com o usuário e facilidade de uso (questões ergonômicas), entre outras, o que faz com que se tenha um aumento significativo no tempo da análise do produto pelos projetistas diversas áreas.de engenharia simultânea seja mais eficiente, assim como a Parade que o processo utilização de ferramentas como o design (“X”, FMEA, DFMA, QFD, engenharia do valor etc.), grande número de informações relacionadas ao projeto deve ser direcionado de forma a atender aos interesses de cada um dos envolvidos em tempo hábil e, principalmente, no lugar certo (esses temas serão tratados em capítulos adiante). O adequado gerenciamento desse fluxo de informações torna-se crucial, implicando uma combinação de métodos e ferramentas que promovam todos os tipos necessários de fluxos de infor-
95
96
Projeto do Produto
ELSEVIER
mações ao longo do ciclo de vida do produto (Schneder e Plonski, 2000). Dessa forma é necessário que se utilizem sistemas de projeto, engenharia e manufatura auxiliados por computador (CAD/CAE/CAM). Eses garantem, ou mesmo exigem, que se utilize uma padronização no projeto, possibilitando assim uma comunicação mais eficiente entre as diversas áreas. Sua utilização é importante também devido a recursos como a possibilidade de visualização em escala e simulação tridimensional que oferecem. Essa troca eficiente de informações é ainda mais exigida onde há a participação sistemática dos fornecedores no processo de desenvolvimento de produto, prática que tem se disseminado por diversas indústrias. A engenharia simultânea consiste basicamente em um modelo de gerenciamento de projetos, muito mais do que um conjunto de inovações tecnológicas. Essa abordagem procura considerar, em princípio, todos os elementos do ciclo de vida de um produto, da concepção até a distribuição, uso e mesmo descarte ou reciclagem. Esse caso requer uma forma de organização da equipe de projeto que, ao mesmo tempo que permite a liberdade para a difusão da informação e tomada de iniciativa por parte das várias equipes envolvidas no projeto, exija um rigor mais apurado e um maior controle em seu desenvolvimento, sob pena de que surjam conflitos de competências e obrigação entre os diversos envolvidos. Assim como na implantação de sistemas CAD, a utilização de uma base de dados comum permite que sejam acessadas informações de projeto que antes só estariam disponíveis após a finalização do trabalho por determinada equipe. Essa disponibilidade, no entanto, não deve ser entendida como uma difusão de informação realizada de maneira indiscriminada. As equipes devem ter acesso privilegiado a informações pertinentes ao desenvolvimento de suas tarefas específicas, inclusive com diferenciação de níveis de acesso e permissão para a realização de alterações. Dessa forma, deve estar bem claro o papel de cada um no processo projetual, bem como devem ser definidas estratégias para que todos sejam informados de quaisquer alterações de projeto que lhes possam ser pertinentes. A difusão irrestrita pode levar a uma situação de “congestionamento” no fluxo de informações pela empresa, o que acarretará maiores dificuldades para a seleção das informações pertinentes recebidas por qualquer dos envolvidos. O grande número de informações relacionadas ao projeto deve ser direcionado de forma a atender aos interesses de cada um dos envolvidos. Não basta disponibilizar a informação, mas também fazer com que isso ocorra em tempo hábil e, principalmente, no lugar certo. O adequado gerenciamento desse fluxo de informação torna-se crucial para o sucesso da engenharia simultânea. A sobrecarga de informações a cada um dos envolvidos tornará muitas vezes difícil e demorada a seleção daquela necessária ao desenvolvimento do projeto. Por outro lado, a ausência de dados relevantes levará à perda de tempo em sua busca e, quanto maior a complexidade de cada projeto, potencialmente maior será o tempo demandado para que seja encontrada a informação desejada. É fundamental, portanto, que o intercâmbio entre as diferentes equipes envol-
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
vidas ocorra de forma eficiente, sem que haja perda de tempo, seja na espera por informações como na repetição do trabalho devido a informações fornecidas incorretamente, por exemplo, acerca de alterações pertinentes ao projeto. Com todas as alterações propostas pela engenharia simultânea, ociclo projetual acaba por tornar-se mais ágil, capaz de absorver mais rapidamente as modificações impostas no decorrer do processo de desenvolvimento de produtos e tornando esse processo mais adequado às características do mercado, isto é, tornando a empresa capaz de responder mais rapidamente às necessidades colocadas por seus clientes. Além disso, a melhoria na interface entre os diferentes atores envolvidosno processo projetual trará benefícios importantes como a redução dos custos de projeto devido à menor necessidade de repetição de tarefas e à diminuição de prejuízos relacionados à perda de informações durante o ciclo de vida do produto. A informatização da atividade projetual é muito mais do que a automação de procedimentos. Na verdade, apresenta oportunidades inéditas, como a possibilidade de trabalho conjunto entre grandes grupos e o intercâmbio de informações em tempo real. Nesses casos, não se trata de tornar mais rápido o processo existente (como na automação industrial rígida), mas possibilitarsua flexibilização e agilização para umprojeto do produto mais rápido e eficiente. O projeto nesse caso caracteriza-se pela necessidade de rápidos e eficientes processos de geração e difusão de conhecimento. A informatização nessescasos deve ter por objetivo principal o suporte à criatividade e ao intercâmbio de informações entre diferentes projetistas envolvidos no projeto. Ao mesmo tempo que a difusão da informação é fundamental, problemas ligados a questões de segredo industrial e segurança são críticos. A organização, mais do que um problema gerencial, acaba por tornar-se uma questão de implicações tecnológicas. A engenharia simultânea deve, assim, ser vista mais como uma metodologia gerencial e de projeto do que um mero conjunto de ferramentas tecnológicas. Pode-se afirmar, de qualquer forma, que esse método é mais adequado às novas ferramentas informatizadas do que os métodos tradicionais (sequenciais) de desenvolvimento de projetos, embora sua aplicação não esteja de forma alguma condicionada à utilização da informática. É importante notar, inclusive, que a adoção de sistemas informatizados de apoio à atividade de projeto e à transferência de informações entre os vários setores da fábrica deve ser precedida por um estudo consistente acerca do método de projeto utilizado. Existem softwares específicos para a implantação da engenharia simultânea. Esses programas têm por objetivo fornecer suporte à difusão de dados e interface entre equipes envolvidas no processo de desenvolvimento de projetos, atuando no gerenciamento das informações pertinentes, para que elas circulem de forma eficiente pelas equipes envolvidas. Além disso, devem ser capazes de suportar as diversas mídias (desenhos, textos, planilhas, bancos de dados etc.) necessárias à adequada manipulação e arquivo de cada informação gerada. Do ponto de vista técnico, esse parece ser o maior entrave à engenharia simultânea. Esse aspecto, entretanto, parece caminhar para algumas soluções interessantes. A crescente “intercambiabilidade” entre diferentes softwares parece também
97
98
Projeto do Produto
ELSEVIER
indicar soluções. Na verdade, a questão principal não é gerenciar bases de dados gráficas geradas em softwares diferentes (o que é ainda um grande desafio de base tecnológica), mas agregar de forma adequada todas as informações de projeto às novas mídias. As vantagens trazidas pela adoção do CAD, portanto, somente poderão ser efetivamente observadas a partir de modificações implantadas no próprio processo projetual, adequando-o às novas ferramentas tecnológicas. Hoje, um arquivo CAD não é somente uma versão eletrônica de um desenho realizado em prancheta (como é tratado na maioria dos casos), mas sim um elemento multimídia, que pode agregar diferentes informações relacionadas ao produto, o que era antes impossível através de meios físicos. Também para o gerenciamento de diferentes bases de dados envolvidos em projeto são sugeridos sistemas de hipermídia (Leung, 1995), capazes de suportar os diferentes meios envolvidos no processo e facilitar dessa forma um adequado gerenciamento do projeto.
Figura 5.3: Diferença entre um desenho em perspectiva e outro em vistas, ambos gerados por um sistema
CAD (Imagem cedida por Edson Xavier).
O Computer Aided Design (CAD) – expressão da língua inglesa que pode ser traduzida como “projeto assistido por computador” –, se considerado de forma bastante ampla, é uma tecnologia multidisciplinar, um conjunto de ferramentas utilizadas por todas as áreas em que existe uma forma desenvolvida de interação do computador digital à atividade de projeto, bem como ao controle e gestão desse processo. Há autores que consideram os sistemas CAD como uma forma de auxílio às etapas do projeto ligadas a aspectos gráficos. Esse conceito parece mais apropriado aos tipos de sistemas de auxílio ao desenho, denominados Computer Automatic Drafting (“desenho automático por computador”), também CAD. Aqui será utilizado um conceito mais amplo de CAD, ligado à atividade de projeto como um todo. Os sistemas CAD permitem, dessa forma,
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
o desenvolvimento simultâneo de diversas fases do projeto, a partir de um compartilhamento adequado das informações geradas. O CAD torna-se nesses casos uma poderosa ferramenta de integração, permitindo já na fase de projeto se obter uma representação bastante precisa do aspecto final do sistema, simular sua operação e prever eventuais erros de projeto. Dessa forma, o CAD vem ao encontro das necessidades de uma forma específica de desenvolvimento de projeto, denominado engenharia simultânea. Além do CAD, de outras formas o computador auxilia o projeto, tais como para arquivo de dados e/ou imagens e o processamento desses dados segundo critérios preestabelecidos. Esse é um aspecto importante para a fase anterior ao projeto, durante o levantamento de dados. Após a definição do produto, com base nos dados levantados, o computador pode ser utilizado para a confecção dos desenhos bidimensionais ou imagens tridimensionais do produto (nesse caso, produto tem uma conotação ampla, podendo variar desde um parafuso até um avião), permitindo melhor visualização do objeto por pessoas estranhas aos tradicionais sistemas de vistas ortogonais. Podem ser também realizados testes e simulações de esforços estruturais sem a necessidade de construção de maquetes ou por meio das chamadas “maquetes virtuais”. Entretanto, dentro de uma visão mais abrangente de projeto do produto, sendo esse um exercício de concepção, pode-se dizer que o CAD funciona principalmente como um banco de dados de soluções de projeto existentes. O computador ainda não é uma ferramenta para a concepção de soluções. O processo de concepção/criação do objeto ainda é um privilégio do projetista, fato que muitas vezes passa despercebido quando se fala em sistemas de projeto assistido por computador. As soluções técnicas apresentadas pelo mercado fornecedor de sistemas informatizados atendem de forma bastante ampla às várias necessidades apresentadas pelas diversas etapas do processo projetual. Não somente em se tratando de ferramentas de apoio direto ao projeto, como sistemas CAD, mas principalmente com o crescente desenvolvimento de soluções para auxílio a atividades complementares, como sistemas de apoio ao trabalho em grupo ou workgroup; sistemas de gerenciamento de documentos (como os sistemas EDI, Eletronic Data System – sistema eletrônico de dados – e EDMS Eletronic Data Management System – sistema de gestão eletrônica de dados), para transmissão de informações em tempo real entre grandes organizações, muitas vezes espalhadas em diversas unidades geograficamente distantes. Existem também os softwares de apoio à decisão, além dos vários sistemas de apoio computadorizado às atividades da empresa, como CAE, CAM, CAPP etc., que levam à perspectiva de um processo integrado de projeto, administração e fabricação através de sistemas informatizados, dentro de conceitos CIM (de Computer Integrated Manufacturing, ou manufatura integrada por computador). Destacando-se entre os citados, os sistemas de apoio ao trabalho em grupo (também chamados de workgroup computing, ou computação colaborativa) apoiam-se, quase sempre, em um sistema de correio eletrônico. Sobre ele, agregam-se funções como teleconferência, agenda de grupo, gerenciamento de documentos e de formulários eletrô-
99
Projeto do Produto
ELSEVIER
nicos, programação de workflow e compartilhamento de informações. Suas principais funções podem ser dessa forma descritas: Correio eletrônico (Eletronic Mail ou e-mail): É um item básico de qualquer ambiente workgroup. Além de mensagens, permite enviar documentos de qualquer tipo. Alguns possuem recursos que possibilitam, por exemplo, redirecionar as mensagens no caso de ausência do destinatário principal e/ou devolver respostas padronizadas. Gerenciador de formulários: Possui ferramentas gráficas que permitem desenhar e desenvolver a aplicação a ele relacionada, podendo alimentar o banco de dados corporativo ou do grupo. Teleconferência: Permite reduzir a necessidade de deslocamento das pessoas para reuniões ou encontros de trabalho. Dois ou mais usuários dialogam através do computador e podem fazer anotações sobre um documento exibido na tela, como se estivessem diante da mesma folha de papel. Também permite transferir arquivos. Workflow: Ferramenta que permite a execução automática de determinados procedimentos padronizados. Por exemplo, quando um pedido de mercadorias é feito, ele vai direto para o estoque, via correio eletrônico. Se a mercadoria estiver disponível, a ordem segue para a expedição e para o faturamento. Caso contrário, um aviso é enviado automaticamente ao vendedor e, se conveniente, à produção. Banco de dados compartilhado: Pode armazenar documentos em um formato próprio, imagens digitalizadas ou arquivos editáveis no padrão dos aplicativos. Nos três casos, ferramentas facilitam a pesquisa das informações. Agenda de grupo: Além de administrar os compromissos pessoais de cada usuário, busca automaticamente horários livres para reuniões entre um grupo de pessoas. Também pode reservar salas e equipamentos para o encontro. Em seus princípios, na década de 1960, devido à sua inerente complexidade e altos custos em termos de processamento, os sistemas CAD eram acessíveis somente a grandes empresas, como as da indústria automobilística e aeroespacial, usuárias desses sistemas por excelência. Naquela época, os sistemas eram basicamente ligados a mainframes (grandes computadores centrais das empresas), o que na maior parte das vezes levava a complicações de utilização e compartilhamento dos recursos informatizados. Na década seguinte surgiram os sistemas CAD mais evoluídos, em versões mais ou menos complexas, capazes de gerar aplicações em equipamentos de menor porte, como workstations (estações de trabalho) e, a partir do início dos anos 1980, até mesmo computadores pessoais. Dessa forma, os sistemas CAD e CAM ( Computer Aided Manufacturing ou manufatura auxiliada por computador) poderiam ser classificados de acordo com a plataforma (sistema hardware) que utilizassem. Existem no mercado atual os softwares “clássicos” baseados em mainframes e resultados da evolução dos primeiros sistemas CAD e produtos mais recentes criados para as workstations, que formam o grupo high-end ou de topo de mercado. Nesse grupo estão aqueles que se prestam às aplicações CAD que poderiam ser
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
consideradas clássicas: indústrias automobilísticas, aeroespacial, metal-mecânica com maior grau de sofisticação etc. Por outro lado, existe o grupo de software low-end (na base do mercado) desenvolvido para computadores pessoais. Os softwares desse grupo, de menor custo, possuem normalmente limitação de recursos de projeto, o que os torna interessantes para aplicações em que não exista a necessidade de grande número de cálculos, como produtos simples, desenhos de arquitetura, aplicações típicas de pequena empresa etc. Os sistemas CAE (Computer Aided Engineering ou engenharia auxiliada por computador), por suas maiores necessidades em termos de processamento, continuaram por longo tempo restritos aos computadores de maior capacidade. Essa divisão atualmente é bem mais sutil. Os sistemas mainframe caíram em desuso como plataformas para aplicativos de computação gráfica, ao mesmo tempo que as workstations tiveram acentuada queda em seus preços e a computação pessoal passou por uma brutal evolução tornando-se muito mais poderosa. Dessa forma, tornou-se muito menor a diferença (sendo esta muitas vezes bastante tênue) entre as duas classes de sistemas hardware. Mesmo os sistemas CAD low-end atuais incorporam diversas funções de engenharia, como a capacidade para simulações e análises limitadas de elementos finitos. A tendência atual é que os sistemas CAD deixem de ser meras ferramentas de representação para se tornarem sofisticados recursos para a gestão de todas as informações envolvidas no projeto do produto e de seu ciclo de vida. O mercado de sistemas CAD divide-se, dessa forma, em dois grupos básicos, sendo o primeiro o que concentra os programas mais sofisticados ou high-end (“de topo”) do mercado. Muitas vezes esses softwares são versões desenvolvidas a partir dos programas mais antigos, criados srcinalmente para utilização em mainframes, por grandes empresas. Criado pela fábrica de aviões Lockheed nos anos 60, o Cadam pode ser considerado como o “modelo” para todos os sistemas CAE/CAD/CAM atuais. Hoje, esse produto e seu irmão mais novo, o Catia, são desenvolvidos pela Dassault francesa e comercializados pela IBM, tendo ambos uma presença expressiva na indústria automobilística. Também nesse grupo estão o Matra Euclid, adotado pela fábrica de automóveis francesa Renault; o Delcam Duct, líder na área de ferramentaria; o Cimatron, de srcem israelense; o Unigraphics UGS e o Parametric Pro/Engineer, entre outros. Esses softwares possuem normalmente pacotes com dezenas de módulos que atendem a funções mais ou menos específicas de CAD, CAM e, em alguns casos, também CAE. Possuem também módulos bastante específicos para aplicações em indústrias de injeção de plástico, cálculo de resistência de materiais, simulação de funções etc. Embora vendidos em menor número de cópias e a um número bastante restrito de clientes, esses sistemas são, entretanto, responsáveis pela maior parte dos investimentos em CAD, em especial nos países mais desenvolvidos. O segundo grupo, denominado low-end (produtos na faixa mais baixa do mercado), é formado por programas criados srcinalmente para o ambiente IBM PC, que possuem normalmente recursos menos sofisticados e apresentam um custo mais baixo, como os softwares AutoCAD (Autodesk), SolidWorks e SolidEdge (estes voltados primordialmente para a indús-
Projeto do Produto
ELSEVIER
tria metal-mecânica). Todos são sistemas CAD capazes de operar em microcomputadores e podem fornecer informações para sistemas CAE ou CAM. A partir da avaliação dos dispositivos técnicos de apoio à atividade projetual, seja através da contribuição direta (sistemas CAD e outras tecnologias CIM, como CAE, CAM, CAPP etc.), como indiretas (sistemas de trabalho em grupo, de gerenciamento de documentos, de integração dos sistemas técnicos da organização etc.), pode-se dizer que, grosso modo, é tecnologicamente possível a realização da integração nas diversas fases do projeto através de sistemas informatizados. Entretanto, soluções definitivas e adequadas a amplos grupos de empresas, como aquelas de pequeno e médio porte, ainda não estão disponíveis no mercado. Os altos custos e a constante necessidade de extenso e delicado planejamento para implantação e utilização dos sistemas informatizados disponíveis, além da necessidade de aplicativos específicos, acabam por restringir suas aplicações a grandes empresas de tecnologia de ponta e disponibilidade financeira para os investimentos necessários à utilização desses sistemas. Dessa forma, permanece a questão dos altos custos referentes à aquisição de um sistema que, após dois ou três anos de uso, pode ser considerado como obsoleto, não por deixar de atender às necessidades da empresa, mas por estar definitivamente suplantado pelas novas tecnologias surgidas no mercado. Além disso, não foram considerados aqui investimentos em formação de usuários e reestruturação do processo projetual visando ao melhor aproveitamento dessa tecnologia, que podem significar valores ainda maiores do que o equipamento em si. No futuro, o grande desafio das empresas será utilizar de forma eficiente e eficaz as ferramentas Cax buscando simular condições reais do produto, obtendo resultados confiáveis, reduzindo o tempo e os investimentos de desenvolvimento de produtos. 5.3. A Realidade Virtual no Apoio ao Processo de Projeto A realidade virtual tornou-se uma importante ferramenta de apoio ao processo de desenvolvimento de produtos, facilitando a comunicação da empresa com o cliente final, assim como entre os membros da equipe. A expressão realidade virtual é empregada para descrever recursos (tecnologias e métodos) que permitem a integração sensitiva entre o usuário e o computador, de forma a simular situações reais num mundo virtual. Para isso, são utilizadas ferramentas que permitem ao usuário imergir e interagir com imagens gráficasEm tridimensionais por computador emcom tempo real. final, a equipe de prose tratando dageradas comunicação da empresa o cliente jeto do produto poderá, por exemplo, melhor avaliar como as decisões tomadas sobre o d esign de um automóvel poderão influenciar na aprovação dos clientes em potencial. Na fase de projeto conceitual é possível avaliar distintas configurações de produtos envolvendo as equipes de marketing, engenharia e clientes finais para seus clientes. Por exemplo, as modificações na textura da superfície do painel de um carro poderão ser visualizadas e sentidas pelo cliente final, antes mesmo de o produto estar disponível no
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
mercado e sem necessidade de construção de um protótipo. Os construtores de edifício poderão promover um tour para potenciais compradores nas distintas dependências do empreendimento, sem necessidade de construir um apartamento-modelo. Além disso, acredita-se que informações relacionadas a aspectos culturais e requisitos qualitativos do produto poderão ser mais bem avaliadas através da realidade virtual; entretanto, para isso deverão ser desenvolvidas ferramentas de comunicação. O grande desafio da realidade virtual é desenvolver recursos para aprimorar a integração entre o mundo real e o mundo virtual. Em outras palavras, como fazer com que o usuário tenha “sensações” semelhantes àquelas experimentadas no mundo real. No que ser refere à comunicação entre os membros da equipe, a equipe de produto poderá avaliar como as decisões tomadas poderão resultar no ciclo de vida do produto, isto é, nas fases de manufatura através da simulação em realidade virtual da montagem de produtos, manutenção de equipamentos (por exemplo, aeronaves), desmontagem de produtos (por exemplo, plataformas industriais), entre outros casos. Nesse caso, os desafios envolverão a integração das ferramentas atuais de projeto (sistemas CAD, CAE, CAM, FMEA, entre outras) como os recursos da realidade virtual. Também as empresas poderão economizar nos testes de impacto, os chamados crash tests, que avaliam a resistência e segurança dos automóveis, por exemplo. Atualmente, o número de veículos destruídos nos testes vem sendo reduzido com o emprego da simulação virtual. Dessa forma, assim como o emprego das outras ferramentas de projeto, os benefícios do emprego da realidade virtual contêm a redução do tempo e custo de desenvolvimentos de produtos, melhor interação com o usuário final, redução do número de protótipos físicos, facilidade de treinamento de equipes de desenvolvimento e manufatura, redução da exposição de pessoas ao risco, facilidade de planejamento de operações de montagem, manutenção e desmontagem de equipamentos, entre outras. As diferentes aplicações Cax, associadas a recursos como realidade virtual e prototipagem rápida, bem como à formação de uma base de dados única sobre os produtos projetados, compõem uma abordagem de projeto que vem sendo denominada PLM (Product Lifecycle Management ou gestão do ciclo de vida do produto). O principal objetivo dessa abordagem é tornar a estrutura de projeto focada nas diferentes etapas de concepção e fabricação do produto, de maneira a tornar possível o desenvolvimento de novas soluções voltadas às diferentes necessidades daqueles envolvidos com o produto, como operários, distribuidores, consumidores, pessoal de manutenção etc. Uma proposta ainda mais recente incorpora etapas como descarte e reciclagem como aspectos que devem ser considerados durante o projeto do produto. Nesse caso, cabe ao projetista incorporar ao produto projetado características que o tornem adequado às diferentes etapas de seu ciclo de vida, o que torna ainda mais complexo o projeto em si. Dessa forma, torna-se essencial, na prática, a adoção de sistemas de apoio informatizado. Entretanto, deve-se considerar que, se feita sem um adequado planejamento, de nada adiantará a utilização de ferramentas tecnológicas sofisticadas. Cabe ao projetista compreender a adequada
Projeto do Produto
ELSEVIER
aplicação de cada ferramenta, bem como observar as reais oportunidades de aplicação em cada situação de projeto. A realidade virtual já está presente nas empresas
Em 2008, a Volkswagen inaugurou o Centro de Realidade Virtual em São Bernardo do Campo (SP). O centro facilitará também o contato em tempo real com outras instalações da companhia ao redor do mundo por meio de um banco de dados e de interação.
Figura 5.4: Centro de Realidade Virtual da Volkswagen (Foto: Divulgação,site g1.com)
As etapas de desenvolvimento e todo o processo de produção do novo Gol foram simplificados graças à simulação, em ambientes virtuais, das etapas de manufatura agora implantadas no mundo real. No caso, toda a fábrica – sistema de transporte dos componentes, leiaute das etapas de produção e até posicionamento ideal do trabalhador na linha de montagem – recebeu um importante apoio da tecnologia da informação. Em se tratando da manufatura do veículo, as ferramentas virtuais podem auxiliar na previsão do funcionamento da linha de produção, na sequência da produção. O trabalho do operário pode ser simulado e treinado. A simulação da repetição das tarefas, comum numa linha de montagem, pode ser feita com bonecos virtuais. Um dos recursos que mais chamam a atenção é a marcação das partes do corpo desse manequim com cores que variam conforme a sobrecarga. Isso facilita um novo arranjo em termos de ergonomia do posto de trabalho na futura fábrica. Às vezes, esses sinais indicam que em determinada etapa da montagem do veículo é preciso ter uma pessoa mais baixa, por exemplo. Na fábrica da Volkswagen de São Bernardo do Campo – SP, que começou a recorrer ao mundo virtual desde o lançamento do polo, em 2003, já foram feitas modificações na linha de produção graças a simulações em sistemas CAD. Por meio desse recurso, foi possível alterar antecipadamente a altura da plataforma que sustenta o trabalhador que monta o motor. Para os especialistas, o elemento humano é o mais imprevisível no mundo real; por isso é que deve ser cercado com mais cuidados nas simulações do processo virtual. Texto a partir de notícia publicada no jornal Valor On-Line de 24 de junho de 2008.
Capítulo 5
| O Setor de Projetos e as Novas Tecnologias
Referências CLARK, K.B.; FUJIMOTO, T. The European model of product development: challenge and opportunity. Presentation at the Second International Policy Forum, IMVP, 1988. COSTA, C.P.‘Reengenharia do processo de desenvolvimento de produtos baseada em engenharia simultânea e na tecnologia workgroup computing.’ In: Anais do 5o Congresso Nacional de Automação – CONAI’94 (CD Rom) São Paulo: Sobracon, Sociedade Brasileira de Comando Numérico, Automação Industrial e Computação Gráfica, 1994. FERRAZ, J.C.; KUPFER, D.; HAGUENAUER, L. Made in Brazil: desafios competitivos para o Brasil. Rio de Janeiro: Campus, 1995. FUJIMOTO, T. Organizations for effective product development: the case of the global automobile industry. (Tese Ph.D.) – Harvard Business School, 1989. GAO, J.X.; MANSON, B.M.; KYRATSIS, P. Implementation of Concurrent Engineering in the suppliers to the automotive industry. Journal of Materials Processing Technology. v. 107, p. 201-208, 2000. LEUNG, H.C. ‘Collaborative manufacturing environment with the use of hypermedia.’ In: Software systems in engineering. American Society of Mechanical Engineers, Petroleum Division (Publication) PD v. 67. ASME, Nova York, p. 121-129, 1995. NAVEIRO, R. e O Grady, P. Dicast: um sistema inteligente para o projeto de peças fundidas. Gestão e Produção, São Carlo, SP, v. 4, n. 3, p. 251-264, 1997. ROMEIRO FILHO, E. CAD na Indústria: Implantação e Gerenciamento. Rio de Janeiro: UFRJ, 1997. SCHNEIDER, H.M; PLONSKI, G.A. Um modelo para avaliação de métodos e ferramentas da engenharia simultânea. In: Segundo Congresso Brasileiro de Gestão do Desenvolvimento de Produto. São Carlos, agosto de 2000. WHITNEY, D. Integrated Design and Manufacturing in Japan. Manufacturing Review, vol. 6, no 4, A.S.M.E., Estados Unidos, 1993.
Marketing: Abrangência e
6
Aplicações pardo a oProduto Projeto Eduardo Romeiro Filho Em minha calça está grudado um nome Que não é meu de batismo ou de cartório, Um nome... estranho. Carlos Drummond de Andrade (Eu, Etiqueta)
O propósito deste capítulo é fornecer uma visão geral sobre alguns conceitos relacionados à disciplina de marketing, analisando as maneiras como as empresas se orientam para o mercado e quais são seus impactos na relação entre marketing e projeto de produtos. Não se trata de esgotar o assunto, mas de chamar a atenção para as relações entre essas duas atividades fundamentais para o processo de desenvolvimento de produtos. Nas próximas páginas serão apresentados alguns princípios relacionados ao marketing e possíveis implicações ao projeto do produto. Em seu poema Eu, Etiqueta, Carlos Drummond de Andrade faz uma crítica às novas formas de relação entre produtos e seus consumidores. Não existe mais o homem, mas a etiqueta, o objeto de consumo. Poucas áreas representam melhor essa relação entre objeto e consumo como a mercadologia, o estudo do mercado, ou marketing. O setor de marketing é definido por autores como Slack et al. (2002) como uma das três funções essenciais ao funcionamento daOutros empresa, ao lado áreas (ou funções) de produção desenvolvimento de produtos. autores vãodas além, incluindo o próprio desenvol-e vimento do produto como uma das atribuições do marketing. A partir dessa abordagem ampla, o marketing (ou mercadologia) pode ser considerado como o responsável pelas diferentes formas de interação entre as empresas e o meio ambiente no qual estão inseridas, bem como pela compreensão das forças atuantes nesse ambiente. No caso, não se trata apenas de compreender os desejos dos consumidores, área de ação em que o marketing é mais evidente, mas também acompanhar a evolução da empresa, avaliar as
Projeto do Produto
ELSEVIER
ações da concorrência, mapear as tendências em termos de desenvolvimento tecnológico e preparar estratégias que venham a atender aos interesses da empresa em sua atuação no mercado, muitas vezes contribuindo para sua implantação. As funções tradicionalmente ligadas ao marketing incluem aspectos como compra e venda, pesquisas de mercado, política de produtos, distribuição, divulgação e promoção. Pode ser definido como o “esforço contínuo de coordenar diversas variáveis a partir de determinados objetivos voltados à transação de bens e serviços, a fim de atingir o máximo aproveitamento dos recursos disponíveis” (Richers, 1981). O marketing surgiu de forma estruturada principalmente após a Segunda Guerra Mundial, como um dos efeitos da disseminação da produção em massa. Abrange (segundo definição da Associação Americana de Marketing) todas as atividades que envolvem o fluxo de bens e serviços entre produtor e consumidor. É o conjunto de atividades sistemáticas de uma organização humana (empresa) voltadas à busca de realização de trocas para com seu meio ambiente (outras empresas), visando benefícios específicos (mercadológicos). Parte-se do princípio de que muitos produtos podem satisfazer certas necessidades e desejos humanos, e a escolha pelo produto mais adequado é guiada pelos conceitos de valor, custo e satisfação. Pessoas e/ou empresas especializam-se em produzir produtos específicos e trocá-los por outras coisas de que necessitam, por meio de transações e construção de relacionamentos, por meio da formação de mercados. Segundo Kotler (1997), o marketing coordena aquelas atividades envolvidas no trabalho com mercados, isto é, tenta realizar trocas potenciais: “é um processo social e gerencial pelo qual indivíduos e grupos obtêm o que necessitam e desejam através da criação, oferta e troca de produtos de valor com outros”. Para que se compreenda a importância do marketing e suas relações com o projeto do produto, deve-se considerar o conceito de mercado consumidor, que consiste em todos os consumidores potenciais que compartilham de uma necessidade ou desejo específico, dispostos e habilitados para fazer uma troca que satisfaça essa necessidade ou desejo. Assim, o tamanho do mercado de um determinado produto depende do número de pessoas que mostram a mesma necessidade, têm recursos que interessam a outros e estão dispostas a oferecer esses recursos em troca do que desejam. Os economistas usam o termo mercado quando se referem a um grupo de compradores e vendedores que transacionam em torno de um produto ou classe de produtos. Entretanto, os profissionais de marketing veem os vendedores como constituindo a indústria e os compradores como constituindo o mercado. As economias de um país e do mundo inteiro consistem em complexos conjuntos de mercados inter-relacionados, unidos através de processos de troca. Nesse caso, caberá ao projetista do produto compreender esses princípios associados ao marketing, bem como aplicar as informações de mercado como orientação à definição de características do produto, que deverá estar associado às necessidades e desejos dos consumidores.
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
6.1. Relações entre Marketing e Desenvolvimento de Produtos Baseado na Orientação da Empresa em Relação ao Mercado A administração de marketing e o desenvolvimento de novos produtos são descritos como o esforço consciente para atingir as mudanças de resultados desejados em relação aos mercados-alvo. Muito frequentemente existem conflitos de interesses entre pesos atribuídos à organização, clientes e sociedade, exigindo que as atividades de marketing e projeto de produto sejam desempenhadas em uma filosofia bem fundamentada, através de uma estratégia de marketing adequada, eficiente e eficaz. Há cinco conceitos distintos sob os quais as organizações conduzem sua atividade de marketing, segundo Kotler (1997): 1. Conceito de Produção
O conceito de produção parte do princípio de que os clientes darão preferência àqueles produtos que estão amplamente disponíveis e são de baixo custo. Essas organizações são orientadas para a produção e concentram-se em atingir alta eficiência produtiva e ampla cobertura de distribuição. Dessa maneira, os responsáveis pelo desenvolvimento de produtos e pela organização da produção colocam seus esforços para aumentar o volume de produção e buscar alternativas para reduzir custos; o sistema de produção em massa é muito utilizado nesse tipo de organização. Um exemplo desse tipo de abordagem é o de grande parte dos fabricantes de computadores e impressoras, por exemplo. Tendo em vista as características desses produtos e de seu mercado consumidor, as margens de lucro são normalmente muito baixas, o que força os produtores a uma busca constante da excelência em seus padrões de produção, reduzindo ao mínimo possível os custos e criando condições para constantes alterações no produto, cuja tecnologia muda constantemente. 2. Conceito de Produto
O conceito de produto assume que os consumidores favorecerão aqueles produtos que oferecem mais qualidade, desempenho ou características inovadoras. Essas organizações focam sua energia em fazer produtos superiores e melhorá-los ao longo do tempo. Tais organizações acreditam que os compradores admiram produtos bemfeitos e podem avaliar a qualidade e o desempenho dos mesmos. Um aspecto importante dessa abordagem é o risco de que empresas orientadas para o produto planejam seus produtos com pouca ou nenhuma contribuição do consumidor. Um exemplo contrário ao anterior, mas ainda na indústria de computadores, é o da Apple, que desenvolveu uma marca associada à excelência no design de seus produtos, fortemente amigáveis a partir do ponto de vista do usuário, o que fez com que desenvolvesse uma legião de admiradores ao redor do mundo. O lançamento do i-Pod veio confirmar a Apple como empresa vinculada à inovação e ao lançamento de produtos diferenciados, que garante sua participação no mercado por meio do projeto de produtos de reconhecida eficiência. Por outro lado, a GM deve boa parte de sua história ao desenvolvimento de produtos. Se,
Projeto do Produto
ELSEVIER
na década de 1950, seus carros faziam grande sucesso em todo o mundo e a empresa era responsável por dois em cada cinco automóveis produzidos no planeta, desde a década de 1980 a empresa sofre com a entrada de concorrentes japoneses, como a Toyota, que desenvolvem produtos mais adequados às novas necessidades dos consumidores, sendo mais eficientes do ponto de vista do consumo, segurança e design. A estratégia de desenvolvimento de automóveis grandes, caros, com alto consumo e design antiquado da GM acabou por contribuir no processo que a levou à concordata em 2009. 3. Conceito de Venda
O conceito de venda assume que os consumidores, se deixados sozinhos, não comprarão suficientemente os produtos da organização. Assim, a organização deve empregar um esforço agressivo de venda e de promoção. O conceito pressupõe que consumidores típicos mostram inércia ou resistência e têm de ser persuadidos a comprar mais e que a empresa dispõe de todo um arsenal de ferramentas de vendas e promoção eficaz para estimular mais a compra. A maioria das empresas pratica o conceito de venda quando tem capacidade de produção excessiva. Exemplos desse conceito são as indústrias de cigarros e bebidas, que desenvolvem expressivos esforços no sentido de promoções constantes de seus produtos, por meio de publicidade e formas eficientes de produção e distribuição. Nesses casos, a publicidade é uma estratégia fundamental para o sucesso dos produtos envolvidos, bem como o acesso facilitado ao consumidor. Outro tipo de aplicação desse conceito está nas empresas que realizam vendas do tipo porta a porta. Nesses casos, a relação de proximidade entre o vendedor e o consumidor dos produtos demonstra-se como uma forma eficiente de vendas, mais do que no sistema tradicional de comércio. Exemplos desse tipo são comuns entre fabricantes de cosméticos. 4. Conceito de Marketing
O conceito de marketing assume que a chave para atingir as metas organizacionais consiste em determinar as necessidades e desejos dos mercados-alvo e oferecer as satisfações desejadas de forma mais eficaz e eficiente do que os concorrentes. O conceito de marketing fundamenta-se em quatro pilares principais: mercado-alvo, necessidades dos consumidores, marketing coordenado e rentabilidade. O conceito de venda parte de uma perspectiva de dentro para fora. Começa com a fábrica, foca sobre os produtos existentes na empresa e exige ênfase em venda e promoção para gerar resultados rentáveis. O conceito de marketing parte de uma perspectiva de fora para dentro. Começa com um mercado bem definido, foca a necessidade dos consumidores, coordena todas as atividades que afetarão esses consumidores e produz lucros através da obtenção de satisfação dos mesmos. Empresas que trabalham com produtos de consumo ligados à moda aplicam essa abordagem, pois necessitam de constante avaliação do mercado, tendo em vista o reduzido ciclo de vida de seus produtos. Sendo assim, uma empresa de confecções deve
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
estar atenta aos movimentos dos consumidores e dos concorrentes para que suas operações obtenham a resposta desejada. 5. Conceito de Marketing Societal
Diferentes autores têm questionado se o conceito de marketing é uma filosofia apropriada em um período de deterioração ambiental, escassez de recursos, explosão do crescimento populacional, fome e pobreza mundial e serviços sociais negligenciados. As empresas fazem um excesso de trabalho para satisfazer os desejos de consumidores, agindo, necessariamente, no melhor interesse em longo prazo desses consumidores e da sociedade? O conceito de marketing coloca lado a lado os conflitos potenciais entre os desejos e interesses dos consumidores e o bem-estar da sociedade . O conceito de marketing societal afirma que a tarefa da organização é determinar necessidades, desejos e interesses de mercados-alvo e atender às satisfações desejadas mais eficaz e eficientemente do que os concorrentes, de maneira a preservar ou ampliar o bem-estar dos consumidores e da sociedade. Essa visão de “marketing responsável” é cada vez mais comum entre empresas de diferentes áreas. Embora seja correto avaliar que a preocupação ambiental está presente em muitas empresas, os resultados dessa abordagem ainda não são consistentes, na maior parte dos casos, funcionando muito mais como elemento de publicidade positiva do que efetivamente uma nova postura da empresa. Entretanto, pode-se considerar que essa será uma abordagem mais comum no futuro, tendo em vista a crescente preocupação ambiental e social observada entre os consumidores. Em resumo, esses diferentes conceitos de marketing representam abordagens distintas da relação entre a empresa e seu mercado consumidor. Para o projeto do produto, é importante que esses conceitos sejam aplicados da forma mais adequada, evitando-se que o produto desenvolvido seja fruto de uma abordagem equivocada ou limitada dos conceitos existentes. A interação entre empresa e mercado representada pelo marketing é essencial ao desenvolvimento de produtos que são, em última análise, a resposta da empresa às necessidades de mercado levantadas pelo setor de marketing. Richers (1981) tratou da interação entre empresa e mercado ou o meio ambiente no qual ela se insere através de um sistema de marketing denominado quatro “ás”:análise, adaptação, ativação e avaliação (Figura 6.1). Essa abordagem possui características semelhantes às do ciclo PDCA, proveniente de abordagens voltadas à melhoria da qualidade: Análise ou mix de marketing: ação voltada para compreender as forças vigentes no mercado em que a empresa opera ou pretende operar no futuro. Adaptação: atividades desenvolvidas com o intuito de ajustar a oferta da empresa – sua linha de produtos e/ou serviços às forças externas detectadas através da análise. Ativação : o conjunto de medidas destinadas a fazer com que o produto atinja os mercados predefinidos e seja adquirido pelos compradores com a frequência desejada.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Avaliação : propõe-se a exercer controles sobre os processos de comercialização e interpretar seus resultados a fim de racionalizar os futuros processos de marketing.
Figura 6.1: Quatro “ás” do marketing (adaptado de Richers, 1981).
No modelo proposto, o ciclo segue etapas complementares e cíclicas, incorporando desde as pesquisas de mercado até a avaliação dos efeitos da política da empresa sobre esse mesmo mercado, passando pelas etapas de adaptação e ativação de produtos ou serviços. O projeto do produto atuará basicamente na etapa de adaptação. Entretanto, será essencial à equipe de projeto do produto uma adequada interação com o pessoal de marketing, tendo em vista o risco existente no que Kotler chama de “marketing do produto”, ou seja, o foco excessivo na excelência do que é produzido, sem a consideração das reais necessidades dos consumidores. É comum a existência de produtos que, embora funcionem adequadamente e atendam aos requisitos estabelecidos em projeto pela empresa fabricante, não são bem aceitos pelos consumidores. Nesse caso, a responsabilidade da equipe de projeto, em sintonia com o marketing, está em definir corretamente as reais características que tornarão o produto adequado aos consumidores. Para que essa etapa seja realizada de forma adequada, é essencial o conhecimento das características do mercado consumidor, bem como de aspectos como concorrência, possíveis fornecedores, legislação, hábitos de consumo e tendências observadas na sociedade. T rata-se, naturalmente, de um quadro bastante complexo e de difícil construção, mas é essencial para a criação de produtos de sucesso. Esse conjunto de informações é chamado pelo autor de “sistema de informações de marketing”.
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
Figura 6.2: Sistema de informações de marketing. (Richers, 1981).
6.2. Sistema de Informações de Marketing As atividades ligadas às etapas de análise e avaliação do mercado, preliminares ao projeto do produto, são executadas por grupos ligados a funções de apoio e staff. Essas etapas visam à formação do SIM (Sistema de Informações Mercadológicas ou Sistema de Informações de Marketing), peça fundamental à análise do mercado e preparação da empresa, seja em nível estratégico, como na implementação de ações que visem à melhoria dos resultados obtidos, e, em última análise, da própria avaliação desses resultados. O SIM é fundamental para um bom projeto do produto, mas tendo em vista a complexidade das informações a serem coletadas e analisadas é normalmente de difícil elaboração e compreensão. A forma de coleta de dados, bem como a análise criteriosa das informações resultantes, é um aspecto normalmente pouco valorizado pelas empresas, o que costuma resultar em estratégias de ação muitas vezes equivocadas e resultados frustrantes. Entretanto, seria injusto atribuir à área de marketing a responsabilidade pela previsão de tendências de mercado que muitas vezes estão além de meras ações da concorrência. Como exemplo, pode-se indicar o impacto sobre a indústria automobilística mundial das duas grandes crises do petróleo, em 1973 e 1978. Essas crises, em especial a primeira, interromperam um ciclo da indústria que se baseava em premissas de tendências de mercado que o tempo demonstrou equivocadas: petróleo abundante e barato, dinheiro fácil e facilidades para aquisição de bens a crédito. Nesse caso, a competência da indústria automobilística japonesa para projeto e fabricação de automóveis compactos
Projeto do Produto
ELSEVIER
(considerados pouco desejáveis até então), bem como sua capacidade de rápida resposta às mudanças de mercado na forma de novos produtos com características adequadas aos novos tempos mostraram-se fundamentais para a conquista de novos mercados (em especial nos Estados Unidos), que acabaram por levar, 30 anos depois, à consolidação da Toyota como maior fabricante de automóveis do mundo. Da mesma forma seria impossível às companhias aéreas prever a grande mudança ocorrida no mercado de aviação civil a partir dos acontecimentos de 11 de setembro de 2001, nos Estados Unidos. Ainda assim, e apesar de inúmeros exemplos nos quais os instrumentos de análise do mercado mostram-se limitados, essa atividade é cada vez mais importante para a definição de estratégias de ação para as empresas. A análise pode ser considerada, de maneira muito sucinta, como a investigação do mercado, por meio de técnicas diversas e sofisticadas, como estatísticas e histórico de vendas, que incluem aspectos como vendas por segmento, participação no mercado, informações econômico/sociais e outras. Essa análise, que inclui dados relativos à empresa, sua área de atuação, concorrência e mercado consumidor, contribui para a formação do SIM. Deve-se considerar que é essencial a organização das informações, mas somente daquelas que se mostrarem relevantes para a compreensão das forças que levaram a mudanças no mercado onde a empresa atua. Dentre as principais aplicações do SIM estão a realização de prognósticos e previsões, dentre as quais possíveis tendências socioeconômico-culturais, bem como o acompanhamento de avanços tecnológicos. O surgimento de novas tecnologias trará muitas vezes importante impacto para o desenvolvimento de novos produtos. Como exemplo, pode ser avaliada a evolução tecnológica de produtos voltados para a reprodução sonora. Dos antigos discos de 78 rpm, passando por discos de vinil e CDs, a música sempre teve, obrigatoriamente, um suporte físico (nesses casos, as várias formas do disco). A partir da internet e dos novos formatos, o produto deixa de ser físico (um disco) e passa a ser “virtual” (a música). Por não conseguir perceber essa mudança em tempo hábil, as gravadoras passam, de forma geral, por uma grave crise, com a redução de sua principal fonte de renda, a venda de discos. Por outro lado, as novas facilidades de difusão da música trazem oportunidades inéditas para artistas e empresas que trabalham em novos meios, como sites de venda de música na internet. No caso do projeto do produto, a principal aplicação do SIM está na adequação das características do produto (bem ou serviço) às necessidades e oportunidades do mercado, por meio da utilização de alguns fatores controláveis (normalmente internas da empresa) para sua adequação a outros fatores sobre os quais a empresa não pode ter controle (meio ambiente no qual a empresa está inserida). Nesse ponto torna-se claro que o marketing vai muito além das funções ligadas à área de vendas, onde sua atuação é mais evidente, mas requer um envolvimento com toda a política de produtos da empresa, no sentido de adaptá-los à realidade observada durante a fase de análise. O SIM serve também para que sejam feitas comparações entre planos e parâmetros de vendas, decisões de investimento ou “desinvestimento” e controle das atividades básicas da empresa.
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
Nesse ponto se mostra especialmente importante a integração do marketing com outras áreas da empresa, em especial com a equipe de projeto do produto. A equipe de projeto (que pode ser formada por designers industriais, engenheiros, arquitetos, administradores, psicólogos e outros profissionais) é responsável basicamente pela transformação de informações verbais coletadas e estruturadas pelo marketing em sua análise do mercado em soluções técnicas (ou serviços) que atendam às especificações levantadas. É importante ressaltar que a interação entre equipes é fundamental para o sucesso do projeto do produto, bem como a clareza e completude das informações levantadas durante a análise de mercado e elaboração do SIM. Uma análise incorreta e/ou incompleta normalmente leva a resultados limitados em termos de projeto e a produtos de baixo apelo aos consumidores. Como exemplo, podemos citar diferentes casos em que os produtos alcançam o sucesso por sua adequação às características de mercado. As diferentes versões de comida congelada, que fazem sucesso atualmente, são decorrentes de alterações sociais que vão desde o movimento feminista (que levou as mulheres a valorizarem o trabalho fora de casa) até a redução do número de filhos (que torna as porções cada vez menores, para uma ou duas pessoas apenas). Outra tendência interessante é essa redução de porções: é cada vez mais comum que biscoitos sejam vendidos em embalagens de até oito unidades, ideais para um pequeno lanche e para apenas uma pessoa. Esse é um reflexo de mudanças no padrão social que leva um número cada vez maior de pessoas a realizar pequenos lanches fora de casa. A equipe de design, em trabalho conjunto ao marketing, deve compreender o efeito de tendências (como o desejo de alimentação saudável e de baixo custo) para o desenvolvimento de novos produtos (linhas de alimentos que mantenham suas características de composição ao longo do tempo, com a mínima adição de conservantes, e embalagens adequadas a porções individuais). Outros aspectos importantes do marketing para o projeto do produto estão relacionados ao preço de venda proposto para os produtos a serem projetados e pontos aparentemente “intangíveis”, como valor da marca e efeitos da publicidade sobre o mercado consumidor. É comum imaginar que o preço é um componente do produto determinado pela empresa fabricante. Com efeito, nos tempos áureos da produção em massa (que vão até a década de 1960 nos países centrais e até os anos 1980 no Brasil), em função de uma demanda normalmente maior do que a oferta, era possível à empresa determinar o preço em função de seus custos de produção. Nesse caso, a questão era bastante simples: o preço é igual ao custo, acrescido do lucro desejado (preço = custo + lucro). Como a demanda era forte, não restava ao consumidor opção senão a de arcar com os custos de produção do fabricante, fosse essa produção eficiente ou não, fossem os custos controlados ou não e, pior, fosse a qualidade controlada ou não. Nesse sentido, tornava-se simples para a empresa absorver os altos custos de sistemas de produção pouco eficientes, pois esses custos eram facilmente transferidos aos clientes.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Um dos melhores exemplos dessa situação no Brasil, até meados da década de 1980, foi o da indústria automobilística. Tendo em vista as características do mercado interno, a demanda por automóveis sempre foi superior à oferta, o que trazia uma série de distorções, dentre as quais duas particularmente perversas: a existência de “ágio” para determinados modelos e a ideia de que o automóvel poderia ser uma forma de investimento, mais do que um bem de consumo. Com efeito, era comum a cotação de automóveis em dólar e a compra e venda com lucro (os preços de modelos antigos muitas vezes subiam ao invés de cair), o que era causado em grande parte pelo pequeno número de fabricantes e modelos disponíveis no país. A partir da década de 1990, a situação começou a mudar, muito em função da entrada de novas montadoras e de mudanças progressivas no mercado interno brasileiro, o que levou os consumidores à até então inédita (e confortável) situação de um amplo poder de escolha, com novos modelos (nacionais e importados) à disposição. Com efeito, o último grande caso de “ágio” em automóveis no Brasil ocorreu com o lançamento do modelo Corsa pela General Motors, em 1994. O grande sucesso do novo automóvel gerou uma imediata corrida às revendas, levando a uma espantosa escassez do produto, como se ele fosse de extrema necessidade, o que gerou a cobrança, pelas concessionárias, de um “sobrepreço”, ou seja, um “ágio”. Essa situação levou a declarações de ministros de Estado sobre o assunto e a uma grande discussão sobre o tema, o que apenas chamou a atenção para uma situação que começava a mudar: o mercado tornava-se mais maduro, com novos competidores e novos produtos em oferta. Atualmente, o mercado brasileiro possui mais de dez opções de modelos no segmento dos automóveis compactos (segmento em que o modelo Corsa ainda concorre). A situação, entretanto, é bem distinta: o produto deve ter seu preço ao consumidor final adequado às características do mercado e àqueles praticados pela concorrência, sob pena de tornar-se inviável para a empresa. Dessa forma, uma nova equação deve ser aplicada: o lucro é resultante do preço, determinado pelo mercado, menos o custo que pode ser, em termos, controlado pela empresa (lucro = preço – custo). Nesse caso, cabe à empresa: 1) reduzir seus custos ou 2) tornar o produto mais atraente ao consumidor, levando-o a um nicho superior de mercado, o que possibilitará uma elevação em seu preço. Seja qual for a opção da empresa, o projeto do produto terá importante papel na adequação do produto projetado ao preço que o consumidor está disposto a pagar (sobre esse assunto, veja o Capítulo 8). O marketing, em especial pelas políticas cada vez mais agressivas de publicidade, tem sido acusado de romper suas funções srcinais de detectar necessidades do consumidor, agindo para que essas necessidades sejam deliberadamente criadas. Essa crítica pode ser justificada por meio de uma valorização do novo, por uma pretensa relação direta explorada pela publicidade entre a felicidade e o sucesso econômico, tema muito bem explorado por Klein (2002). Nesse caso, não basta ter, mas é necessário que se tenha o que há de mais novo, mais moderno, mais caro. O problema está na visão deturpada do
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
marketing e na utilização de suas ferramentas de maneira isolada e, muitas vezes, distorcida, não sendo de forma alguma aceita como correta ou adequada. Muitas vezes confundida com o próprio marketing, a publicidade é responsável pela informação, divulgação e promoção da oferta de ideias, bens e/ou serviços, ou seja, pela visibilidade do produto, o que vem ocorrendo de forma cada vez mais complexa, envolvendo cifras progressivamente altas e recursos inovadores. Na busca da exposição de seus produtos, as empresas buscam sempre novas formas de publicidade, seja em meios de comunicação tradicionais (jornais, revistas, rádio, painéis, televisão etc.), como em novos formatos, como aplicações na internet. Um exemplo dessa forma recente de publicidade é a utilização de anúncios como parte do cenário de jogos eletrônicos ou mesmo na criação de jogos baseados ou fortemente relacionados a produtos de mercado. Outro importante componente do marketing, que em muitas empresas possui estreita relação com o projeto do produto, é a marca. Utilizada em muitos casos como base para a publicidade, a marca é por vezes considerada, sem grandes exageros, como o maior patrimônio da empresa, contando inclusive com cotações específicas, que consideram aspectos como tradição, imagem e capacidade de ser relembrada pelo consumidor. Empresas como Coca-Cola, Microsoft e Nike, só para citar algumas, possuem forte relação entre produto e marca, sendo correto afirmar que a marca é um dos componentes mais importantes para a decisão do consumidor na hora da compra. Isso se dá em função de uma imagem associada ao produto (e à marca), que pode ser traduzido como uma série de atributos de qualidade, nem sempre claramente tangíveis. Um exemplo interessante é o da fabricante de computadores Apple, que desenvolve produtos com design facilmente associado à marca, que busca transmitir simplicidade, boas soluções e facilidade de uso. O tempo de consolidação da marca e a confiabilidade que ela expressa podem ser observados em inúmeros outros casos, muito bem explorados pela publicidade. Entre as principais funções da marca está a identificação da srcem. Até o início do século XX, as mercadorias eram normalmente associadas à tradição artesanal e os critérios de escolha eram basicamente identificados pelo cliente: detalhes de acabamento e materiais utilizados, no caso de produtos duráveis; aspectos como cor, odor e sabor, no caso de alimentos. Já naquela época, as características de qualidade eram associadas à srcem (o vinho do Porto, por exemplo, foi definido como de srcem controlada já no século XVIII), mas ainda de forma genérica ou ao autor, quando se tratava de objetos de luxo. Com a consolidação da produção em massa e o surgimento de grandes empresas industriais, fabricantes de produtos em série para um público cada vez maior, as características associadas à marca passaram a ser determinantes para a escolha pelo consumidor. Na indústria automobilística surgiram marcas associadas ao luxo, à performance, à esportividade, à robustez, à economia etc. Além disso, a marca atua como importante elemento de concorrência pela empresa, pois serve para a proteção contra imitações,
Projeto do Produto
ELSEVIER
diferencia a empresa de seus concorrentes (como nas gôndolas de supermercados) e é a base da imagem do produto.
6.3. Marketing e Projeto do Produto Talvez uma das grandes dificuldades de melhor implementar a interface entre projeto do produto e marketing seja saber como a informação obtida pelo marketing pode ser utilizada por designers e engenheiros para facilitar a criação e o desenvolvimento de produtos que realmente atendam as necessidades dos clientes. Davies-Cooper & Jones (1995) argumentam que, para que se possa obter o melhor resultado possível, essa interação deve ocorrer de forma contínua e suave. Isso significa dizer que não só os projetistas devem entender dos aspectos técnicos do seu produto, dos produtos competidores, do mercado consumidor em si e do processo de formação de preço, como também que precisam estar constantemente atualizados sobre as mudanças que possam ocorrer no mercado onde atuam. Para tanto, é necessário que a equipe de marketing conheça em detalhes o processo de desenvolvimento de produtos na empresa e que haja uma comunicação regular entre as equipes de produção, marketing e projeto do produto para garantir que os produtos em desenvolvimento estejam em conformidade com a estrutura de produção atual e planejada da empresa. Garantir a permanência de uma empresa no mercado, em longo prazo, exige um esforço constante de equiparar e superar a concorrência, ou seja, a manutenção de uma posição sempre competitiva. Os produtos e serviços oferecidos por empresas que não perseguem e alcançam esse objetivo são gradativamente substituídos por melhores opções disponíveis no mercado e estas empresas são, consequentemente, colocadas à margem da preferência dos consumidores. Se essa situação não é revertida, sua sobrevivência em longo prazo está ameaçada. A satisfação do consumidor final é, portanto, o alvo primordial das empresas competitivas. As expectativas dos clientes, por outro lado, não são estáticas, alterando-se de acordo com as novas ofertas do mercado, e por isso devem ser continuamente investigadas. Essa é uma das bases para o SIM, a partir da análise do mercado. Existem diferentes ferramentas para essa análise, muitas delas voltadas para a pesquisa de satisfação junto aos clientes em potencial. “O cliente espera apenas o que você e seu concorrente ouma tenham levado Eleéaprende rapidamente; umsatisfeitos, produto com outro, empresa coma esperar. outra. Não suficiente ter clientes compara meramente um cliente satisfeito pode te abandonar. Por que não? Ele pode encontrar uma opção melhor com a mudança” (Deming, 1996). Para isso, a empresa deve possuir um programa contínuo de avaliação da satisfação dos clientes, que lhe permita acompanhar todas as tendências do mercado do ponto de vista dos próprios consumidores. Para implementar um programa como esse, será necessário empregar eficientemente ferramentas de captação e análise de informações.
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
Em relação à coleta dos dados, essas ferramentas dividem-se em dois grandes grupos: qualitativas e quantitativas. Quando as informações forem oriundas de questões abertas, como no caso das “entrevistas individuais”, “grupos-foco” e “pesquisas com clientes perdidos”, da livre iniciativa do cliente por meio do serviço de “atendimento de reclamações” ou ainda provenientes da observação dos clientes comprando ou utilizando o produto (como aquelas baseadas em métodos de análise da atividade), as ferramentas serão do tipo qualitativas. Já no caso do emprego de questões fechadas que permitam ordenações e cálculos numéricos, as ferramentas quantitativas serão utilizadas, como, por exemplo, “pesquisa da satisfação dos clientes” e “pesquisa com clientes da concorrência”. A manutenção da carteira de clientes deve ser a base para qualquer avanço. A estabilidade em oferecer produtos e serviços com um mesmo nível de qualidade considerada indispensável é o alicerce que a empresa deve garantir sempre. Com esse propósito é acompanhada uma infinidade de parâmetros de desempenho de processos e produtos, rede de distribuição e fornecedores, que compõem o SIM.
6.4. Coleta de Dados em Pesquisas de Marketing Segundo Oliveira (1998), o interesse de uma empresa em medir a satisfação dos clientes, demonstrado pela utilização das ferramentas apropriadas para coleta e análise de informações provenientes do mercado, é importante para o “foco no cliente”. Esse conceito, surgido nos anos 1940, tem contribuído para o sucesso ou fracasso de muitas empresas. Para o levantamento de informações de mercado, muitas ferramentas vêm sendo desenvolvidas desde então. Porém, muitas decisões tomadas com base no emprego dessas ferramentas, ou seja, após prévia consulta ao mercado, não redundam em ganhos, pelo contrário, podem levar a desperdícios de tempo e recursos (como é o caso de novos produtos que são rejeitados). Apesar dos riscos que envolvem grandes investimentos para conquistar clientes, a perda poderia ser menor se houvesse maior rigor no emprego das ferramentas. Como exemplo, o uso de pesquisas de satisfação baseadas somente em questionários é considerado superficial, devido à própria estrutura de questões fechadas em que se baseiam. Para que esses questionários sejam elaborados de forma adequada, devem ser previamente realizadas pesquisas qualitativas, baseadas em entrevistas pessoais ou em grupo, por meio de porém grupos-foco. Os grupos-foco são adequados tratamento de questões fundamentais, são limitados muitas vezes pela falta deaorepresentatividade da população de interesse. Um grupo-foco é formado por um grupo de clientes, cuidadosamente escolhidos e convidados pela empresa para uma seção de brainstorming. Nessa oportunidade, algum tema de interesse da empresa, por exemplo novos serviços e produtos, alterações nos serviços e produtos existentes ou estratégias de marketing, é apresentado como assuntofoco da reunião. A partir daí, toda opinião, crítica, sugestão, comentário, elogio ou de-
Projeto do Produto
ELSEVIER
bate é bem-vindo, pois trarão grandes contribuições. Com o objetivo de conduzir essa reunião apropriadamente (permitir a participação de todos, não desviar do assunto-foco, incentivar ideias, contornar discordâncias, apresentar vários aspectos do tema para apreciação do grupo etc.), um especialista no assunto-foco é previamente selecionado pela empresa para atuar como mediador. As questões relacionadas ao tema são abertamente apresentadas pelo mediador, sem opções fixas de respostas, a fim de induzir a manifestação de toda sorte de ideias. Além dos clientes e do mediador, é comum a participação de alguns funcionários influentes diretamente envolvidos no assunto-foco. No entanto, essa participação se limitará apenas a ouvir a sessão. Para que nenhuma ideia seja perdida, tudo é gravado e filmado, com a autorização do grupo. Algumas empresas, no intuito de não inibir a participação dos clientes, preparam salas especiais para o evento, que permitam isolar câmeras e ouvintes dos clientes e mediador. Apesar de o custo de realização de gruposfoco ser baixo e de o retorno das informações ser rápido, a subjetividade inerente ao processo é grande. Por esse motivo, muitas vezes é de interesse da empresa realizar uma posterior pesquisa da satisfação dos clientes, para adquirir maior segurança quanto às decisões que poderão ser tomadas. Nesse caso, os grupos-foco assumem também outras atribuições, como, por exemplo, a elaboração de um questionário útil, por meio da identificação dos atributos dos produtos e serviços que os clientes realmente percebem e valorizam. Esses atributos é que irão direcionar as perguntas do questionário. Já as entrevistas individuais funcionam da mesma forma que os grupos-foco; a diferença é que apenas um cliente será a fonte das informações a respeito do assunto-foco. Grupos-foco
Figura 6.3: Exemplo de reunião de grupo-foco, para desenvolvimento de embalagem para biscoitos artesa-
nais (ao fundo, responsável pela anotação dos resultados).
Segundo Kotler (1998), o grupo-foco (Figura 6.3) consiste em uma reunião para discutir um produto, serviço, organização ou outra entidade de marketing, realizada com seis a 10 pessoas que são convidadas para passar algumas horas com um moderador experiente. Para o autor, “o moderador precisa ser objetivo, conhecer o assunto, dominar
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
as técnicas de dinâmica de grupo e o comportamento do consumidor”. Ele estimula a livre discussão a fim de que a dinâmica de grupo revele sentimentos e ideias em profundidade. Um grupo-foco deve ser homogêneo em termos de características demográficas e socioeconômicas e ter tido uma experiência adequada com o objeto ou problema em discussão. A comunidade entre os membros do grupo evita interações e conflitos a propósito de questões secundárias, por isso os participantes devem ser cuidadosamente selecionados. O contexto físico para o grupo-foco também é importante. Uma atmosfera relaxada e informal acaba produzindo comentários espontâneos. Uma sessão normal de grupo-foco dura de uma hora e meia a duas horas. “Esse lapso de tempo é necessário para estabelecer uma relação com os participantes e explorar, em profundidade, suas crenças, sensações, ideias, atitudes e introspecção sobre os tópicos de interesse” (Malhotra, 2001). Segundo o autor, os grupos-foco apresentam as seguintes vantagens: • Sinergismo: um grupo de pessoas em conjunto produz maior âmbito de informação, uma visão mais profunda e mais ideias. • Bola de neve: os comentários de uma pessoa desencadeiam uma reação em cadeia dos outros participantes. • Estímulo: em geral, à medida que aumenta no grupo o nível de interesse e expectativa sobre o assunto, os respondentes desejam expressar suas ideias e expor suas opiniões. • Segurança: os participantes se sentem à vontade e dispostos a expressar suas •
• • •
•
ideias e sentimentos, uma vez que todos do grupo são semelhantes. Espontaneidade: como não é solicitado aos participantes que respondam a perguntas específicas, suas respostas podem ser espontâneas e não convencionais, dando uma ideia precisa de seus pontos de vista. Descobertas felizes e inesperadas: é mais provável que as melhores ideias surjam em um grupo do que em uma entrevista individual. Especialização: é necessária a participação de um entrevistador bem treinado, já que não poucos participantes estão envolvidos simultaneamente. Escrutínio científico: a entrevista em grupo permite uma apuração acurada do processo de coleta de dados, pelo fato de os observadores poderem testemunhar a sessão e também gravá-la para análise futura. Estrutura: o grupo-foco proporciona flexibilidade nos tópicos abordados e na
profundidade com que são tratados. Velocidade: a coleta e a análise dos dados se dão de forma relativamente rápida, já que vários indivíduos estão sendo entrevistados ao mesmo tempo. Além dos cuidados que exige para funcionar bem, cada ferramenta oferece uma contribuição diferente, com vantagens e limitações peculiares. A perfeita compreensão, aplicação e principalmente integração das ferramentas é que compõem um bom sistema de avaliação da satisfação dos clientes. Quando esse sistema é programado para funcionar devida e continuamente, a empresa terá maiores chances de ser competitiva. Por isso, •
Projeto do Produto
ELSEVIER
os especialistas aconselham: o sistema de avaliação da satisfação dos clientes deve ser tratado com a mesma seriedade e rigor que o sistema de controle financeiro da empresa. De nada vai valer o conhecimento adquirido se não for utilizado como base na tomada de decisões, se não direcionar metas e planos, se não fizer parte integrante do gerenciamento da organização e do direcionamento para o desenvolvimento de novos produtos. Entretanto, deve-se ressaltar que, apesar de tais técnicas de identificação de desejos e necessidades de clientes serem bastante eficazes, em muitos casos observa-se que o cliente não sabe exatamente ou não consegue expressar o que deseja. Existem vários exemplos de produtos que fizeram sucesso no mercado, mesmo quando pesquisas apontavam o contrário. O clássico exemplo é o do walkman, lançado pela Sony no final da década de 1970. Foi desenvolvido para atender a uma necessidade conhecida (ouvir música), mas a partir de critérios inovadores em termos de mercado: compacto em uma época em que a qualidade era representada por grandes aparelhos; silencioso (havia somente um fone de ouvido) quando os concorrentes lançavam modelos cada vez mais potentes. Entretanto, seu sucesso foi motivado pela portabilidade extrema e pela consequente facilidade de levar a música para qualquer lugar, dentro do conceito de “som em movimento”. Ou seja, atendia de forma inovadora a uma necessidade bastante antiga: levar a música a praticamente qualquer lugar. Dessa forma, o principal objetivo das técnicas de coleta de dados é identificar desejos e necessidades dos consumidores, mesmo aqueles não declarados diretamente. São justamente esses desejos que podem fazer a diferença entre o sucesso ou não de um produto. Por isso, deve-se ter o cuidado para que não haja erro de interpretação nos resultados das pesquisas de mercado. Em alguns casos, as pesquisas podem indicar aquilo que os clientes desejaram no passado ou estão desejando no presente, mas não indicam o que eles poderão desejar no futuro. Geralmente, os desejos declarados são uma indicação das experiências vividas pelas pessoas, que podem gerar ou não novas oportunidades para produtos inovadores. Dependendo do grau de inovação de um novo produto a ser lançado no mercado, os consumidores entrevistados podem não entender o conceito dado àquele produto imediatamente. As pessoas tendem a fazer uma associação entre o produto inovador e aquilo que elas já conhecem, ou seja, a sua experiência de consumo. Caso não consigam perceber a “mensagem” que o produto quer passar, ele pode ser um fracasso comercial. Por outro lado, se bem planejado, um produto inovador pode criar um novo mercado, como no caso do walkman, do computador pessoal IBM e do iPod, da Apple. Significa dizer que um produto inovador pode também estabelecer novas regras de comportamento social e de desejos e necessidades entre os clientes. A conclusão final é que não há uma receita para o sucesso de novos produtos. Cada empresa, cada situação e cada momento irão definir qual ou quais as estratégias e técnicas mais adequadas para se identificar desejos e transformá-los em produtos de sucesso comercial. Esse sucesso deve ser o objetivo da equipe de projeto do produto,
Capítulo 6
| Marketing: Abrangência e Aplicações para o Projeto do Produto
que precisa compreender a dinâmica das ações de marketing da empresa e buscar transformar as informações levantadas em soluções técnicas que atendam às necessidades dos consumidores. A grande dificuldade nesse caso está em incorporar de forma clara e consistente o ponto de vista do consumidor. Muitos projetistas cometem o equívoco de conceber produtos a partir da própria experiência como consumidores, esquecendo-se de que o conhecimento sobre o produto os torna, de certa forma, especialistas. Cabe ao projetista, com o apoio do marketing, procurar enxergar o mundo através dos olhos dos consumidores.
Referências BABBIE, E. Survey research methods. 2. ed. Belmont: Wadsworth, 1990. DAVIES-COOPER, R.; JONES, T. The interfaces between design and other key functions in product development. Chapter four. In: BRUCE, M.; BIEMANS, W.G. (Eds.); Product development – meeting the challenge of the design-marketing interface. Chichester: John Wiley & Sons, 1995. DEMING, W. E.The new economics for industry, government, educantion. 2. ed. Cambridge: Massachusetts Institute of Technology, Center for Advanced Educational Service, 1996. HAYES, B.E. Measuring customer satisfaction, survey design, use, and statistical analysis methods. 2. ed. Milwaukee: ASQC Quality Press, 1998. KESSLER, S. Measuring and managing customer satisfaction. Going for de gold . Milwaukee: ASQC Quality Press, 1996. KLEIN, N. Sem logo – a tirania das marcas em um planeta vendido. Trad. Ryta Vinagre. Rio de Janeiro: Record, 2002. KOTLER, P. Administração de marketing, análise, planejamento e controle. São Paulo: Atlas, 1997. MALHOTRA, Narish.Pesquisa de Marketing – Uma orientação aplicada . 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. NAUMANN, E.; GIEL, K. Customer satisfaction measurement and management. Cincinnati: Thomson Executive Press, 1995. OLIVEIRA, V.R.B. Medindo a satisfação dos clientes. Trabalho da disciplina Tópicos em Organização da Produção: Metodologia do Projeto. Belo Horizonte: Programa de Pósgraduação em Engenharia de Produção da UFMG, 1998. O que é marketing. São Paulo: Brasiliense, 1981. RICHERS, SLACK, N.;R.CHAMBERS, S.; HARLAND, C. et al. Administração da produção. São Paulo: Atlas, 2002. URBAN, G.L.; HAUSER, J.R. Desing and marketing of new produts. 2. ed. New Jersey: Prentice-Hall, 199. VAGRA, T. G. Improving your measurement of customer satisfaction . Milwaukee: ASQC Quality Press, 1997.
7
Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos Cristiano Vasconcellos Ferreira Ricardo Manfredi Naveiro
Este capítulo tem por objetivo demonstrar como, ao longo do processo de desenvolvimento de produto, aspectos relacionados à propriedade intelectual devem ser considerados em suas distintas fases com diferentes abordagens, de uma fonte na busca de informações para o projeto a instrumento de proteção do produto. Por exemplo, a Procter&Gamble aproveita a condição de uma das maiores máquinas de inovação do mundo, com 27.000 patentes registradas, para impulsionar sua produção de lançamentos. Um novo creme dental da empresa lançado no Brasil reuniu 25 dessas patentes, invenções como uma substância que elimina as bactérias da boca e outra que reduz manchas nos dentes. Além disso, uma patente pode ser fonte de receita para as empresa (por exemplo, segundo a OMPI – Organização Mundial da Propriedade Intelectual –, a IBM recebe US$ 2 bilhões por ano de receita de licenciamento), benefício de marketing (tecnologia patenteada), vantagem competitiva e estratégica, controle e influência no setor industrial, além de usos defensivos (produto e empresa).
7.1. Conceitos Fundamentais e Classificação Num cenário cada vez mais competitivo, as questões relacionadas à propriedade intelectual têm ganhado destaque e importância. Para isso, é fundamental o entendimento de alguns conceitos básicos sobre o assunto. A Figura 7.1 ilustra os conceitos e a classificação sobre propriedade intelectual.
Capítulo 7
| Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos
Figura 7.1: Classificação dos conceitos sobre propriedade intelectual.
O marco inicial da propriedade industrial não tem uma data definida. Existem registros dos séculos XIV e XV de contratos de transferência de tecnologia entre artesãos lombardos e uma corporação local. No final do século XV aprova-se em Veneza uma lei de patentes comvários validade local parade proteger invenções. O Arquivo Nacional do Rionos de Janeiro contém documentos privilégio de invenção da época do Império, quais o imperador concedia a cidadãos brasileiros direitos de exploração da sua invenção. O marco do sistema de propriedade industrial é a Convenção de Paris realizada em 1880, na qual vários países assinaram o documento que criou o Sistema Internacional de Proteção à Propriedade Industrial. Patentes e marcas produzem efeitos apenas no país de srcem; caso o titular de uma patente queira estender essa proteção a outros países, ele deve obtê-la separadamente em cada um deles. A propriedade intelectual é um monopólio concedido pelo Estado que, de acordo com a Convenção da OMPI (Organização Mundial de Propriedade Intelectual), engloba os direitos relativos a obras literárias, artísticas e científicas, interpretações dos artistas intérpretes, execuções dos artistas executantes, fonogramas e emissões de radiodifusão, invenções em todos os domínios da atividade humana, descobertas científicas, desenhos e modelos industriais, marcas industriais, comerciais e de serviço, bem como firmas comerciais e denominações comerciais, proteção contra a concorrência desleal e todos os outros direitos inerentes à atividade intelectual nos domínios industrial, científico, literário e artístico. A informação tecnológica é um conhecimento estratégico para a indústria. Permite que se identifiquem os concorrentes, que se identifique a capacitação tecnológica de cada um deles e qual a direção tecnológica que estão tomando. Empresas de grande porte mantêm equipes monitorando a trajetória tecnológica dos seus competidores, ser-
Projeto do Produto
ELSEVIER
viço também oferecido por algumas associações de classe, como a Fiesp (Federação das Indústrias do Estado de São Paulo), Associação Brasileira da Indústria Eletroeletrônica, entre outras. A propriedade intelectual abrange os direitos relativos à produção literária, científica e artística. A Biblioteca Nacional, por exemplo, é um dos órgãos públicos no qual pode ser depositada a produção literária para fins de proteção. A propriedade industrial abrange as invenções, os desenhos, as marcas de indústria e comércio, o nome comercial etc. O INPI (Instituto Nacional de Propriedade Industrial) é o provedor oficial de informação no que se refere à propriedade industrial no Brasil. Existem também empresas privadas que oferecem bases de dados de propriedade industrial em setores específicos, como química fina, fármacos etc. Segundo o INPI, existem diversas formas de propriedade intelectual, conforme descrito a seguir: • Variedade de plantas – cultivares: Refere-se à propriedade intelectual referente a cultivar ou plantar. • Circuito integrado: É um dispositivo microeletrônico que consiste em muitos transistores e outros componentes interligados capazes de desempenhar muitas funções. Suas dimensões são extremamente reduzida; os componentes são formados em pastilhas de material semicondutor. • Direito autoral: Protege obras literárias, artísticas, fonográficas e trabalhos audio-
• •
•
•
visuais, filmes, programas de computador etc., bem como direitos conexos, isto é, direitos de “vizinhança’ sobre os direitos autorais, que são os direitos de interpretação dos artistas, produtores de fonogramas e organizações de broadcasting. Software: O registro do software é uma forma de assegurar a seu autor seus direitos de exclusividade na produção, uso e comercialização de sua criação. Propriedade industrial: A propriedade industrial trata de invenções em geral, sendo estas classificadas em patentes, desenho industrial, modelo de utilidade, marcas e indicações geográficas. Desenho industrial: Refere-se à forma plástica ornamental de um objeto ou conjunto ornamental de linhas e cores que possa ser aplicado a um produto, proporcionando resultado visual novo e srcinal na sua configuração externa e que possa servir de tipo de fabricação industrial. O resultado visual srcinal poderá ser decorrente da combinação de elementos conhecidos. O registro vigorará pelo prazo de 10 anos contados da data do depósito, prorrogável por três períodos sucessivos de cinco anos cada. Marca: É todo sinal distintivo, visualmente perceptível, que identifica e distingue produto e/ou serviço de outros análogos, de procedência diversa, bem como identifica a conformidade dos mesmos com determinadas normas ou especificações técnicas. O registro de uma marca garante a seu titular a propriedade e o uso exclusivo indefinidamente. O prazo de validade do registro de marca é de 10
Capítulo 7
•
•
•
| Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos
anos, contados a partir da data da concessão. Esse prazo é prorrogável, a pedido do titular, por períodos iguais e sucessivos. O registro da marca é concedido para classes específicas de produtos, mercadorias ou serviços, segundo as atividades do titular. Assim, a mesma marca pode ser registrada em nome de titulares diferentes, desde que se aplique a produtos, mercadorias ou serviços diferentes. Por exemplo, a marca de um perfume pode ser empregada para uma lapiseira, sem que haja conflito. Indicação geográfica: Constitui a indicação de procedência (nome geográfico de país, cidade, região ou localidade de seu território) que se tenha tornado conhecida como centro de extração, produção ou fabricação de determinado produto ou de prestação de determinado serviço. Patente: É um título de propriedade temporária sobre uma invenção, outorgado pelo Estado aos inventores ou autores ou outras pessoas físicas ou jurídicas detentoras de direitos sobre a criação. Pode ser classificada em patente de invenção ou modelo de utilidade. Patente de invenção: A patente de invenção é concedida baseando-se em critérios de novidade, de atividade inventiva e de utilidade industrial. A novidade é verificada confrontando-se a invenção com o estado da técnica, representado pelo conhecimento registrado até o depósito do pedido de patente. A atividade inventiva é reconhecida quando a invenção não decorre de maneira comum ou superficial a partir do estado da técnica. É absolutamente imperativo que a invenção tenha aplicação industrial. Uma invenção será, portanto, uma patente se apresentar novidade, atividade inventiva e aplicação industrial. Existe também o Certificado de Adição de Invenção, que protege um aperfeiçoamento na sua própria invenção, que já tenha um pedido ou mesmo a patente de invenção. A patente de invenção vigorará pelo prazo de 20 anos contados da data de depósito. A patente tem validade em cada país onde é depositada. Uma patente concedida no Brasil a um aparelho de barbear, por exemplo, protege os direitos do inventor contra produção, utilização ou venda dentro do território nacional. Em território nacional, o inventor pode impedir a fabricação de seu produto por terceiros não autorizados, bem como a comercialização no país de cópias do seu produto fabricadas em outros países. Entretanto, caso o inventor não deposite a patente em
outros países, um fabricante africano, por exemplo, pode fabricar o aparelho e vendê-lo no próprio país e exportá-lo para um outro país sem restrições. No caso dos blocos econômicos (Comunidade Europeia, Mercosul etc.), existem mecanismos de proteção mútua que impedem esse tipo de negócio. • Modelo de utilidade: Corresponde à melhoria funcional introduzida num produto. A patente de modelo de utilidade vigorará pelo prazo de 15 anos contados da data de depósito. A legislação apresenta algumas criações que não são patenteáveis. São elas: 1) técnicas cirúrgicas ou de terapêutica aplicadas sobre o corpo humano; 2) planos, esquemas
Projeto do Produto
ELSEVIER
ou técnicas comerciais, contábeis, de cálculos, de financiamento, de crédito, de sorteio, de especulação e propaganda. Isso inclui planos de assistência médica, de seguros, esquemas de descontos em lojas etc.; 3) métodos de ensino/educativo; 4) regras de jogos; 5) programas de computador em si; 6) plantas de arquitetura, obras de arte, músicas, livros e filmes, assim como apresentação de informações, tais como cartazes e etiquetas com o retrato do dono; 7) ideias abstratas, descobertas científicas e métodos matemáticos; 8) inventos que não possam ser industrializados. Para ilustrar a diferença entre patente de invenção, modelo de utilidade e desenho industrial é interessante observar o esquema ilustrado na Figura 7.2.
• • • • • • • • •
(1)
(1.a)
(1.b)
(2)
(2.a)
(2.b)
(3)
(3.a)
(3.b)
(1) Aparelho capaz de transmitir e receber sons de voz. (PI) (1.a) Modificação na forma do aparelho (MU), para melhor funcionalidade. (1.b) Exemplo de modificação apenas na forma plástica (DI). (2) Incorporação do sistema de disco no telefone, constituindo um avanço técnico (PI). (2.a) Modificação decorrente (MU) pode ser observada no aparelho onde o emissor e o receptor se unem, melhorando a sua funcionalidade. (2.b) Modificação estética (DI). (3) Introdução do sistema de discagem por tom com botões, representando novo salto com relação à tecnologia anterior (PI). (3.a) Os aparelhos passaram a integrar teclado, receptor e transmissor em uma única peça (MU). (3.b) Mudança estética (DI).
Figura 7.2: Relação entre conceitos de propriedade industrial (adaptado do INPI).
Capítulo 7
| Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos
7.2. Propriedade Industrial no Processo de Desenvolvimento de Produtos Os assuntos referentes à propriedade industrial devem ser considerados ao longo do processo de desenvolvimento de produto em diversos momentos com vários objetivos. Na fase de planejamento estratégico da empresa e planejamento do portfólio de produtos , os objetos de propriedade industrial podem ser utilizados como instrumento para identificar os avanços tecnológicos em distintas áreas do conhecimento. A patente constitui um importante instrumento para a empresa realizar a vigilância tecnológica, ou seja, é uma maneira organizada, seletiva e permanente de captar informação externa (mercado, concorrentes e de instituições de pesquisa), analisar e converter essas informações em conhecimento para auxiliar na decisão de investimentos futuros e reduzir os riscos na tomada de decisão. Ainda em termos estratégicos, pode auxiliar a empresa na construção de um programa de desenvolvimento de produtos para os próximos anos, uma vez que permite auxiliar na identificação de novas ideias, soluções para os problemas e também identificar o que os concorrentes estão fazendo ou planejando. Em muitos segmentos industriais, existem empresas ou pessoas especializadas responsáveis pela busca de patentes em bancos especializados e difusão dessas informações através da publicação de boletins contendo uma relação de todos os registros de patentes publicados no mundo acerca de novas tecnologias de produtos e processos do setor em questão, além de uma análise especializada do cenário da evolução tecnológica do segmento. Além disso, é importante mencionar que as patentes são ativos societários significativos da empresa, a propriedade, por ser um dos mais caros componentes de muitos produtos. Por exemplo, o MPEG-2 é uma norma técnica para tecnologia de vídeo em diversos bens de consumo. A taxa de licenciamento do MPEG-2 por aparelho de DVD é de aproximadamente US$ 2,50, uma taxa que os fabricantes de aparelhos de DVD pagam por seus produtos para que eles sejam compatíveis com o padrão MPEG-2. Além disso, os grupos detentores de patentes licenciam separadamente sua patentes relacionadas à tecnologia DVD por, aproximadamente, US$ 11. Dessa forma, um aparelho de DVD, cujo preço de revenda é de US$ 44, tem aproximadamente um quarto desse valor relacionado à propriedade intelectual (Ompi, 2007). Na fase de projeto conceitual, as patentes constituem uma importante ferramenta para busca de soluções para os projetos em desenvolvimento. Nesse caso, é importante identificar se uma possível solução a ser implementada no projeto não é protegida por patente e, se for, identificar oportunidades de melhoria no produto de forma a não sofrer sanções por problemas de cópias. As patentes de modelo de utilidade permitem uma aquisição rápida de princípios de solução que podem ser reutilizados em outras aplicações, sem incorrer em pagamento de direitos ao inventor. Por exemplo, uma combinação engenhosa de alavancas utilizada numa prensa de pneumáticos pode ser utilizada na concepção de uma prensa de latas sem incorrer em delito de cópia.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Ao longo do processo de desenvolvimento de produto é importante que as soluções encontradas sejam protegidas através do registro da patente. Para isso, a empresa deve buscar a elaboração da carta-patente junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), que é uma autarquia federal vinculada ao Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior, responsável por registros de marcas, concessão de patentes, averbação de contratos de transferência de tecnologia e de franquia empresarial, e por registros de programas de computador, desenho industrial e indicações geográficas, de acordo com a Lei da Propriedade Industrial (Lei no 9.279/96) e a Lei de Software (Lei no 9.609/98). 1. 2. 3.
Para elaborar a carta-patente, é importante a empresa: Consultar a Lei de Propriedade Industrial. Tem o objetivo de verificar se a invenção pode ser patenteável com base nos critérios legais. Determinar se seu pedido é uma patente de invenção, modelo de utilidade ou desenho industrial. Realizar uma busca para certificar-se de que sua invenção tem novidade. Se-
gundo o INPI, o passo inicial é se certificar de que se trata de algo novo, não somente em termos do Brasil mas no mundo. A patente é considerada nova quando não compreendida no estado da técnica, ou seja, a matéria reivindicada na patente não tenha se tornado acessível ao público antes da data de depósito do pedido de patente. 4.
5.
6.
Escrever o pedido de patente. É composto de requerimento e formulários, relatório descritivo, reivindicações, desenhos (se for o caso), resumo e comprovante de pagamento da retribuição relativa ao depósito. Depositar o pedido de patente no INPI. Após elaborar relatório descritivo, reivindicações, desenhos (obrigatório para o caso de modelo de utilidade) e resumo (obrigatório para patentes). Solicitar o pedido de exame. O pedido de patente será mantido em sigilo durante 18 meses contados da data de depósito da prioridade mais antiga, quando houver, após o que será publicado, à exceção da patente de interesse da defesa nacional. A publicação do pedido poderá ser antecipada a requerimento do depositante. Publicado o pedido de patente, e até o final do exame, será facultada a apresentação pelos interessados de documentos e informações para subsidiarem o
exame. O exame do pedido de patente deverá ser requerido pelo depositante ou por qualquer interessado, no prazo de 36 meses contados da data do depósito, sob pena do arquivamento do pedido. 7.
Acompanhar o andamento processual do pedido e aguardar o exame técnico. O acompanhamento poderá ser feito através da RPI (Revista da Propriedade Industrial), editada semanalmente, e que pode ser consultada gratuitamente na
biblioteca do INPI.
Capítulo 7
8.
| Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos
Cumprir as eventuais exigências técnicas que possam ser feitas pelo examinador do INPI. O exame técnico realizado pelo INPI irá investigar a adequação
da matéria reivindicada, fundamentada no relatório descritivo e desenhos, como passível de patente, bem como a suficiência descritiva e aplicação industrial. Para aferição das condições de novidade, atividade/ato inventivo, o examinador aproveitará quaisquer subsídios que tenham sido apresentados e realizará uma busca para determinação do estado da técnica. Ao final, o examinador elabora um parecer relativo à patenteabilidade do pedido (deferimento, adaptação do pedido à natureza reivindicada, reformulação do pedido ou divisão ou exigências técnicas). Quando o parecer for pela não patenteabilidade ou pelo não enquadramento do pedido na natureza reivindicada ou se formular qualquer exigência, o depositante será intimado para manifestar-se no prazo de 90 dias. Não respondida a exigência, o pedido será definitivamente arquivado. Respondida a exigência, ainda que não cumprida ou contestada sua formulação, e havendo ou não manifestação sobre a patenteabilidade ou o enquadramento, dar-se-á prosseguimento ao exame. Concluído o exame, será proferida decisão, deferindo ou indeferindo o pedido de patente. No caso de indeferimento do pedido, o requerente dispõe de 60 dias para iniciar um procedimento administrativo de recurso. No caso de deferimento da patente, terceiros dispõem de um prazo de seis meses para iniciar um proce-
9.
dimento administrativo de nulidade. Ultrapassados tais prazos, a decisão do INPI somente poderá ser contestada judicialmente. Deferida a patente, solicitar a expedição da carta-patente. A patente será concedida depois de deferido o pedido de patente e comprovado o pagamento da retribuição correspondente, expedindo-se a respectiva carta-patente. O pagamento da retribuição referente à expedição da carta-patente e respectiva comprovação deverá ser efetuado no prazo de 60 dias contados do deferimento. A retribuição prevista poderá ainda ser paga se comprovada dentro de 30 dias após o prazo srcinal de 60 dias, independentemente de notificação mediante pagamento de retribuição específica, sob pena de arquivamento definitivo do pedido. Reputa-se concedida a patente na data de publicação do respectivo ato. Da carta-patente deverão constar o número, o título e a natureza respectivos, o nome do inventor,
a qualificação e o domicílio do titular, o prazo de vigência, o relatório descritivo, as reivindicações e os desenhos, bem como os dados relativos à prioridade. 10. Manter o pagamento das anuidades em dia. O depositante do pedido e o titular da patente estão sujeitos ao pagamento de retribuição anual, a partir do início do terceiro ano da data do depósito. O pagamento deverá ser efetuado dentro dos primeiros três meses de cada período anual, podendo ainda ser feito, independentemente de notificação, dentro dos seis meses subsequentes, mediante pagamento de retribuição adicional. Isso aplica-se aos pedidos internacionais depositados
Projeto do Produto
ELSEVIER
em virtude de tratado em vigor no Brasil, devendo o pagamento das retribuições anuais vencidas antes da data da entrada no processamento nacional ser efetuado no prazo de três meses dessa data. A falta de pagamento da retribuição anual acarretará o arquivamento do pedido ou a extinção da patente.
7.3. Descrição de um Documento de Patente A patente é um documento legal que concede ao seu detentor o direito exclusivo de controlar o uso de sua invenção, conforme apresentado nas reivindicações de patentes, dentro de uma área e período de tempo restrito, impedindo que outras pessoas, dentre outras coisas, comercializem, utilizem ou vendam a invenção sem autorização. A elaboração de um documento de patente deve ser realizada de forma bastante objetiva e cuidadosa. O passo inicial envolve a definição clara do objeto ou processo a ser patenteado. O pedido deve ser o mais abrangente possível, até o limite em que o estado da técnica permita. Por outro lado, deve evitar conflitos totais ou parciais com conteúdos já reivindicados ou com características reveladas no levantamento do estado da técnica. A redação de uma patente deve ser realizada por um especialista com conhecimento técnico na área, da tecnologia a ser desenvolvida, através de fontes de informação técnica, como banco de patentes, livros técnicos, catálogos, vivência profissional (prática). Os elementos que são partes constituintes de um pedido de patente, normalmente, incluem: i)
Título, que deve descrever a invenção de um modo amplo. Deve ser claro e pre-
ciso, sem palavras irrelevantes e desnecessárias. ii) Reivindicações, que definem o escopo de proteção exclusiva. Precisa descrever
corretamente o objeto do pedido. Deve ser iniciado pelo título ou parte do mesmo, escolhido para descrever a invenção, conter a expressão “caracterizado por” seguida das características técnicas genuínas da invenção do modelo, ou seja, aquelas que não existem nas anterioridades. Devem estar fundamentadas no relatório descritivo. iii) Descrição detalhada (ou relatório descritivo), que possibilita a redação das reivindicações, ao prover uma suficiente divulgação técnica da invenção. Deve conter o setor técnico ao qual pertence a invenção, a descrição do estado da técnica, citando os documentos de referência, a descrição objetivosa descrição da invenção e dos problemas que ela se propõe a resolver, ressaltar ados novidade, detalhada da solução referindo-se aos desenhos quando necessário e indicar a utilização industrial. Deve ser suficiente, o que quer dizer que deve conter todos os detalhes que sejam necessários para permitir a um técnico na área reproduzir o objeto. A linguagem usada deve ser consistente: um mesmo elemento só pode ter um nome, que não pode ser usado para designar outra parte do objeto. Por outro lado, cada elemento deve ter o seu próprio nome (e número indicativo).
Capítulo 7
| Propriedade Intelectual no Projeto de Produtos
iv) Desenhos, os quais fornecem suportes visuais que descrevem a invenção. Podem
ser diagramas em blocos, fluxogramas ou esquemas sem valor de componentes, conter apenas termos indicativos. Cada parte, peça ou elemento do desenho deverá conter referências numéricas, as quais deverão ser descritas no relatório descritivo, bem como nas reivindicações. É obrigatório para o modelo de utilidade. v) Fundamentos ou antecedentes, que proporcionam o indício daquilo que virá acontecer. vi) Resumo, o qual constitui, principalmente, um meio de ajuda para os pesquisadores de busca e, normalmente, recebe uma análise pouco substantiva. vii) Sumário, o qual representa um espelho das reinvidicações. No site do INPI (www.inpi.gov.br) estão disponíveis paradownload os formulários
para elaboração de pedido de patente. O pedido de patente será mantido em sigilo até a sua publicação, a ser efetuada depois de 18 meses, contados da data do exame ou da prioridade mais antiga, podendo ser antecipada a requerimento do depositante. Findo esse prazo, o pedido terá sua publicação notificada na RPI (Revista da Propriedade Industrial, semanal). Caso o depositante requeira, o INPI poderá promover a publicação antecipada de seu pedido. A publicação antecipada não acelera o exame técnico, sendo que o mesmo não pode ser iniciado antes de 60 dias contados da publicação do pedido. Uma vez que o pedido tenha sido deferido, essa decisão será publicada na RPI, e o INPI vai aguardar o prazo de 60 dias, contados do deferimento do pedido, para pagamento da retribuição e respectiva comprovação, correspondente à expedição da carta-patente. Há um prazo adicional de 30 dias, após o prazo de 60 dias, para pagamento da retribuição, a qual, nesse caso, deverá ser efetuada independentemente de notificação e mediante retribuição diferenciada, sob pena de arquivamento definitivo do pedido. No site do INPI é possível ter acesso gratuito a bancos de busca de patentes. As buscas de patentes podem ser realizadas no site da própria instituição. No site do Latipat pode-se ter acesso à base de dados com informações bibliográficas de documentos de patente de vários países da América Latina, como Brasil, Argentina, México, Cuba, Chile, Uruguai, Peru, entre outros. As patentes nos Estados Unidos podem ser consultadas no site do USPTO, que é a organização americana de marcas e patentes. A base contém todos os dados de primeira página das patentes americanas, a partir de janeiro de 1976, isto é, dados bibliográficos, resumo, referências citadas e examinador responsável. A base de patentes do Escritório Europeu de Patentes pode ser acessada no site da instituição (EPO), a qual permite a pesquisa nos dados bibliográficos de patentes de diversos países e também no texto das reivindicações. Algumas das patentes selecionadas podem ser vistas na sua forma integral, inclusive desenhos, com possibilidade de se obter as patentes correspondentes. As patentes do Japão são mantidas pelo Escritório Japonês de Patentes, que permite a pesquisa nos dados bibliográficos dos pedidos de patentes no Japão.
Projeto do Produto
ELSEVIER
A preocupação com propriedade intelectual deve permear, dessa forma, todo o projeto do produto, seja para evitar que um esforço seja desperdiçado, ao se desenvolver alguma solução já registrada, como para que o registro funcione como efetiva proteção da ideia concebida. Torna-se especialmente importante em dois momentos distintos: 1) no levantamento de informações sobre as tecnologias já desenvolvidas, no início do projeto, e 2) no final do desenvolvimento, quando a solução deve ser adequadamente registrada visando à proteção do privilégio de criação da inovação. O projetista deve estar então atento às aplicações de propriedade intelectual ao desenvolvimento do produto, para que este seja efetivamente inovador.
Referências Treinamento em redação de patentes. Organização Mundial da Propriedade Intelectual
(Ompi) e Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Rio de Janeiro, 2007. INPI – Instituto Nacional da Propriedade Intelectual: www.inpi.gov.br
Viabilidade Técnica e
8
Econômica no Projeto de Produtos Cristiano Vasconcellos Ferreira Ricardo Manfredi Naveiro
A atividade de projeto de produtos apresenta uma natureza complexa, envolvendo riscos técnicos e financeiros. Em se tratando dos elevados níveis de competitividade industrial que caracterizam o mundo atual, um fator preponderante para o sucesso de novos projetos do produto e das próprias empresas é a questão da inovação tecnológica. As inovações possuem diferentes formas de abordagem, bem como impactos distintos sobre produtos e sistemas de produção, podendo ser incrementais e radicais. As inovações incrementais podem ser entendidas como a melhoria de produtos ou processos existentes cujo desempenho tenha sido significativamente melhorado, seja através do aperfeiçoamento de uma tecnologia já existente ou de um novo design. Como exemplo, pode-se dizer que a câmera fotográfica, inventada ainda no século XIX, foi sendo aprimorada durante todo o século seguinte, por meio de diferentes inovações ligadas ao processamento de filmes, possibilidade de fotografias coloridas, novos modelos de câmeras menores, mais confiáveis e fáceis de usar etc. Entretanto, todas essas melhorias basearam-se no princípio de um elemento fotossensível (depois transformado no “filme”), que já constituía o sistema básico da invenção de Joseph Nicéphore Niépce, em 1826. Trata-se, dessa forma, de incrementos inseridos no produto ao longo do tempo, visando a melhorias e aperfeiçoamentos baseados em uma tecnologia que permanece basicamente a mesma. Já as inovações radicais constituem aquelas nas quais os produtos ou processos apresentam melhoria significativa em relação aos existentes. Essa melhoria pode estar relacionada ao desenvolvimento de uma nova tecnologia, combinação de tecnologias existentes, assim como à introdução de um design muito inovador. Ainda utilizando como exemplo a fotografia, a criação das máquinas fotográficas digitais representou uma ruptura radical em relação à situação anterior. Tendo o filme fotossensível sido eliminado,
Projeto do Produto
ELSEVIER
não somente as máquinas fotográficas sofreram grande transformação, mas também todo o sistema de produção que envolvia essa atividade, com fortes impactos em empresas envolvidas em venda, revelação e ampliação de filmes. Com efeito, as fotografias atuais não são mais “reveladas”, mas apenas impressas em papel especial, o que pode ser feito pelo próprio consumidor, sem a necessidade de um laboratório específico. A possibilidade de registro de centenas ou milhares de fotografias em um reduzido sistema de memória traz também uma verdadeira revolução, mudando o ponto de vista e as relações de milhões de pessoas com a fotografia, que progressivamente deixa de ser um registro de ocasiões especiais para se tornar uma atividade cotidiana. As inovações incrementais, em curto prazo, possuem baixo risco devido à aceitação do produto no mercado. Por outro lado, em longo prazo, caso a empresa não implemente outras inovações no produto, o retorno financeiro provavelmente será cada vez baixo. Essencialmente, a inovação incremental é de menor alcance, sendo apresentada pelas mudanças técnicas surgidas da acumulação de experiências práticas, assim como as melhorias de produto e/ou processo, introduzidas posteriormente à inovação maior. Por exemplo, as impressoras do tipo jato de tinta apresentam pequenas evoluções ao longo dos últimos anos, visando imprimir um maior número de páginas por minuto ou melhorando a qualidade das cores. Essas pequenas inovações, diluídas ao longo do tempo, visam garantir ou ampliar o mercado consumidor, ao mesmo tempo que não apresentam grandes riscos ou altos custos para a empresa. A Figura 8.1 ilustra esse cenário, considerando o risco do desenvolvimento de produto e o retorno de investimento.
Figura 8.1: Risco e retorno financeiro na inovação incremental.
As inovações radicais em curto prazo apresentam um risco maior, principalmente devido à dificuldade de se avaliar a viabilidade técnica e econômica do negócio. Por outro lado, em longo prazo, caso o mercado aceite bem o produto, o retorno financeiro pode ser grande. Um exemplo são as impressoras a laser coloridas, que foram uma grande inovação em relação às impressoras coloridas do tipo jato de tinta. Constituem inovações maiores e estão associadas à gestão de mudanças tecnológicas mais extensas. Normalmente são fruto do trabalho de pesquisa e desenvolvimento mais robusto e requerem níveis de investimento mais altos, representando maiores riscos para a empresa.
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
A Figura 8.2 ilustra esse cenário, considerando o risco do desenvolvimento de produto e o retorno de investimento.
Figura 8.2: Risco e retorno financeiro na inovação radical.
Nesse cenário, as empresas devem constantemente avaliar a viabilidade técnica e econômica do projeto do produto, através do uso de ferramentas específicas em seu processo de desenvolvimento de produtos. O objetivo deste capítulo é apresentar algumas diretrizes para se avaliar a viabilidade técnica e econômica de produtos ao longo do processo de desenvolvimento de produto. Para isso, a atividade de “projeto do produto” será considerada como um empreendimento, ao final do qual deverá prover o retorno financeiro da empresa. Na literatura existem distintos modelos de planos de negócios, os quais permitem avaliar técnica e de econômica de um empreendimento. Em seavaliar tratando do processoa viabilidade de desenvolvimento um produto, buscar-se-á mostrar como viabilidade técnica e econômica do projeto do produto considerando os diferentes níveis de informações disponíveis. Na fase de pré-desenvolvimento, na qual ocorre o planejamento estratégico do produto e o planejamento do projeto, o nível de abstração das informações é elevado. Além disso, considerando que desde a decisão da alta direção da empresa pelo desenvolvimento do produto até o seu lançamento no mercado podem decorrer vários anos, o grau de incerteza das informações relativas ao mercado também é elevado. Por outro lado, nesse momento são tomadas as decisões mais importantes para se viabilizar o empreendimento. À medida que o desenvolvimento do produto avança, passando pelas fases de projeto informacional, conceitual e detalhado, o nível de abstração das informações é menor e o comportamento do mercado já está mais bem definido. Na fase de acompanhamento do produto e processo, as empresas devem constantemente avaliar o desempenho técnico e econômico do produto no mercado, de forma a permitir que o produto atenda às necessidades dos clientes da melhor maneira possível e apresente o retorno financeiro planejado no início do empreendimento. O objetivo aqui não é discutir qual é o melhor plano de negócio, mas mostrar como pode ser utilizado ao longo do processo de desenvolvimento de produtos, junta-
Projeto do Produto
ELSEVIER
mente com ferramentas de projeto. Em suma, um plano para analisar a viabilidade técnica e econômica apresenta a seguinte estrutura, a qual pode ser entendida como etapas para o desenvolvimento do plano: • Infraestrutura empresarial: contempla informações sobre a localização e área física do empreendimento. São caracterizados o processo produtivo (fluxo de produção e leiaute), a capacidade instalada da empresa, matérias-primas e insumos necessários à fabricação do produto, problemas ambientais e mão de obra necessária. •
•
•
Análise de mercado e competitividade: busca caracterizar o macroambiente do
empreendimento, identificando ameaças e oportunidades. É realizada uma análise do mercado contemplando a definição do mercado-alvo. É analisado o ciclo de vida da empresa, do produto e/ou serviço. São identificadas características e levantados dados sobre os consumidores, fornecedores e concorrentes. Análise da Viabilidade Técnica:envolve a descrição detalhada dos produtos e serviços (características, objetivos, características da inovação e tecnologia utilizada). São estimados investimentos fixos programados (construções civis e instalações complementares, máquinas e equipamentos, e cronograma físico-financeiro) necessários para viabilizar o negócio. Análise da Viabilidade Econômico-financeira: contempla a elaboração de um plano de investimento necessário para viabilizar o negócio. A avaliação econômi-
co-financeira do negócio (desenvolvimento do produto) deve ser realizada considerando, por exemplo, um tempo médio de cinco anos, procurando mensurar a capacidade de pagamentos com recursos próprios e de terceiros, o fluxo de caixa do projeto, além de indicadores econômico-financeiros. Com base nessa estrutura, considerando as distintas fases de desenvolvimento do produto, a equipe de projeto pode analisar a viabilidade do empreendimento (projeto do produto). 8.1. Infraestrutura Empresarial As informações referentes à infraestrutura empresarial estão relacionadas às características do local onde está ou será instalada a empresa, o tamanho necessário para asão, área de produção, estoque, administração, expan-o entre outros. Inicialmente, pode-se pensartransporte, que esses vendas, aspectosárea não social, influenciam projeto do produto, o que não é correto. Por exemplo, o tamanho da empresa, assim como a capacidade instalada, determinada pelo volume de produtos que as máquinas instaladas na empresa têm capacidade de produzir, pode influenciar na disponibilidade de máquinas e equipamentos necessários à fabricação do produto, introduzindo restrições ao projeto (características) do produto. Também questões relativas à disponibilidade de área física para a montagem de produtos podem requerer que o produto
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
seja montado pelo cliente. É preciso avaliar o fluxo de produto atual e requerido para viabilizar a fabricação do produto, ou seja, se a localização é adequada para suportar a maturação do empreendimento e se existem implicações legais ou públicas para uso do terreno ou ponto. Além de aspectos relacionados a máquinas e equipamentos, é importante avaliar as matérias-primas e os insumos necessários para produzir os produtos, considerando os resultados do projeto. A avaliação de matérias-primas, máquinas e equipamentos deve atentar para aspectos ambientais e sociais do projeto. Por exemplo, devem ser avaliados quais são os impactos ambientais (prós e contras) a serem considerados em virtude dos resultados do projeto. Para isso, na literatura existem métodos que permitem realizar essa avaliação de forma sistemática. A avaliação da viabilidade envolve também a consideração da mão de obra necessária para projetar e manufaturar o produto. Em muitos casos, as decisões tomadas no projeto de um produto podem requerer a utilização de mão de obra especializada na sua manufatura, aumentando o custo final do produto e, em muitos casos, tornando-o inviável. A indústria automotiva leva atualmente em consideração as condições da mão de obra ao projetar os automóveis destinados à fabricação em diferentes países. Os automóveis tecnicamente mais complexos são normalmente produzidos em países onde existe a disponibilidade de mão de obra especializada (muitas vezes onde se localiza a empresa matriz), enquanto modelos mais si mples são projetados e construídos em países de nível mais baixo de desenvolvimento, muitas vezes visando a mercados locais. Assim, já no início do processo de desenvolvimento do projeto do produto, a empresa deve verificar, principalmente, quais são os recursos necessários para viabilizar o projeto (pessoal, formação, disponibilidade, conhecimentos, competências, treinamentos necessários) e a manufatura do produto (máquinas, ferramentas, equipamentos, entre outros). Embora possa parecer um exagero, corre-se o risco de se projetar um produto que não possa ser efetivamente fabricado com as condições existentes, o que acaba por aumentar os custos de produção e, eventualmente, inviabilizar o negócio. 8.2. Análise de Mercado e Competitividade A análise de mercado e competitividade pode ser realizada a partir da utilização de uma ferramenta denominada SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats) ou FOFA (Forças/Oportunidades/Fraquezas/Ameaças). Essa ferramenta é utilizada na análise de cenário (ou análise de ambiente), sendo usada como base para gestão e planejamento estratégico de uma corporação ou empresa, mas podendo, devido à sua simplicidade, ser utilizada para qualquer tipo de análise de cenário.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Na análise do macroambiente do empreendimento são identificadas as ameaças e as oportunidades do mercado ao negócio. Em se tratando de projeto do produto, essa análise pode influenciar nas características das necessidades dos clientes, requisitos de projeto, tecnologia utilizada, tempo de desenvolvimento do produto, estratégia de lançamento do produto, tempo de permanência do produto no mercado, entre outros aspectos. Assim, algumas questões importantes devem ser respondidas: • Qual a importância técnica e econômica do setor no qual o projeto do produto
•
•
•
•
está inserido para a economia do país? Por exemplo, no caso da indústria automotiva, como estará a economia do setor nos próximos anos? Quais serão os incentivos? Quais serão as tendências tecnológicas? Quantas empresas atuam no setor? Quais são as principais empresas? Quais são os principais concorrentes? Como as empresas estão organizadas e Cooperam? No setor aeronáutico de grande porte, por exemplo, existe a necessária integração entre empresas diferentes, situadas muitas vezes em países distintos, para o desenvolvimento e fabricação de aeronaves. Como serão as formas de articulação? Qual a dinâmica do mercado? Qual é o ritmo de lançamento de produtos? Existe sazonalidade? Por exemplo, a indústria de moda de praia é sazonal. A indústria de brinquedos deve apresentar grandes lançamentos visando à comemoração dos dias das crianças e Natal. Existem fatores externos que constituem ameaças graves ou boas oportunidades para o seu negócio, como inflação, juros, flutuação do câmbio, custo de energia, matéria-prima/mão de obra, mudanças tecnológicas, modificações na demanda e modificações na oferta? Em muitos segmentos, assim como no automotivo, os negócios são impactados pelo custo de commodities (como aço e petróleo), taxas de juros para financiamento, disponibilidade da mão de obra, entre outros fatores. Nesse cenário, quais fatores internos apresentam-se como forças ou fraquezas da sua empresa em se tratando do processo de projeto de produtos? Por exemplo, a experiência da empresa em utilização de ferramentas de desenvolvimento de produtos, como softwares de simulação, pode ser um trunfo. E a falta de conhecimento em novos materiais pode ser uma barreira para lançamento de novos produtos.
Com relação à ameaça dos produtos substitutos, ao longo do projeto do produto, a empresa deve constantemente identificar internamente, e principalmente nos seus concorrentes, quais são os produtos substitutos do produto/serviço em desenvolvimento. Devem ser avaliadas as vantagens e as desvantagens incorridas pelo consumidor ao utilizar produtos substitutos, assim como se a existência de produtos substitutos estabelece um teto de preços para o seu produto e/ou serviço.
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
Em se tratando da ameaça de novos entrantes, a empresa deve analisar como os concorrentes vão reagir à entrada de sua empresa no mercado e quais medidas eles poderão adotar para retaliá-lo. Com base nessas avaliações, a empresa deve estar apta a acelerar o processo de desenvolvimento de produto, de forma a reduzir o tempo de lançamento do produto no mercado. Para isso, a empresa deve avaliar se existem barreiras à entrada existentes no setor, como economias de escala, diferenciação de produto, necessidade de capital, acesso aos canais de distribuição, desvantagens de custo independentes de escala (direitos de patente, acesso privilegiado a matérias-primas, subsídios oficiais, experiência no negócio e política governamental). Assim, a empresa deve estabelecer estratégias ao longo do processo de desenvolvimento de produto, para identificar como essas barreiras poderão ser superadas e como poderá ser usada a seu favor. Por exemplo, na indústria automobilística, quando do lançamento do primeiro veículo do tipo Crossover por uma determinada montadora, os concorrentes monitoravam o desempenho do produto no mercado e, em virtude do sucesso de venda desse tipo de veículo, passaram a desenvolver novos produtos com essas características (Crossover). Ao se realizar uma análise de mercado é importante a definição do mercado-alvo, ou seja, quais são as características do mercado no qual o produto em desenvolvimento está inserido. Para definir o mercado-alvo, a equipe de desenvolvimento de produto pode realizar uma segmentação de mercado, a qual pode ser definida em função do tipo de produto, do mercado e dos concorrentes. Dessa forma, a segmentação pode ser geográfica, demográfica (idade, sexo, renda, estado civil, grau de instrução, entre outras), psicográfica e comportamental. Por exemplo, o Grupo Multibrás, fabricante de equipamentos para a linha branca (geladeiras, fogões, máquinas de lavar etc.), possui produtos similares para diferentes mercados. No caso, esses produtos são oferecidos através das marcas Cônsul e Brastemp. O mesmo ocorre no segmento automotivo, com as marcas Volkswagen e Audi. O mercado pode ser efetivo (atual) e potencial (futuro), e deve ser analisado considerando-se o volume de vendas, o faturamento da empresa e o número de consumidores. Essa análise é fundamental para definir se o produto se encontra na fase de introdução, crescimento, maturidade ou declínio do seu ciclo de vida (Capítulo 3) e, consequentemente, o percentual de mercado que sua empresa pretende conquistar. Para isso, deve ser considerada a possibilidade de mudanças na estrutura organizacional da empresa, tendo em vista o número de empresas atuantes no setor, mudanças tecnológicas, regulação, modificações na exigência do consumidor, variações em preços, mudanças em processos de comercialização e distribuição, dentre outros aspectos relacionados ao mercado. Nesse contexto, os clientes desempenham papel estratégico, e a equipe de desenvolvimento de produto deve conhecer as reais necessidades dos clientes, ao longo do seu ciclo de vida. Ferramentas de projeto como o QFD ( Quality Function Deployment, ou Desdobramento da Função Qualidade) podem ser utilizadas para realizar essas análises,
Projeto do Produto
ELSEVIER
além de técnicas de benchmark. O QFD é uma ferramenta de projeto que pode ser utilizada ao longo do processo de desenvolvimento de produto para traduzir as necessidades dos clientes em requisitos de projetos e incorporá-los ao projeto do produto. Essa ferramenta permite a realização de uma série de análises sobre o produto a ser projetado, inclusive a realização de análise de benchmark. A análise de mercado e competitividade também deve contemplar os fornecedores. Ao longo do processo de desenvolvimento de produto, os f ornecedores desempenham um papel fundamental, atuando nas distintas fases do ciclo de projeto do produto. Esses fornecedores podem atuar no desenvolvimento do produto desde a fase de planejamento estratégico do produto, assumindo os investimentos e os riscos associados à atividade, assim como também recebendo os ganhos advindos da exploração econômica do produto. Na indústria aeronáutica, a Embraer desenvolve projetos em parceria com grandes fornecedores/desenvolvedor es mundiais. Por outro lado, existem fornecedores de componentes padronizados, os quais são responsáveis somente pela entrega de itens especificados, atendendo a critérios de qualidade, custo e capacidade de fornecimento. Assim, a empresa deve identificar quais são os principais fornecedores que podem corroborar para o desenvolvimento do produto, considerando diversos aspectos como preço, qualidade de produtos, localização, prazos de entrega, prazos de pagamento e frete. Em se tratando dos fornecedores, a viabilidade técnica deverá analisar a importância estratégica dos fornecedores para o produto/serviço da sua empresa, o seu grau de dependência do fornecedor e as condições que dispõem para estabelecer um relacionamento diferenciado com o fornecedor, entre outros aspectos. Finalmente, a análise de mercado deve contemplar a identificação dos principais concorrentes e grupos de concorrentes, saber como as empresas competem pelo mercado, ou seja, se competem em qualidade, preço, propaganda, pesquisa e/ou desenvolvimento. Além disso, deve-se considerar a fatia de mercado de cada participante, quem está ganhando ou perdendo mercado, e a intensidade da concorrência no setor. Nesse cenário, a análise de mercado e competitividade deve ser encerrada com a identificação dos fatores críticos de sucesso para o desenvolvimento do produto, os pontos fortes e fracos da empresa e dos concorrentes, considerando, por exemplo: distribuição, desenvolvimento de produtos, promoção (publicidade e propaganda), recursos humanos, tecnologia, equipe de vendas, relações com o comércio, manufatura, preço, condições de pagamento, prazo de entrega, qualidade, imagem da empresa, embalagem, assistência pós-venda e marca. Para auxiliar este processo pode ser empregada a Matriz FOFA (Força, Oportunidade, Fraquezas e Ameaças). É uma matriz que permite analisar cenários, como o mercado no qual um produto será desenvolvido e lançado, considerando as forças e as fraquezas da empresa e, as ameaças e oportunidades do ambiente externo a empresa. As forças são elementos da empresa considerados vantajosos e as fraquezas são
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
pontos da empresa que devem ser melhorados. As oportunidades são oportunidades de ganho que o mercado apresenta, enquanto as ameaças são dificuldades a obtenção do lucro. Como resultado desta análise é elaborada a matriz ilustrada na Figura 8.3. X
Oportunidades
Ameaças
Forças
POTENCIALIDADES
PONTOS DE DEFESA
Fraquezas
DEBILIDADES
VULNERABILIDADE
Figura 8.3: Matriz FOFA.
A Tabela 8.1 ilustra uma matriz FOFA para concepção de um veículo elétrico por uma nova empresa hipotética, formada por jovens universitários recém-formados, os quais desejam iniciar o projeto de um veículo popular de baixo custo movido a energia elétrica. Tabela 8.1: Exemplo de matriz FOFA – Projeto de Veículo Elétrico para Empresa
EMPRESA
FO R Ç A S • Corpo técnico qualificado • Acesso à rede de conhecimentos (laboratórios das universidades e centros de pesquisa)
FRAGILIDADES • • • •
Estrutura laboratorial da empresa Credibilidade da marca Capilaridade em todo o território nacional Acesso à rede de fornecedores
• Conhecimento sobre o processo e ferramentas de desenvolvimento de produtos
MERCADO
OPORTUNIDADES • Aumento dos níveis de renda das classes • B, C e D, as quais irão requerer a compra de automóveis • Desenvolvimento de produtos com maior • valor agregado, inovação tecnológicadesign e de forma a assegurar a sustentabilidade am-• biental (normas) • Os editais do governo com a possibilidade de obter recursos a fundo perdido • Nova consciência dasempresas em desenvolver produtos sustentáveis e isento de cópias
A ME A ÇA S A perspectiva de recessão do mercado global afetando os investimentos das empresas do setor automobilístico Empresas concorrentes desenvolvendo pesquisas há longo tempo na área Impactos da abertura de mercados com importação de produtos a preços mais reduzidos
Com base nas informações levantadas, a equipe de projeto do produto deve realizar uma análise cruzada de forma a permitir identificar como as suas forças podem ser utilizadas para potencializar as oportunidades e neutralizar as ameaças. E também como as suas fraquezas devem ser corrigidas para que as oportunidades possam ser aproveitadas e de forma a evitar que as ameaças inviabilizem o empreendimento. Outra ferramenta que pode ser empregada para analisar o mercado é a MATRIZ BCG. Esta ferramenta é uma análise gráfica desenvolvida para a empresa de consultoria Boston
Projeto do Produto
ELSEVIER
Consulting Group em 1970, conforme ilustrado na Figura 8.4. Seu objetivo é suportar a análise de portfólio de produtos ou de unidades de negócio baseado no conceito de ciclo de vida do produto. A matriz é utilizada para alocar recursos em atividades de gestão de marcas e produtos (marketing), planejamento estratégico e análise de portfólio. Nesta matriz um produto é classificado como: i) “ criança-problemática”, pois exige altos investimentos e apresenta baixo retorno sobre ativos e tem baixa participação de mercado. Se nada é feito para mudar a participação de mercado, pode absorver um grande investimento e depois se tornar um “abacaxi”. Por outro lado, por estar em um mercado de alto crescimento pode-se tornar um produto “estrela”. ii) estrela, o qual exige grandes investimentos e são líderes no mercado, gerando receitas. Ficam frequentemente em equilíbrio quanto ao fluxo de caixa. Entretanto, a participação de mercado deve ser mantida, pois pode-se tornar uma “vaca leiteira” se não houver perda de mercado; iii) vaca leiteira: os lucros e a geração de caixa são altos. Como o crescimento do mercado é baixo, não são necessários grandes investimentos. Pode ser a base de uma empresa; e, iv) abacaxi, que devem ser evitados e minimizados numa empresa. Cuidado com os caros planos de recuperação. Invista se for possível na recuperação, senão desista do produto. ) % ( o d a c r e M e d o t n e m i c s e r C
ESTRELA
INTERROGAÇÃO
(Fluxo financeiro modesto / Manter a liderança)
(Fluxo financeiro negativo / Ganhar mercado ou deixar de ser produzido)
VACA LEITEIRA
ABACAXI
(Fluxo financeiro positivo / Rentabilizar)
(Fluxo financeiro modesto / Sair ou reformular)
Participação de Mercado (%) Figura 8.4: Matriz BCG desenvolvida pelo Boston Consulting Group.
Também pode ser empregada a MATRIZ GE que é um modelo para análise de portfólio de unidades de negócios, conforme ilustrado na Figura 8.5. O melhor portfólio de negócios é aquele que se encaixa perfeitamente aos pontos fortes da empresa e ajuda a explorar as indústrias e mercados mais atrativos. Os objetivos da análise do portfólio de negócios são decidir qual projeto (representado pelo círculo) deve receber mais ou menos investimentos, desenvolver estratégias de crescimento incluindo novos produtos e negócios ao portfólio e decidir quais negócios ou produtos não deverão permanecer.
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
Figura 8.5: Matriz GE (McKinsey Group).
E, ainda o Gráfico de Bolhas, no qual os diversos projetos propostos pela organização são apresentados num gráfico, o qual relaciona três critérios de uma só vez, posicionando-os no gráfico (diagrama), de acordo com a classificação dos projetos dentro de critérios. Os dois primeiros critérios estão apresentados nos eixos “X” e “Y” do gráfico e terceiro critério será o tamanho das bolhas dentro deste plano. Em geral, o terceiro critério costuma ser o orçamento, dando assim a ideia de “tamanho do projeto”. Na Figura 8.6, está representado o gráfico de bolhas para diversos projetos do segmento automotivo, considerando a probabilidade de sucesso técnico do projeto, o retorno sobre os investimento e o tamanho de investimento.
Figura 8.6. Gráfico de bolha para o segmento automotivo.
Nas empresas do segmento automotivo, o planejamento do portfólio de produtos é uma ferramenta estratégica, sendo realizado considerando um horizonte de 10 a 15
Projeto do Produto
ELSEVIER
anos, uma vez que o desenvolvimento de um veículo, por exemplo, pode levar de 3 a 5 anos. Assim, o portfólio de um produto pode ser estruturado considerando informações como: segmento de mercado (carros, pick-up, caminhão); produto e plataforma utilizada; datas e projeções de quando ocorrerão as mudanças, sendo pequenas, médias e grandes; tipo de veículo (hatchback, notchback, station wagon etc); motorização e transmissão utilizadas em cada produto; fábrica e parceiros principais de desenvolvimentos; e, investimentos (ativos, custo de engenharia e despesas de lançamento). No caso das indústrias do segmento aeronáutico o horizonte de tempo é maior, em virtude do ciclo de vida do produto. 8.3. Viabilidade Técnica A viabilidade técnica no projeto de produto deve ocorrer em todas as fases do ciclo de vida do produto, isto é, desde o pré-desenvolvimento até o pós-desenvolvimento. Em cada uma dessas fases, existem critérios que devem ser considerados e analisados diante da evolução do projeto do produto. Também é importante considerar que o desenvolvimento de um produto pode levar meses ou anos e, como o mercado, os requisitos e as exigências mudam ao longo desse tempo, a análise da viabilidade técnica deve ser constante. Os critérios técnicos, assim como o grau de abstração das informações sobre o projeto do produto, variam ao longo do ciclo de vida do produto. No início do processo de desenvolvimento do produto, o grau de abstração das informações é elevado e deve ser avaliado se as características projetadas para o produto são viáveis tecnicamente. Para isso, a equipe de projeto deve identificar quais características diferem o produto, o processo e/ou serviço em desenvolvimento no âmbito desse projeto em relação aos produtos, processos e/ou serviços existentes no mercado, assim como a possibilidade de registro de patente. Da mesma forma, devem ser identificadas as tecnologias ou métodos utilizados para realização das operações necessárias ao desenvolvimento e manufatura do produto, as tecnologias de suporte utilizadas, o tipo de embalagem do produto, a forma de distribuição ou a metodologia de atendimento (serviço) que será utilizada. A identificação dessas informações é fundamental para se realizar a viabilidade econômica do projeto, uma vez quenecessários a partir dela ser definidos os investimentos fixos (itens de civis, ativo permanente ao podem investimento em quantidade e valor) em construções instalações complementares, máquinas e equipamentos. E, consequentemente, deve ser realizado o cronograma de desembolso de recursos proposto. Para se realizar a viabilidade técnica de produtos existem distintas ferramentas de projeto e informações, as quais podem ser aplicadas nas diversas fases do ciclo de vida do produto. A Tabela 8.2 apresenta algumas ferramentas que podem ser empregadas.
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
Tabela 8.2: Ferramentas e informações empregadas para auxílio à tomada de decisão Fase/Etapa de Desenvolvimento Pré-desenvolvimento Desenvolvimento
Projeto informacional Projeto conceitual
Avaliação de especialista, matrizes de tomada de decisão, sistemas CAD (Computer Aided Design), protótipos, testes laboratoriais e consulta a especialistas
Projeto preliminar Projeto detalhado
Sistemas CAD e C AE ( Computer Aided Engineering), protótipos, testes laboratoriais, testes físicos e consulta a especialista.
Preparação da produção
Sistemas CAM (Computer Aided Manufacturing), testes físicos e consulta a especialistas
Lançamento do produto
Pesquisas com clientes para avaliação dograu de aceitabilidade/ satisfação do produto
Pós-desenvolvimento – uso/manutenção
•
•
•
•
Ferramentas/Informações Análise de benchmark, validação com potenciais parceiros e fornecedores, testes laboratoriais, matriz GE e consulta a especialistas
Pesquisa com a rede de assistência técnica para avaliação do grau de satisfação do produto relacionado ao uso e manutenção (defeitos) do produto
Análise de benchmark – permite que a equipe de desenvolvimento avalie os
concorrentes no mercado, tomando como base as informações dos clientes e da própria equipe de projeto. Dessa forma, pode-se avaliar se as decisões tomadas estão acordadas com as tendências do mercado e se refletem os desejos dos clientes. Validação com potenciais parceiros e fornecedores – os parceiros e fornecedores de tecnologia podem validar as decisões tomadas pela equipe de projeto de produto, considerando a disponibilidade da solução requerida e aspectos financeiros. Testes laboratoriais – ao longo do processo de desenvolvimento de produtos, dependendo do nível de informações e soluções obtidas para o produto, podem ser realizados diversos testes. Esses testes podem ser laboratoriais, nos quais princípios físicos, subsistemas ou sistemas do produto podem ser implementados, avaliados e analisados. Os testes laboratoriais podem requerer o emprego de simuladores (bancas especiais) para análise de parâmetros específicos. Quando o projeto do produto encontra-se em fase mais adiantada de desenvolvimento, os testes podem ocorrer com a utilização de protótipos funcionais ou pré-séries de produtos. Esses testes podem simular condições reais de utilização de produtos (por exemplo, crash test na indústria automotiva) e também ser realizados na fase de preparação da produção, para simular as etapas do processo de manufatura. Avaliação de especialistas – consiste no emprego de recursos humanos com grande experiência técnica na área do projeto, assim como conhecimento de mercado. Conforme exposto em Back et al. (2008), para a seleção de soluções têm-se várias formas e métodos. As concepções são submetidas a consumidores, usuários ou a outras organizações para a tomada de decisão. Um executivo ou dirigente decide pela solução que deve ser considerada até o fim ou até que seja evidenciada a sua inviabilidade.
Projeto do Produto
•
ELSEVIER
Matrizes de tomada de decisão – o processo de tomada de decisão deve ser
realizado em uma sistemática formalizada que, considerando as especificações de projeto e as alternativas de projeto, de forma a fornecer subsídios suficientes à equipe de projeto (decisores) para executar essa atividade. Para auxiliar a operacionalização dessa atividade podem ser utilizados os métodos de tomada de decisão. Nesse sentido, esses métodos fornecem subsídios para que a equipe de projeto selecione a alternativa de concepção mais adequada ao projeto. Na literatura podem ser encontrados alguns métodos para auxiliar nessa seleção. Pugh
•
(1990) desenvolveu um método no qual as alternativas de projeto são avaliadas em relação às necessidades dos clientes e requisitos de projeto utilizando escalas de valores. Dessa forma, a equipe de projeto pode ter uma orientação sobre qual solução de projeto é a que desempenha melhor função. Ullman (1992) apresenta uma sistemática composta de quatro etapas: julgamento de viabilidade, avaliação da disponibilidade tecnológica, exame passa-não-passa e matriz de avaliação da concepção do produto. Sistemas CAD ( Computer Aided Design ) – sistemas computacionais que permitem a representação de componentes, subsistemas, sistemas e produto. Com o auxílio de sistemas CAD é possível tomar a decisão com relação à interferência de componentes, leiaute de sistemas, packing , dimensões e tolerâncias (veja Capítulo 5).
•
Sistemas CAE (Computer Aided Engineering) – sistemas computacionais que per-
•
Pesquisas com clientes para avaliação do grau de aceitabilidade/satisfação do produto – realizadas quando da aquisição de produtos pelos clientes, permitem
mitem avaliar a viabilidade técnica de soluções combase em simulação de situações reais de utilização. No mercado existem distintos sistemas CAE de apoio ao projeto, os quais permitem simular parâmetros (velocidade, ruído, temperatura, vibração, aceleração, resistência, entre outros) relativos aodesempenho do produto.
avaliar a satisfação destes com relação às principais características e parâmetros de performance do produto. No caso, a equipe de desenvolvimento pode ter uma avaliação da solução empregada. As oportunidades de melhoria podem ser implementadas em novos projetos. •
Pesquisa com a rede de assistência técnica para avaliação do grau de satisfação do produto relacionado ao uso e manutenção (defeitos) do produto – os
defeitos encontrados em produtos e identificados no momento da manutenção do produto são reportados aos especialistas da equipe de desenvolvimento. Dessa forma, com base nas informações provenientes da rede de assistência técnica, a equipe de projeto do produto pode decidir sobre a implementação de uma nova solução no projeto do produto, de forma a garantir um elevado nível de satisfação do cliente para o produto.
Capítulo 8
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
8.4. Viabilidade Econômico-financeira Ao longo das distintas fases do processo de desenvolvimento, é importante avaliar a viabilidade econômico-financeira do projeto, a qual deve ser realizada considerando os investimentos necessários. Esses investimentos contemplam todos os recursos necessários à viabilização do empreendimento, isto é, aquisição ou adequação de infraestrutura (máquinas, equipamentos, insumos), treinamento de recursos humanos, construção de protótipos, realização de testes, necessidade de capital de giro, entre outros. Em se tratando de investimento, considerar a capacidade de pagamento do projeto pela empresa, que pode ocorrer com recursos próprios ou recursos de terceiros. Conforme exposto por Sortino (2005), do ponto de vista da análise econômica e financeira, por exemplo, é necessária a constituição de fluxos de caixa, envolvendo valores de receitas, custos, investimentos, custos e despesas variáveis, custos e despesas fixos, tributos e quaisquer outros valores entrantes ou que saem do projeto. Nesse sentido, é fundamental que a avaliação da viabilidade econômico-financeira ocorra considerando o “valor do dinheiro no tempo”. A equipe de desenvolvimento de produto, nas distintas fases de projeto, deve elaborar esse fluxo de caixa do projeto. Para isso, considerando as características dos produtos, deve estimar os custos necessários para produzir o produto (mão de obra, matéria-prima, máquinas e equipamentos), assim como estimar o número de produtos vendidos para os distintos cenários idealizados (análise de cenário). Outro ponto importante a ser analisado para avaliar a viabilidade é a demonstração de resultados, a qual deve ser realizada considerando as expectativas de venda calculada, bem como as quantidades e valores de compras, produção e vendas, volume bruto de vendas, margem de lucro líquido, alíquotas de tributos e contribuições. E, com base na projeção dos investimentos e receitas, a equipe de desenvolvimento deve calcular o fluxo de caixa do projeto, considerando as condições de pagamento que podem ser oferecidas aos clientes. A Figura 8.7 ilustra o fluxo de caixa de um projeto, desde a percepção da oportunidade, passando pelo lançamento do produto no mercado e tempo de venda para retorno de investimento e retorno líquido do projeto. No caso, antes do lançamento do produto no mercado, tem-se um período de fluxo de caixa negativo (investimento) do projeto. Esse período compreende as fases de planejamento estratégico do produto, planejamento do projeto, projeto informacional, projeto conceitual, projeto detalhado e preparação da produção. Como o desenvolvimento de um produto pode levar vários anos, a empresa precisa monitorar constantemente a viabilidade técnica e econômica do empreendimento. Em algumas situações, é necessário um novo aporte de recursos ao projeto para viabilizar a iniciativa, assim como também pode ocorrer um atraso no tempo de lançamento no mercado. A partir do lançamento do produto no mercado, tem-se um período para o retorno do investimento, o qual deve ser o mais breve possível. E, uma vez findado esse período de retorno de investimento, tem-se um período de retorno líquido do projeto. Esse tempo deve ser o maior possível, entretanto dependerá do
Projeto do Produto
ELSEVIER
sucesso do produto no mercado. Em decorrência do atraso de lançamento do produto no mercado, assim como da necessidade de aporte de recursos ao projeto, o tempo para viabilizar a iniciativa deverá ser ampliado. Em muitas situações, dependendo do tipo de produto, quando há alta concorrência, os riscos de insucesso são grandes. Por exemplo, considere uma empresa de brinquedos que atrasou o lançamento do produto no mercado e perdeu as festividades de final de ano. O tempo para retorno do investimento será grande, e as chances de insucesso do produto no mercado, altas.
Figura 8.7: Fluxo de caixa em projetos.
Finalmente, a equipe de desenvolvimento de produto deve calcular alguns índices para demonstração de resultados. Os principais indicadores utilizados são: • Período de payBack – mede o tempo de retorno do investimento para as mãos do investidor com base na geração de caixa (resultados do projeto). Dessa forma, o projeto será melhor (solução) quanto menor for o tempo de retorno de investimento. Na Figura 8.7, compreende a linha hachurada após o período de lançamento do produto no mercado. • Valor presente líquido (VPL)– permite calcular o valor presente de pagamentos futuros descontados a uma taxa de juros e os valores relativos ao investimento inicial do projeto. É o cálculo do valor dos futuros pagamentos somados a um custo inicial valendo no dia de hoje. Dessa forma, podem ocorrer algumas situações: o VPL maior que zero: um projeto (solução) de investimento potencial deve ser executado; o VPL igual a zero; um projeto (solução) de investimento é indiferente, pois o valor presente das entradas é igual ao valor presente das saídas de caixa; o VPL menor do que zero; um projeto (solução) de investimento não é economicamente atrativo. Se considerarmos vários projetos de investimento (soluções), omais atrativo é aquele que tem maior valor presente líquido. O VPL permite calcular o desempenho financeiro de duas alternativas de produto, considerando um determinado período de tempo.
Capítulo 8
•
| Viabilidade Técnica e Econômica no Projeto de Produtos
Taxa interna de retorno (TIR) corresponde à taxa necessária para igualar o valor
de um investimento com os seus respectivos retornos futuros ou saldos de caixa. A TIR é a taxa de desconto que faz com que o VPL do projeto seja zero. Um projeto é atrativo quando sua TIR for maior do que o custo de capital do projeto. As situações que podem ocorrer com a TIR são: o Maior do que a taxa mínima de atratividade: significa que o investimento é economicamente atrativo. o Igual à taxa mínima de atratividade: o investimento está economicamente o
numa situação de indiferença. Menor do que a taxa mínima de atratividade: o investimento não é economicamente atrativo pois seu retorno é superado pelo retorno de um investimento com o mínimo de retorno.
Se considerarmos vários projetos de investimentos (soluções), o melhor será aquele que tiver a maior taxa interna de retorno. A taxa mínima de atratividade é uma taxa de juros que representa o mínimo que um investidor se propõe a ganhar quando faz um investimento ou o máximo que um tomador de dinheiro se propõe a pagar quando faz um financiamento. É formada a partir de três componentes básicos (Wikipédia, 2009): o Custo de oportunidade: remuneração obtida em alternativas que não as analisadas. Exemplos: caderneta de poupança, fundo de investimento etc. o Risco do negócio: o ganho tem de remunerar o risco inerente de uma nova ação. Quanto maior o risco, maior a remuneração esperada. o Liquidez: capacidade ou velocidade com que se pode sair de uma posição no mercado para assumir outra. •
Retorno sobre o investimento (ROI) – mede o retorno de determinado inves-
timento realizado e contabilizado em meses nos quais ele será amortizado para então começar a gerar lucros. O cálculo do ROI possui diversas metodologias, algumas simples, outras não. A seguir estão algumas das mais conhecidas e facilmente encontradas em livros de contabilidade, economia e finanças. Cada metodologia varia em função da finalidade ou do enfoque que se deseja dar ao resultado (Wikipédia, 2009). o o
o
ROI = (lucro líquido/vendas) . (vendas/total de a):representa a relação entre a lucratividade e o giro do ativo. Retorna o valor percentual. ROI = lucro líquido/total de ativos: representa o retorno que o ativo total empregado oferece. Utilizado geralmente para determinar o retorno que uma empresa dá. Dá como resultado o valor percentual. ROI = lucro líquido/investimentos: representa o retorno que determinado investimento oferece. Geralmente utilizado para determinar o retorno de investimentos isolados. Retorna o valor percentual desse investimento. Inver-
Projeto do Produto
ELSEVIER
tendo-se a relação (ROI = investimento/lucro líquido), obtém-se o tempo necessário para se reaver o capital investido. Segundo Sortino (2005), na análise de projetos e decisões sob uma perspectiva financeira, pode ser ainda utilizado o conceito de ponto de equilíbrio. Para isso, é necessário conhecer a “função de receita” e a “função de custos para os produtos” do projeto. O ponto de equilíbrio é encontrado quando a receita supera os custos totais, tanto indivi dualmente (para cada produto), quanto no agregado (ponto de equilíbrio total). A avaliação econômico-financeira do projeto deve ser realizada considerando um período de tempo, geralmente, de cinco a 10 anos. A empresa deve projetar quais são suas metas relacionadas aos primeiros 12 meses de funcionamento e para os primeiros cinco ou 10 anos. É importante salientar que, como se trata de desenvolvimento de novos produtos, em muitos casos as empresas não têm as informações técnicas, econômicas e mercadológicas disponíveis. Para determinar essas informações, elas devem recorrer a dados históricos, consultar especialistas e utilizar softwares de simulação de cenários. Referências BACK, N.; OGLIARI, A.; DIAS, A.; SILVA, J. C.DA. Projeto integrado de produtos: planejamento, concepção e modelagem. São Paulo: Manole, 2008. ISBN 978-85-204-2208-3 BANA E COSTA, C.A. Structuration, construction et exploitation d’un modelo multicritére d’aide à la décision. (Tese de Doutorado).– Instituto Superior Técnico, Universidade
Técnica de Lisboa, 1992. ENSSLIN, L. Introdução à metodologia multicritério de apoio à decisão I. PPGEP. EPS. CTC. UFSC, 1997. Apostila de aula. FERREIRA, C.V. Metodologia para as fases de projeto informacional e conceitual de componentes de plástico injetados integrando os processos de projeto e estimativa de custos. Tese.– PPGEM. CTC. UFSC. Florianópolis, 2002. HBE (Harvard Business Essentials). Managing creativity and innovation. Boston: Harvard Business School Press, 2003. PUGH, S. Total design. Integrated methods for successful product engineering. [S.l.]: AddisonWesley Publishing Company, 1990. ROOZENFELD, H.; FORCELLINI, F. A.; AMARAL, D.C.et al. Gestão de desenvolvimento de produtos. Uma referência para a melhoria do processo. [S.l.] Saraiva, 2006. SORTINO, G. Guia do executivo para tomada de decisão: CEO’s tool box. São Paulo: Atlas, 2005. ULLMAN, D.G. The mechanical design process. [S.l.]: Mc-Graw Hill, 1992. (Mechanical Technology Series.) WIKIPÉDIA, ENCICLOPÉDIA LIVRE. Acesso em 13 de dezembro de 2008.
9
A Criatividade no Projeto do Produto Reidson Pereira Gouvinhas Eduardo Romeiro Filho
O projeto de produtos tem sido tratado como o fruto de um processo estruturado, em que diferentes etapas devem ser realizadas para que um objetivo determinado seja atingido (Anderson, 2004; Romeiro e Fernandes, 2003). Essas etapas, tradicionalmente realizadas de maneira sequencial, têm sido progressivamente realizadas de forma paralela, a partir de princípios propostos na engenharia simultânea. Equipes cada vez maiores, em estruturas multifuncionais, vêm sendo utilizadas para que as soluções geradas representem produtos inovadores do ponto de vista do mercado e cada vez mais adequados aos diferentes usuários. Um ponto crucial permanece, entretanto, fora dessa estrutura: o processo criativo, sempre de natureza individual, que deve ser aproveitado pela equipe de projeto da maneira mais eficiente possível. Entretanto, como conciliar um processo de projeto cada vez mais estruturado com um processo criativo que possui elementos como insigth ou diferentes maneiras de estimular o surgimento de novas ideias que, a rigor, não obedecem a critérios estabelecidos por modelos de desenvolvimento? Este capítulo busca apresentar conceitos ligados à criatividade, bem como alguns exercícios úteis para que o bloqueio ao processo criativo seja reduzido. A criatividade é um elemento-chave do projeto do produto, mas sua aplicação não pode ser considerada como artifício de talento pessoal de poucos iniciados. A geração de alternativas de solução para problemas de projeto do produto é uma das etapas mais importantes de todo o desenvolvimento, e pode ser realizada a partir de meios gráficos ou verbais. Como veremos a seguir, a criatividade pode ser cultivada e ampliada, para que sua aplicação em projeto seja um elemento na busca de soluções inovadoras (e criativas) para produtos de toda ordem.
Projeto do Produto
ELSEVIER
9.1. A Criatividade Um processo metodológico de desenvolvimento de produtos pode ser dividido (como tradicionalmente vem ocorrendo desde a década de 1960) em etapas de caráter criativo e outras que possuem aspectos mais analíticos (Bürdek, 1994, 2006). Nessa divisão (bastante grosseira, por sinal, mas que nos serve neste momento) pode-se observar que, entre os profissionais das áreas de engenharia, o trânsito para a busca de soluções analíticas, que utilizem bases claras e critérios estabelecidos de comparação entre diferentes soluções propostas, é muito mais confortável do que naquelas onde a criatividade é necessária, muito em vista do “folclore” em torno do processo criativo. Mesmo em áreas em que a criatividade é extremamente valorizada, como o design industrial ou a publicidade, ela é tratada como um elemento desejado e presente, porém pouco compreendido e atribuído a fatores de difícil controle, como talento pessoal e ambiente. Não se trata, em nosso ponto de vista, de explicar o processo criativo ou atribuir a criatividade a alguma “divindade pessoal”, mas compreender de que formas esse processo, absolutamente individual, pode contribuir efetivamente para melhores resultados em um processo de projeto que é, por natureza, coletivo. Epstein (1996) discute o processo criativo como um objetivo ao alcance de qualquer indivíduo, apresentando alguns exercícios e princípios de estímulo, como: 1) a captação de novas ideias, por exercícios ou utilizando-se de situações apropriadas, 2) o estabelecimento de desafios que são, em princípio, irrealizáveis, para aceleração do fluxo de novas ideias e vivência da frustração (com o provável fracasso diante da situação proposta), 3) a ampliação da base de conhecimentos, para a formação de soluções criativas a partir da conjunção de elementos de várias áreas do conhecimento e 4) a criação de um ambiente com novos elementos, que estimule a mudança de abordagem a respeito de problemas e decisões cotidianas. O mesmo autor propõe que a reação do indivíduo ao grupo é também uma forma de “ambiente” criativo. Segundo Epstein, os debates livres em reuniões, por exemplo, funcionam até certo ponto porque expõem os participantes da equipe a estímulos múltiplos. Mas também inibem a criatividade porque expõem os indivíduos à desaprovação. Nesses casos, um grupo “móvel” – que se mova de sessões particulares a reuniões em grupo – gera tipicamente o dobro de ideias do que o grupo dos debates simples. A explicação para esse fenômeno está no fato de que a criatividade é sempre um processo individual. Outro autor que propõe uma série de exercícios de estímulo à criatividade é Oech (1988), que trata o processo de geração de ideias a partir de uma abordagem de conteúdo lúdico, em que o aprendizado do “jogo” a perder ou ganhar é essencial. Nesse caso, o autor sugere uma série de situações aparentemente esdrúxulas, nas quais as soluções devem obrigatoriamente romper paradigmas preexistentes (a força desses paradigmas não deve ser de forma alguma desprezada, pois sobre eles sustenta-se, em última análise, todo o nosso arcabouço cultural). Dessa forma, torna-se mais simples a geração de soluções criativas a partir de problemas distantes da realidade cotidiana, que não se apoiem
Capítulo 9
| A Criatividade no Projeto do Produto
em soluções existentes em nosso repertório de conhecimentos. O que também é um aparente paradoxo, já que essas soluções, em princípio, não fazem parte do nosso cotidiano. Muitos associam o sucesso de um projeto do produto à criatividade de seu criador. De fato, a história é repleta de exemplos de pessoas altamente criativas que desenvolveram grandes soluções técnicas, atendendo a necessidades de seu tempo. Leonardo da Vinci talvez seja o exemplo mais evidente, mas existem inúmeros casos de músicos, pintores, atores e outros artistas de várias áreas que tiveram na criatividade seu traço mais marcante. Este capítulo tem por objetivo demonstrar que a criatividade, mais do que um “dom” pessoal, é uma característica que, como outras inerentes ao ser humano, pode ser estimulada por meio de alguns exercícios. A criatividade é, sem dúvida, um importante componente do projeto do produto, especialmente em suas fases ligadas à concepção de soluções técnicas diversas daquelas tradicionalmente adotadas. 9.2. Estratégias Criativas Grandes artistas, como Pablo Picasso, Charles Chaplin e Vinicius de Moraes, foram expoentes em suas áreas de atuação. Além do fato de caracterizarem-se pelo número de diferentes amores ao longo da vida, eram pessoas criativas, sem dúvida. Mas o que caracteriza uma pessoa criativa? A imagem do insight, como uma ideia surgida a partir (aparentemente) do nada, como na história da entrada de Arquimedes na banheira (eureca!), é uma tradição antiga. Artistas caminhando pela praia, ao final da tarde, com um belo pôr-do-sol, sempre têm ideias criativas? Se é correto dizer que o insight existe, como estimulá-lo? Será que é um dom restrito a alguns eleitos? Parece que não. Algumas pessoas dizem que a criação é “99% de transpiração e 1% de inspiração”. O psicólogo americano Robert Epstein (1996), em seu artigo Capturing creativity, descreve algumas estratégias para o estímulo ao processo criativo. Elas são chamadas de captação, ampliação, desafio e ambiente. Observe, na descrição dessas estratégias, se você já passou por isso. A primeira estratégia é a captação: diversas vezes o ambiente, o momento vivido pode ser estimulante à criatividade. A maioria das pessoas já passou pela experiência: à noite, antes de dormir, muitas ideias surgem na mente. A mente parece divagar, em uma situação de relaxamento após um dia de muitas ocupações. Normalmente, o que se imagina é o seguinte: “Amanhã resolverei tudo. A solução está clara em minha mente.” E no dia seguinte o que se possui uma vagaenquanto lembrança de no toda a solução imaginada. pessoas têmesse boas ideias duranteé passeios, estão trânsito ou mesmo duranteOutras o banho. Embora fenômeno não seja totalmente explicado,parece relacionado a um momento de relaxamento após um período de grande esforço na busca de uma solução. Nesse caso, a recomendação principal é não deixar para depois anotações ou desenhos relacionados à ideia surgida. Muitos levam sempre consigo um pequeno bloco de anotações (ou mesmo um computador portátil) enquanto estão envolvidos em um projeto complexo, pois nunca se sabe quando surgirão as boas ideias. E captá-las é essencial para a geração de boas soluções de projeto.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Outra estratégia importante para o estímulo à criatividade é um ambiente de desafio. Trata-se de criar condições para a busca de soluções para problemas aparentemente complexos, como, por exemplo: enriquecer (honestamente) em uma semana, retardar a velhice ou viver (bem) sem bens materiais. Na verdade, vários autores tratam desses desafios como a vivência de um jogo, o aprendizado com a tentativa e o erro e o sentido lúdico da vida. Ao se propor um objetivo que provavelmente não será atingido, se é confrontado com o desconforto da frustração, mas aprende-se a tentar novamente, e essa sequência de tentativas pode gerar um intenso processo criativo. A inovação é fruto de muitas tentativas que levam ao erro. Thomas Edson inventou a lâmpada elétrica, mas antes fez aproximadamente 1.700 tentativas. Se não conseguisse lidar com a frustração, certamente teria desistido bem antes da metade do caminho. Eis um exemplo citado por Epstein, a partir de uma situação cotidiana: digamos que você comece a girar uma maçaneta que sempre girou com facilidade. Ela não se mexe. Você torce com mais força. Aí você a puxa para cima ou empurra para baixo. Talvez a sacuda. Depois, pode ser que você empurre a porta com o ombro ou lhe dê um pontapé. Poderá até gritar por auxílio. Esses esforços – colhidos de procedimentos estabelecidos – provavelmente levarão a novas soluções. Em resumo, a criatividade consiste em uma nova combinação de soluções já adotadas, novas combinações, diferentes tentativas e avaliação constante do resultado de cada uma delas. Esse é um processo criativo. A ampliação de conhecimentos também é um estímulo à criatividade. Leonardo da Vinci era pintor, arquiteto, astrônomo, engenheiro etc. Ainda que no século XV não existissem as divisões entre as áreas do conhecimento como observamos atualmente, Da Vinci era uma pessoa de vasta cultura, envolvendo diferentes áreas. Está demonstrado que equipes de projeto que envolvam profissionais de diferentes competências, formando uma equipe multidisciplinar, têm maior potencial de inovação do que outras formadas apenas por pessoas de formação profissional similar. De maneira análoga, pode-se dizer que, quanto maior o repertório cultural de uma pessoa, maior seu potencial criativo. Henfil foi considerado por anos o melhor cartunista do Brasil. Mineiro, trabalhou na revista Alterosa, em Belo Horizonte, nos anos 1960. Caracterizava-se por um humor ácido e irônico, além de um traço absolutamente incomum e econômico: em poucas linhas conseguia traduzir a imagem e o sentido da mensagem a ser traduzida. Ironizava tudo e todos, o que lhe trouxe imediato sucesso, fazendo que se transferisse para o Rio de Janeiro (além disso, era flamenguista fanático). Sem dúvida, era uma pessoa muito criativa. Entretanto, em uma entrevista publicada no início da década de 1970, Henfil se queixava de um problema bastante comum: o esgotamento do processo criativo. Dizia que, apesar do sucesso, tornara-se repetitivo, o que o levava muitas vezes à frustração. A solução para esse impasse, segundo ele, foi estudar. Estudar tudo o que estava ao seu alcance: história, política, filosofia, geografia. Ler tudo e todos. Assim conseguiu aprimorar seu trabalho e torná-lo ainda mais criativo. O conhecimento é a matéria-prima da criatividade.
Capítulo 9
| A Criatividade no Projeto do Produto
Por fim, o ambiente é essencial à criatividade. Mudar sempre de ambiente nos leva a desafios, à constante reflexão sobre diferentes soluções. É comum que ambientes ligados à criatividade (como escritórios de design, agências de publicidade etc.) possuam um ambiente mais informal (Figura 9.1) e aparentemente confuso do que outros, onde atividades menos criativas são mais comuns. A inclusão de novos elementos no ambiente poderá trazer novas ideias, da mesma forma que novos conhecimentos serão a base do repertório para um processo criativo. Um dos mais conceituados escritórios de design dos Estados Unidos, o IDEO, possui uma asa de um avião DC3 pendurada em sua área de criação, por solicitação dos designers que ali trabalham. A julgar pelo sucesso dos produtos desenvolvidos naquele ambiente, certamente isso contribui para a criatividade.
Figura 9.1: Um ambiente informal pode ser um elemento importante para a criatividade. Na foto, a área de
desenvolvimento de produtos em uma empresa europeia, onde os protótipos dos produtos projetados dividem espaço com a equipe de projeto.
Ainda segundo Epstein, a maneira de o indivíduo reagir aos outros é também uma forma de “ambiente” criativo. Os debates livres em reuniões, por exemplo, funcionam até certo ponto porque expõem os participantes da equipe a estímulos múltiplos. Mas também inibem a criatividade porque expõem os indivíduos à desaprovação. Segundo o psicólogo, um grupo “móvel” – que se mova de sessões particulares a reuniões em grupo – gera tipicamente o dobro de ideias do que o grupo dos debates simples (veja exemplo de exercício no final deste capítulo). A razão para isso está no fato de que a criatividade é sempre um processo individual. Por outro lado, a exposição de ideias entre os membros do grupo contribui para a difusão de soluções possíveis para o problema tratado, o que estimula a geração de ideias. 9.3. Atitude Criativa A criatividade é a capacidade humana de desenvolver novas formas, incluindo ideias ou objetos, representações artísticas ou científicas, além da concepção de ações e de técnicas. A criatividade (do ponto de vista da psicossociologia) aparece, portanto, quando um indivíduo ou grupo de indivíduos diante de certa situação começa a se questionar sobre o que existe e realiza atividades que deverão resultar em um novo conceito.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Assim, a criatividade, junto com a atitude mental e emocional, se envolve em um processo de questionamento e de investigação que visam ao desenvolvimento de uma nova criação. Pelo que foi exposto, já é possível entender o que sejam métodos de criatividade. São métodos que possam promover atitudes que apoiem as motivações e permitam ao projetista estudar formas diferentes de mostrar que existe um leque de opções a partir das quais se poderão selecionar aquelas que sejam mais interessantes. Todas as pessoas criativas são uma síntese de muitas atitudes aparentemente contraditórias. Trata-se do direito de ser ao mesmo tempo lógico e ilógico ou introvertido e extrovertido. Todos esses “eus” coabitam e são utilizados sabiamente. Em interação constante e ativa com o seu meio ambiente, a criatividade se abre para receber as mensagens. Ao fazê-lo, corre-se o risco de receber informações inquietantes e dissonantes. Admite-se que ser curioso é ser um explorador, o que investiga vários territórios. O ser curioso procura verificar o que foi dito e tenta descobrir aquilo que ainda não tenha sido dito. Para a pessoa criativa, o mundo nunca é plano e chato. Ele contém, para quem sabe ouvir e ver, mil surpresas. Alguns exemplos ilustram a notável capacidade de surpreender. Na surpresa da criatividade ocorre o intercâmbio entre a ingenuidade de uma criança e o conhecimento amadurecido dos adultos. O ser criativo tem grande capacidade de atenção e observação. A atenção aqui funciona como um radar inteligente capaz de digitalizar com extrema sutileza um ponto específico de um campo (buscando focalizar), sem necessariamente se desinteressar pelos limites restantes desse domínio. É uma atenção sensível capaz de alertar para o sinal mais tênue, que vem do centro do campo ou de sua periferia. Ainda o comportamento criativo se organiza em torno de outra dimensão indispensável: a flexibilidade. A flexibilidade é sensorial, intelectual, o que permite que alguns indivíduos possam alterar facilmente a sua percepção, substituir sem muita dificuldade uma representação por outra (mais detalhado, menos detalhado, estruturado ou interpretado de maneira diferente). Já a imaginação é incentivada pelo estado de sonho. Assim, os pensamentos ou as imagens mais extravagantes podem se manifestar sem ser rejeitadas sob o pretexto de serem aberrantes. O projetista examina um domínio muito mais amplo. Ele vaga num mundo semi-inconsciente. Em um canto da mente, o problema continua a exercer a sua pressão. É por isso que o projetista deve ser capaz de perceber a relação entre uma imagem surgida e o problema de projeto ou produto que está tratando. Ao trazer ao mundo sua nova visão, sua nova versão das coisas, a criatividade surge com ideias reunidas em grupos às vezes opostos às crenças e conhecimentos do indivíduo e, na maioria das vezes, prontos para rejeitar essa oposição. Confrontando o ceticismo ou até mesmo a hostilidade, a atitude inovadora resiste e persiste. Com perfeita unanimidade, os estudos sobre criatividade detectam no ser criativo uma profunda exigência em relação ao que ele chama de harmonia. O artista está longe de estar sozinho em seu foco na implementação de uma apreciação estética. Os cientistas também se dizem guiados pelas leis da elegância.
Capítulo 9
| A Criatividade no Projeto do Produto
9.4. Métodos de Criatividade Objetivos e Fases do Processo Criativo Métodos de criatividade foram desenvolvidos para alcançar dois objetivos principais: o primeiro é o de promover a manifestação de atitudes criativas (e, portanto, evitar os “bloqueios”) e o segundo é o de aperfeiçoar o curso da criatividade em situações de investigação específicas, a fim de reduzir os aspectos aleatórios que podem tirar o foco do processo criativo. Já o processo criativo inclui várias fases: primeiro ocorre a detecção do problema ou tema, em seguida a formulação do tema. Logo após procura-se buscar as informações e o seu estudo. A seguir passa-se à fase de investigação das soluções possíveis, à melhoria dessas soluções e aos critérios para a escolha de soluções. Termina-se o processo com a seleção de uma ou mais soluções para o problema (ou tema) e a comunicação dessas soluções. Vale ressaltar que essa sequência é apenas uma apresentação didática do processo de criatividade. A mente não trabalha necessariamente nessa sequência, e algumas etapas poderão ser apresentadas em outra ordem ou até mesmo suprimidas. Entretanto, cabe tratar cada uma delas individualmente, como a seguir. Detecção do Problema ou do Tema e sua Formulação
Nessa fase inicial, busca-se um intenso envolvimento por parte dos criadores: seus interesses, sua capacidade de observação, manter-se focado e em estado de atenção e seu senso de desafio. A partir do momento em que o problema é bem detectado, procura-se estruturá-lo de uma forma sistemática para que se possa analisá-lo de forma mais detalhada. Busca de Informações e seu Estudo
Todo o processo de busca de informações demanda tempo e dinheiro. Entretanto, é uma investigação que se faz necessária, pois a falta de informações adequadas poderá resultar em sérias consequências para o processo criativo. O objetivo aqui é o de tentar reunir o máximo de informações úteis que possam dar suporte ao processo criativo. Essa fase é construída a partir de questionamentos. Uma vez que as informações estejam reunidas, aconselha-se a tentar estruturá-las em forma esquemática de maneira a dar suporte ao processo criativo. Nesse processo, pode-se utilizar o diagrama de espinha de peixe que procura esquematizar a relação causa-efeito das informações. Geração de Soluções (Ideias)
Uma vez que se procura apresentar diversas soluções para os problemas (ou temas), diversos métodos podem ser utilizados para a geração de ideias. Dentre eles vale destacar o brainstorming, que pode ser traduzido para o português como “tempestade de ideias”. Uma sessão pode durar desde alguns minutos até várias horas, de acordo com a quantidade de pessoas e a dificuldade do tema. Em regra, as reuniões não costumam ultrapassar os 30 minutos e podem ser utilizadas em qualquer etapa do projeto do produto
Projeto do Produto
ELSEVIER
que exija a discussão de um tema visando a uma solução criativa. A partir de um tema ou problema a ser analisado, o criador começa a explorar uma diversidade de soluções (ou ideias) associadas àquele problema. O brainstorming nada mais é do que reunir um grupo de pessoas com o objetivo de gerar soluções rapidamente e em grande número. É importante chamar a atenção para o fato de que a fase de criar soluções é separada de uma fase posterior, destinada à análise dessas soluções. Assim, inicialmente, não se deve preocupar em criticar ou avaliar as soluções que são geradas. Para que esse processo seja bem-sucedido é necessário: a) ter uma clara definição do problema, com o conhecimento da situação como um todo e de suas limitações; b) designar uma pessoa do grupo para tomar notas das ideias que vão surgindo; sugerese que se use um flip chart ou post-it para distribuir as soluções em um quadro visível ao grupo; c) designar uma pessoa para coordenar os trabalhos; essa pessoa deverá garantir que, inicialmente, nenhuma solução apresentada será objeto de qualquer julgamento ou crítica. Deve-se, também, aceitar e anotar cada solução apresentada e encorajar cada pessoa do grupo a apresentar sua solução (ou soluções) para o problema em questão. Quanto mais soluções geradas, maior a possibilidade de se encontrar ideias criativas para o problema. Outro método também muito utilizado na geração de soluções é o método da analogia. A analogia busca aproximar dois objetos no es ntido de observarem-se suas diferenças e similaridades. Assim, a analogia nada mais é que uma relação de equivalência entre duas outras relações. Por exemplo, na Idade Média,acreditava-se que as nozes eram boas para o cérebro devido à sua similaridade com este. Ou seja, fazia-se umaanalogia entre o formato das nozes e o formato do cérebro para se chegar a essa conclusão. Umsite da Universidade de Loughborough (http://www.informationinspiration.org.uk), no Reino Unido, procura apresentar diversas soluções de outros projetos como forma de analogia para a criação de novos projetos na área de produtos ambientalmente corretos (Ecodesign). Avaliando Soluções (Ideias) Uma vez geradas, as soluções devem ser avaliadas e discutidas pelo grupo no sentido de se encontrar a melhor solução ou uma melhor combinação entre elas. Nesse processo, alguns aspectos devem ser levados em consideração: a) o grau de inovação apresentado pela solução; b) a importância estratégica para o desenvolvimento do produto da
solução apresentada; c) a adaptabilidade da solução no que diz respeito ao conhecimento existente na empresa e seu parque industrial; d) a possibilidade de se ampliar a solução para o desenvolvimento de uma “família de produtos”; e) a receptividade da solução pelo mercado consumidor; f) as consequências da solução para o meio ambiente, entre outras. Comunicação das Soluções (Ideias) Uma nova solução (ou ideia) é o início de um processo de desenvolvimento que deverá levar, em última instância, a uma fase de inovação. No entanto, uma grande ideia
Capítulo 9
| A Criatividade no Projeto do Produto
sendo mal apresentada a um parceiro capaz de apoiá-la pode não ser bem vista ou mal entendida. O autor de uma proposta inovadora é entusiasta. Esse entusiasmo exagerado poderá prejudicar a apresentação da ideia. Para tanto, cabe fazer alguns questionamentos do tipo: a) para quem se destina essa solução?; b) que benefícios pode o destinatário obter daquilo que é apresentado?; c) qual a melhor maneira de formular a apresentação?; d) será ela longa ou curta?; e) é entendível para um destinatário-padrão?; f) qual o melhor momento para se apresentar essa solução?; g) a srcinalidade da solução apresenta algum valor agregado? Nesse contexto, é importante que o receptor da mensagem possa identificar similaridades com aquelas soluções comerciais que já conhece e que também possa perceber claramente as diferenças e benefícios que a nova solução apresenta. 9.5. Bloqueios à Criatividade Roger Von Oech, em seu livroUm ‘toc’ na cuca (A whack on the side of the head, no srcinal), faz uma lista de dez “bloqueios mentais” que eliminam ou dificultam a existência de um ambiente criativo. Esses bloqueios são construídos normalmente ao longo da vida e passam muitas vezes despercebidos. São eles: 1. “A resposta certa”: Einstein, certa vez, disse ser espantoso que certas pessoas conservassem seu potencial criativo após passarem pelo sistema educacional. Não se deve acreditar que Einstein fosse contra a escola ou outras formas de educação
2.
3.
formal, mas deve-se considerar que, após anos buscando “a resposta correta”, é muitas vezes difícil lidar com a perspectiva de soluções como as requeridas pelo projeto de produtos onde, a rigor, não existe uma “resposta certa”. Um produto pode ser adequado hoje e ultrapassado amanhã, um sucesso em determinado mercado e passar despercebido em outro. “Isso não tem lógica”: Da mesma forma, muitas vezes o pensamento lógico pode ser uma barreira à criação, na medida em que impede a abstração, dificulta o pensamento difuso e a metáfora. O projeto do produto possui várias etapas, e o pensamento analítico e lógico é fundamental em várias delas, como na análise da melhor opção entre diferentes soluções para um sistema de encaixe, por exemplo. Por outro lado, em um processo criativo deve-se procurar evitar que o senso crítico seja um impedimento a ideias que eventualmente pareçam inadequadas ou ilógicas. Muitasdurante vezes essas ideias poderão dar margem a soluções Da mesma forma, um exercício de brainstormig , ideias bizarrasinovadoras. não devem ser censuradas, mas incentivadas. “Siga as normas”: Muitos artistas caracterizam-se por um sentimento de rebeldia e constante contestação em relação às normas estabelecidas. Não se trata de relacionar esse tipo de atitude a uma mente criativa nem de recomendar o protesto como forma de estímulo à criatividade. Entretanto, uma forma de gerar soluções inovadoras está em repensar normas estabelecidas. Se Santos Dumont respeitasse
Projeto do Produto
4.
5.
6.
7.
8.
ELSEVIER
a norma segundo a qual objetos mais pesados do que o ar não são capazes de voar, não teria inventado o avião. Picasso dizia que “computadores são inúteis, pois só podem dar respostas”. Nesse caso, para um projeto inovador, antes de tudo são necessárias perguntas. “Seja prático”: Ser prático é uma obsessão moderna. Muitas pessoas abandonam hábitos saudáveis para serem mais “práticas” e vivem sem questionar as razões de tal praticidade. O problema é quando esse raciocínio é levado ao extremo, mesmo em situações cotidianas. Um exercício interessante é perguntar-se a razão de decisões tomadas no dia a dia. A escolha do caminho para o trabalho, a forma de se vestir etc. Ao procurar outras soluções, não necessariamente práticas, boas (e criativas) surpresas podem ser experimentadas. “Evite ambiguidades”:A ambiguidade é um elemento essencial à cena cômica. A piada, a anedota é muitas vezes fundamentada em uma situação ambígua, o que pode ser extremamente constrangedor , em especial para aquele que é a “vítima”da situação. Entretanto, guardadas as devidas proporções, a vivência de situações em que a interpretação não é única é sem dúvida estimulantepara o processo criativo. A ambiguidade, dessa forma, força o processo criativo para a interpretação da situação. “É proibido errar”: Já foi comentado o número de tentativas (e erros) de Edson antes do invento da lâmpada. Da mesma forma, muitos projetistas competentes estão expostos ao erro, em especial quando tratam de situações desconhecidas, como as que caracterizam processos de inovação. Dessa forma, quanto mais radical for a inovação, maior a possibilidade de erro. Naturalmente, um processo estruturado de desenvolvimento do produto é um fator de segurança nesse caso. Entretanto, muitas empresas punem o erro de forma contundente, o que acaba por gerar um ambiente de insegurança que “sufoca” o pensamento criativo: todos têm medo de errar, portanto repetem as soluções já consagradas. “Brincar é falta de seriedade”: Muitas pessoas consideram brincadeiras como uma forma de desleixo e pouca aplicação. Entretanto, um ambiente onde existe a possibilidade de brincar é uma grande contribuição à criatividade. Um ambiente lúdico permite que a equipe de projeto tenha maior tranquilidade e liberdade para expor ideias que não estejam dentro da normalidade, ou seja, tenham potencial inovador. A brincadeira e o jogo criam também condições para uma negociação mais tranquila. Com o jogo aprende-se a ganhar e perder, e o ambiente mais leve retira a carga de derrota que o ambiente formal apenas acentua. Na brincadeira, como no projeto, não é possível acertar sempre. “Isso não é da minha área”: Nos anos 1940, o engenheiro suíço George de Mestral ficou aborrecido ao ver “carrapichos” agarrados às suas calças, quando retornou de uma caminhada pelo campo. Como era biólogo amador, levou-os ao microscópio e observou “ganchos”, responsáveis pela fixação dos carrapichos a alças de fibras da fazenda. Como engenheiro, percebeu as oportunidades de aplicação
Capítulo 9
| A Criatividade no Projeto do Produto
de um sistema de fixação não definitiva, como aquele. Usando suas experiências em muitos setores, De Mestral começou a tentar criar “ganchos e alças” artificiais. O produto final – o velcro – combinou anos de treinamento como engenheiro à sua curiosidade sobre a botânica. Se não fosse a combinação de conhecimentos de várias áreas, certamente seria mais difícil relacionar um sistema da natureza (já amplamente conhecido) com uma oportunidade de aplicação comercial. Por fim, se não fosse a curiosidade de De Mestral, provavelmente ele faria o que a maioria de nós já fez: retiraria os carrapichos da roupa, certamente reclamaria das condi9.
ções da vegetação e nada mais teria acontecido. “Não seja bobo”: Muitos acreditam que o papel do bobo da corte era centrado no entretenimento dos nobres. Certamente, mas o bobo possuía um outro interessante papel: como bobo, poderia questionar tudo e todos, fazer perguntas aparentemente estúpidas, mas que acabam por colocar à prova ideias fortemente arraigadas. Ao bobo cabe parodiar o status quo, o que cria e estimula outras pessoas a questionarem a situação existente. Não é à toa que os regimes totalitários têm horror aos humoristas, que tomam para si o papel de “bobos”. É interessante observar que, na célebre fábula de Hans Christian Andersen ( A roupa nova do rei), somente a criança foi capaz de afirmar que o rei estava nu. Muitas pessoas têm medo de colocar à prova conceitos já consagrados. Questionar esses conceitos pode ser uma forma de estímulo ao pensamento criativo.
10. “Eu não sou criativo”: Por fim, a melhor maneira de abafar todo e qualquer processo criativo está na crença de que a criatividade é um atributo de alguns eleitos, um mistério inexplicável fora do alcance de pessoas comuns. Uma forma de não ser criativo é, portanto, colocar-se diante do espelho e repetir três vezes: “eu não sou criativo”, “eu não sou criativo”, “eu não sou criativo”...
9.6. Conclusão A partir deste capítulo, podem ser estruturadas diferentes atividades ligadas ao processo criativo, em termos individuais ou no trabalho em equipes de projeto do produto. Chama-se novamente a atenção para a contradição existente: a criatividade é um processo pessoal e individual, pouco sujeita às restrições impostas por empresas e projetos (veja também o exercício a seguir). Entretanto, a própria existência de prazos a finalização de projetos e a pressão advinda desses prazos parece funcionar comopara elementos de motivação ao processo criativo. Por outro lado, conforme também já citado, as atividades de projeto são cada vez mais caracterizadas pelo trabalho em grandes grupos. O desafio está na adequada articulação entre atividades criativas individuais e as necessidades e características do trabalho em equipe. A criação de um ambiente propício à criatividade parece ser um caminho seguro para o sucesso no desenvolvimento de produtos e na geração de soluções inovadoras.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Um Exercício para a Geração de Alternativas1 Um dos pontos cruciais para o projeto de produtos é a geração de alternativas. Ou seja, a geração de novas ideias para o produto. Por ser reconhecidamente uma etapa em que é necessário que o processo criativo atinja o seu ápice, a geração de alternativas possui um aparente paradoxo: por um lado, a criatividade apresenta-se como processo individual e, em parte, sem formas claras de controle. Por outro, as características da atividade de projeto do produto em sua forma contemporânea exigem cada vez mais a sinergia entre diferentes áreas do conhecimento e o trabalho em equipe. Isso porque entende-se
que, para se gerar alternativas, é necessária uma reflexão mais isolada, enquanto na fase de seleção de alternativas o mais apropriado seja a discussão em equipe. É aqui proposto um exercício de estímulo à criatividade para geração de alternativas, que vem sendo aplicado há mais de dez anos em grupos constituídos por pessoas de diferentes áreas de conhecimento e níveis de educação formal. Ele se baseia nas propostas de exercícios criativos expostos por Epstein e Oech (aliados aos princípios propostos por Osborn – 1963) para reuniões de brainstorming. Os exercícios podem variar bastante em seu formato, mas, em princípio, não devem exceder duas horas, divididas em três etapas, para resolução de um problema de projeto proposto. A diferença em relação a uma reunião tradicional de brainstorming está no princípio adaptado de Epstein, ou seja, a realização de uma sessão “móvel”, na qual sejam estabelecidos dois períodos de discussão em grupo intercalados por um período de reflexão individual. Dessa forma, o exercício se divide em três etapas: a)
ampliação: discussão do problema pelo grupo, estabe-
b)
lecendo critérios para a busca de soluções. Desde o início, a representação gráfica deve ser fortemente incentivada. Para que o desenho seja um instrumento presente, devem ser disponibilizadas folhas de papel em quantidade suficiente para o grupo de discussão. Não devem ser utilizados instrumentos além de lápis e borracha, pois a qualidade da representação é menos importante do que a quantidade de alternativas geradas. O que se procura nessa etapa é que o problema seja bem conhecido por todos e que haja uma uniformização dessa compreensão; reflexão e transformação: após a primeira discussão, o grupo deve ser separado e, por um período determinado, cada um dos participantes deve desenvolver detalhadamente pelo menos uma solução para o problema, com o objetivo de estabelecer para o grupo os diferentes pontos de vista de cada projetista. Essa solução (ou soluções) deve ser representada graficamente. Nessa fase, deve ser fortemente incentivada a geração de uma
1 Extraído de Romeiro, Pereira e Cenachi (2005).
Capítulo 9
c)
| A Criatividade no Projeto do Produto
solução própria, individual e dissociada do grupo, embora baseada no problema e nos princípios discutidos; conclusão: após a segunda fase, o grupo novamente se reúne e, a partir de cada solução proposta individualmente, deve ser estabelecida uma solução “do grupo”, que pode ser uma combinação de soluções parciais de cada um dos membros do grupo ou a adoção da solução de um participante em particular. Nessa fase deverão ser analisados aspectos positivos e negativos de cada solução apresentada, de forma a criar, na medida do possível, uma solução consensual, baseada no
conjunto de conhecimentos do grupo sobre o problema tratado. Nota-se que esse exercício segue de maneira bastante simplificada alguns princípios metodológicos determinados por Jones (1992), em especial a divisão do processo em três fases distintas (divergência, transformação e convergência), indicando etapas importantes da atividade de projeto do produto: partindo-se de uma situação definida (o problema), abrem-se diversos caminhos, que poderão levar a diferentes soluções, mais ou menos adequadas, através da transformação dos dados obtidos na etapa de informação primária (sobre essa metodologia, veja mais detalhes na Introdução). A partir daí, o processo de concepção levará a uma “filtragem” das soluções possíveis, através da determinação de parâmetros e geração de alternativas, até que se chegue a uma solução final de projeto do produto. Nesse caso, as etapas de divergência e convergência são realizadas pelo grupo, enquanto a transformação é realizada de forma individual. Referências ANDERSON, D.M. Design for manufacturability & concurrent engineering. Cambria: CIM Press, 2004. BODEN, M.A. The criative mind: myths & mechanisms. Londres: Weidenfeld & Nicolson, 1990. BÜRDEK, B.E. Design – história, teoria e prática do design de produtos. São Paulo: Edgard Blücher, 2006. EPSTEIN, R. Capturing creativity. Psychology Today,29, 4; ABI/INFORM Global, p. 41, 1996. ESCHER, M.C. The magic mirror of M.C. Escher: Mathematical problems and visual illusions inJ.C. theDesign enigmatic work2.ofed.M.C. Escher. Taschen, 2007. JONES, Nova York: Berlim: John Wiley & Sons, 1992. methods. MUNARI, B. Diseño e cominicación visual: contribución a una metodología didáctica . 3. ed. Barcelona: Editorial Gustavo Gilli, 1975. OECH, R.V. Um ’toc na cuca – técnicas para quem quer ter mais criatividade na vida. São Paulo: Livraria Cultura, 1988. OSBORN, A.F. Apllied imagination – Principles and procedures of creatine thinking. Nova York: Charles Scribner’s Sons, 1963.
Projeto do Produto
ELSEVIER
ROMEIRO FILHO, E.; FERNANDES, J.M. O emprego de sistemas CAD e engenharia simultânea e sua influência sobre o nível de emprego nas empresas. In: Anais do 4o Congresso Brasileiro Gestão de Desenvolvimento de Produto. Porto Alegre: UFRGS, 2003. _____; PEREIRA, A.F.; CENACHI, G.S. Uma experiência para aprendizado em desenvolvimento de produtos em um cenário de limitação tecnológica. In: Anais do V Congresso Brasileiro de Gestão do Desenvolvimento de Produtos. Curitiba: IGDP, 2005. VIDAL, F. Méthodes de créativité. Techniques de l’ingénieur, traité génie industriel. A 5 210 p. 1-16
Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto Eduardo Romeiro Filho Ricardo Manfredi Naveiro Este capítulo aborda o tema da ergonomia e de suas aplicações ao projeto do produto. São apresentados também alguns conceitos complementares, como engenharia de usabilidade e design universal. A ergonomia pode contribuir de forma decisiva para o sucesso do produto, na definição de características de interação entre o objeto e seus diferentes usuários. Como exemplo, o projeto de um automóvel deve considerar diversos aspectos ergonômicos do motorista, como formato do banco, alcance de comandos e pedais, legibilidade do painel e visibilidade da estrada etc. O correto dimensionamento é parte importante do projeto do produto, que será utilizado por pessoas de características físicas e psicológicas distintas. A partir do mesmo exemplo, a ergonomia deve ser considerada também em relação a outros possíveis usuários do automóvel, como crianças que devem ser acomodadas com conforto e segurança no banco traseiro, idosos que devem ter acesso facilitado ao interior do veículo. O mesmo se aplica para outros envolvidos com o produto em suas diferentes etapas do ciclo de vida: o posto de trabalho do operário, para a montagem do veículo, deve ser objeto de análise ergonômica; o acesso para manutenção deve ser facilitado; mesmo o desmonte do produto pode ser previsto em função de critérios ergonômicos. Dessa forma, decisões de projeto poderão facilitar ou dificultar as atividades de diferentes grupos de pessoas envolvidos com o produto. Para subsidiar tais decisões, é necessária a aplicação de princípios ergonômicos, que podem contribuir de dif erentes maneiras e em diferentes etapas do projeto do produto. Ferramentas manuais desenvolvidas na pré-história já demonstram clara preocupação com a aplicação de critérios de dimensionamento humano. O desenvolvimento de métodos científicos para a definição desses critérios, entretanto, é muito recente. Principalmente a partir da Revolução Industrial, enfatizou-se a busca por formas efi-
Projeto do Produto
ELSEVIER
cientes de se fabricarem produtos que atendessem às necessidades dos consumidores e, à medida que mais produtos complexos foram sendo introduzidos, iniciou-se a preocupação com a maneira como tais produtos afetariam o usuário. Sem dúvida, um dos objetivos do projeto do produto consiste em tratar das interfaces entre homens (e mulheres) e os objetos em seu entorno, sejam esses produtos de consumo, equipamentos industriais, programas de computador ou mesmo equipamentos públicos. Nesse caso, é importante que se busquem formas de aperfeiçoar seus métodos e ferramentas a fim de melhorar tais interfaces.
Figura 10.1: A ergonomia como fruto da contribuição de diferentes áreas do conhecimento.
Observa-se, em diversos estudos dedicados à interação entre pessoas e produtos, a necessidade de se inserirem mais elementos relacionados aos usuários nas fases iniciais do projeto do produto e também de se coletarem dados de situações reais de uso para aperfeiçoar novas gerações de produtos. Nesse sentido, o conceito de relação entre usuário e produto pode ser ampliado, relacionando a interface do produto a todos aqueles que direta ou indiretamente são afetados por ele durante seu ciclo de vida: os projetistas, os operários envolvidos na fabricação, o pessoal de vendas, manutenção e os diferentes usuários, desde aquele que decide pela compra e que o utilizará efetivamente, até os que se relacionarão com o produto nas fases finais de seu ciclo de vida, tais como descarte e reciclagem. Tal preocupação foi observada por Henry Dreyfuss, que em seu livro de 1955 já ressaltava que, ao projetar um produto, era preciso ter em mente que ele será manuseado, visto, operado e utilizado por pessoas, individualmente ou em massa. Ressaltava, ainda, que, se o ponto de contato entre produto e pessoa fosse um ponto atr ito, entãoem seusegurança, projetista teria falhado; ao passosatisfação, que, se talentão contato produzisse um de efeito positivo conforto, eficiência, o projetista teria sido bem-sucedido. Embora a relação entre o homem e diferentes dispositivos técnicos remonte à préhistória, a ergonomia é uma disciplina científica relativamente recente. A primeira aplicação do termo data de 1857, quando o polonês Woitej Yastembowsky publicou seu trabalho Ensaios de ergonomia ou ciência do trabalho, baseada nas leis objetivas da ciência sobre a natureza. A ergonomia, como a conhecemos hoje, tem como principais antecedentes
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
os laboratórios dedicados a pesquisas sobre a fisiologia do trabalho, bem como estudos acerca das condições de trabalho nas fábricas europeias, em especial a partir da segunda metade do século XIX. Também os estudos de Taylor sobre a administração científica, realizados nos Estados Unidos na virada para o século XX, podem ser considerados como contribuição à srcem dos estudos ergonômicos. Contudo, foi principalmente a partir das análises das máquinas de guerra utilizadas nos dois conflitos mundiais é que a ergonomia surge como disciplina estruturada, com o objetivo de aumento nos níveis de eficácia, conforto e segurança em equipamentos militares. Exemplo famoso desses estudos está na investigação sobre as causas de numerosos acidentes com o caça inglês Spitfire, projetado na Inglaterra na década de 1930 e largamente utilizado durante a Segunda Guerra Mundial. O caça, apesar de sua reconhecida excelência técnica, apresentava grande número de acidentes em situações de pouso. Ora, após minucioso estudo, percebeu-se que o projeto da aeronave levou à localização de duas alavancas de comandos (trem de pouso e flap), lado a lado no painel, sem que houvesse a preocupação de adequada identificação de cada uma pelo piloto. Como resultado, ainda que os pilotos da aviação de caça fossem treinados, a tensão e a fadiga resultantes das batalhas levavam a que, por diversas vezes, os comandos fossem erroneamente acionados, o que ocasionava os acidentes. Esse e outros estudos marcam a relevância da compreensão das características humanas para o adequado desenvolvimento de sistemas técnicos, a partir da busca da adequação desses sistemas às reais competências e limitações dos usuários, operadores ou consumidores. A importância desses fatores foi progressivamente reconhecida, fazendo com que estudiosos do assunto formassem um grupo específico para investigações em uma nova disciplina científica. Assim, em 12 de julho de 1949 era fundada na Inglaterra aquela que viria a ser, a partir de 1950, a Ergonomics Research Society. Segundo a definição clássica, “ergonomia é o estudo do relacionamento entre o homem e o seu trabalho, equipamento e ambiente, e particularmente a aplicação dos conhecimentos de anatomia, fisiologia e psicologia na solução dos problemas surgidos desse relacionamento”. Apresenta como foco central a relação do ser humano e sua interface com o produto (máquina, ferramenta, instrumento) na realização de suas tarefas, visando maximizar a segurança e a eficiência, do binômio homem versus máquina (IIDA, 1990). A ergonomia também está atenta para os aspectos cognitivos, motores e sensoriais implícitos em uma determinada atividade, e pode ser utilizada como uma ferramenta valiosa na avaliação do desempenho funcional do usuário, quando na utilização de um produto. A ergonomia relaciona-se com diversas áreas do conhecimento humano, como fisiologia, antropometria e biomecânica; psicologia, cognição e semiótica; antropologia, sociologia e organização do trabalho (Figura 10.1). É basicamente dedicada ao estudo do trabalho e das relações entre o ser humano e os instrumentos que ele utiliza para o desenvolvimento de suas atividades.
Projeto do Produto
ELSEVIER
A partir de exemplos bastante simples pode-se notar as possibilidades de viabilização de estudos ergonômicos em grande número de empresas e produtos, onde modificações de pequeno porte podem trazer melhorias em prazos relativamente curtos, como mudanças em postos de trabalho. Naturalmente, na maioria dos casos, os benefícios de um estudo ergonômico não podem ser tão facilmente observados, demandando análises bastante complexas, tanto na busca de soluções como nas estimativas de verificação de sua eficiência. Essa situação se verifica, por exemplo, na utilização de computadores, e muitos dos benefícios mostram-se de difícil mensuração, envolvendo aspectos cognitivos e psíquicos do trabalho. Além disso, os males trazidos pela informatização nos serviços (como dores nas costas e cabeça, agravamento dos problemas de visão etc.) muitas vezes são desconsiderados pelos usuários de computador em função de sua aparente não ligação com a atividade. Nem sempre o operador associa uma dor latente na região lombar ou na base do pescoço com o trabalho diante do computador, considerado objeto moderno e de nova tecnologia. A indústria é o objeto mais frequente dos estudos ergonômicos devido, entre outros fatores, à extensão do modo de produção industrial, que busca possuir uma face relativamente homogênea (independentemente de diferenças regionais e/ou sociais), à organização das formas de trabalho por outros que não os próprios trabalhadores e à importância econômica e social do trabalho na indústria. Dentro desse contexto, a ergonomia atua como uma forma de potencial aumento na produtividade, servindo tanto para uma otimização do sistema de produção como para diminuir a carga de trabalho dos operadores, com objetivos ligados à melhoria das condições de conforto, s egurança, eficiência e técnica. Assim, há benefícios evidentes através da diminuição de gastos relacionados a acidentes de trabalho e aumento na produtividade através de melhorias nas condições de trabalho. A ergonomia se ocupa, segundo Wisner (1987), da compreensão dos efeitos do trabalho humano a partir de seus três principais aspectos: físico, psíquico e cognitivo. Eles podem ser também definidos como fontes para a carga do trabalho. Nesse sentido, cabe à ergonomia a redução das cargas de trabalho associadas a cada aspecto. Existem, porém, algumas limitações. “Se a definição dos aspectos físico e cognitivo é bastante evidente, não ocorre o mesmo para a dimensão psíquica. Esta pode ser definida em termos de conflito no seio da representação consciente ou inconsciente das relações entre a pessoa (ego) e a situação (neste caso, a organização do trabalho)” (Wisner, op. cit. ). Sendo assim, a ergonomia vive hoje um novo desafio. Pode-se dizer que, embora os estudos ligados à fisiologia estejam bastante avançados, ainda há muito o que fazer com relação aos aspectos cognitivos e psíquicos das atividades humanas. Com efeito, é fácil perceber que, na maioria das áreas, o esforço físico tem se reduzido, com a aplicação de novas tecnologias e utilização de ferramentas e produtos mais eficientes.
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
Existem muitos exemplos dessa nova situação. As bicicletas atuais, por exemplo, exigem um esforço muito menor do que os modelos utilizados por nossos pais. Ferramentas manuais, brinquedos, eletroeletrônicos e toda sorte de equipamentos requerem atualmente um reduzido esforço físico para a execução de seus objetivos. Por outro lado, existe hoje uma s érie de novos equipamentos ligados ao dia-a-dia que exige uma compreensão cada vez mais elaborada para seu uso. Exemplos são inúmeros: desde computadores pessoais, telefones celulares e outros produtos de consumo até equipamentos de uso público como sistemas de caixa eletrônico e páginas na internet. Dessa forma, pode-se dizer que os aspectos cognitivos serão cada vez mais relevantes aos estudos ergonômicos, sejam eles voltados para atividades de trabalho ou para a utilização de produtos. A ergonomia possui distintas formas de abordagem. Uma distinção interessante está entre a ergonomia denominada “de correção” e outra “de concepção”. Na verdade, trata-se de formas distintas de aplicação de uma mesma série de conceitos e metodologias. Na ergonomia de correção, mais comum, cuida-se de resolver um problema em uma situação já existente, a partir de critérios já estabelecidos. Ainda utilizando exemplos anteriores, os novos modelos de bicicletas, mais eficientes do ponto de vista da ergonomia, resultam de estudos realizados há muitos anos pela indústria, a partir da análise das necessidades dos ciclistas em várias situações diferentes: esporte, lazer, transporte etc. A partir dessas análises vão sendo realizadas inovações incrementais (ver o Capítulo 2) ao longo do tempo, com melhorias baseadas no conhecimento acumulado com experiências anteriores. No caso de inovações radicais, por outro lado, normalmente não existem referências anteriores, o que dificulta a abordagem da ergonomia. São necessárias referências existentes, não necessariamente relacionadas à situação, o que pode gerar alguns equívocos. Como exemplo, os primeiros postos de trabalho para digitadores, projetados no final da década de 1970, foram inspirados nos móveis destinados aos datilógrafos. Ora, tendo em vista que os usuários dos novos equipamentos (os computadores) trabalhavam em escritórios, utilizavam teclados e lidavam com processamento de dados, como muitos dos antigos trabalhadores, parecia razoável a analogia. Entretanto, pesquisas posteriores indicaram que a postura assumida pelos digitadores era muito mais próxima dos motoristas de automóveis do que dos datilógrafos tradicionais. Pode-se atribuir essa situação ao fato de que houve uma mudança no local de tomada de informação, que deixa de ser uma folha de papel para transformar-se em um monitor de vídeo, situado exatamente à frente do usuário, na altura de seus olhos. Hoje pode parecer óbvia essa observação, mas a realidade da época era bastante diferente, e os estudos ergonômicos com computadores estavam apenas começando. Atualmente, com um número cada vez maior de novos equipamentos eletrônicos, a ergonomia de concepção torna-se cada vez mais importante, bem como sua aplicação no projeto de novos produtos.
Projeto do Produto
ELSEVIER
10.1. Ergonomia do Produto e Ergonomia do Trabalho? A priori , não seria necessária uma distinção entre ergonomia “do trabalho” e “do produto”, visto que em ambos os casos existem situações de uso de ferramentas, máquinas ou outros dispositivos técnicos para a obtenção de um fim proposto. Mas existem algumas diferenças de abordagem que devem ser realçadas. Alguns autores afirmam que os estudos ergonômicos devem ser considerados apenas como estudos do trabalho, especialmente do trabalho assalariado. Evidentemente, as condições de utilização de um mesmo equipamento vão diferir de acordo com as condições do usuário: um motorista amador não enfrenta normalmente as mesmas condições do motorista profissional, embora ambos utilizem o automóvel em sua atividade. O motorista amador não está (ao menos teoricamente) sujeito a pressões de horário, prescrição de trajeto e período de trabalho, como normalmente ocorre, por exemplo, com motoristas de táxi ou outros motoristas profissionais. O motorista amador tem maior liberdade para estabelecer horários, trajetos, paradas etc., o que teoricamente reduz o desgaste no trânsito. Esses exemplos, por outro lado, nem sempre são absolutos: a mãe que leva os filhos à escola não está submetida à pressão do tempo e de trajeto? O trabalhador que reside longe do emprego e utiliza o automóvel para chegar à empresa não está sujeito obrigatoriamente à tensão constante no trânsito de uma grande cidade? A ergonomia precisa desenvolver, dessa forma, diferentes ferramentas e estratégias para análise e compreensão dos problemas relacionados à utilização de produtos e sistemas, em situações de trabalho ou não. O desenvolvimento de novos produtos requer cada vez mais a adequação ao usuário, sob pena de restrições de ordem legal (por questões de segurança) ou mesmo pela concorrência com outros produtos cuja solução é mais elaborada. As inovações realizadas em projetos de automóveis são um excelente exemplo: os modelos atuais têm inúmeras formas de regulagem: para bancos, volante e outros aspectos que interferem na relação entre o motorista (e os passageiros) e o automóvel. Alguns modelos oferecem a possibilidade de deslocamento do banco traseiro, aumentando assim o espaço e o conforto internos. Esse representa, na verdade, um novo conceito de projeto para automóveis, fortemente calcado na ergonomia: é um projeto de “dentro para fora”, que considera prioritário o conforto e a segurança dos ocupantes. É um contraponto à visão tradicional, “de fora para dentro”, que privilegia as formas da carroceria. Só para se ter uma ideia, em recente lançamento automobilístico realizado no Brasil, a ergonomia foi utilizada durante a campanha publicitária como segundo argumento de vendas (em primeiro lugar estava o design). Outros problemas surgem a partir de mudanças econômicas, sociais e até relacionadas a mudanças no perfil populacional. A redução no número de pessoas por domicílio no Brasil, associada a uma maior expectativa de vida, além das mudanças observadas na sociedade, levam a novos desafios ao projeto do produto, em termos de ergonomia: pessoas idosas, vivendo em núcleos familiares menores, acabam por levar uma vida mais independente, o que requer soluções específicas em termos de
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
produtos. Como exemplo, temos a tampa de rosca, desenvolvida para eliminar a necessidade de abridores especiais para garrafas de refrigerante. É evidente que a tampa deve ser aberta com as mãos, mas o que dizer de grupos significativos da sociedade, como os idosos, que têm dificuldades de movimento e para a aplicação de força? Nesses casos, a sol ução técnica desenvolvida para um “indivíduo médio, capaz e destro” revela-se inadequada, inviabilizando uma atividade corriqueira e trazendo muitas vezes um problema de difícil sol ução. Nesses casos, uma abordagem ergonômica se faz necessária para que o produto seja adequadamente projetado para todo o público ao qual se destina.
10.2. Problemas com o Uso do Produto A partir da necessidade de lançamento de novos produtos adequados a um mercado cada vez mais saturado e exigente, algumas empresas têm tentado trabalhar diretamente com os seus consumidores ou aqueles considerados potenciais, antes de lançar seus produtos no mercado, o que colabora com o processo de desenvolvimento de produtos de duas formas: 1) algumas melhorias podem ser feitas antes do lançamento e 2) o aprendizado obtido poderá contribuir para que o desenvolvimento de novos produtos que tenham uma performance mais adequada ao usuário do que o anterior. É sabido, entretanto, que outros fatores influenciam no processo de concepção e desenvolvimento, que são inerentes ao sistema ou ao método de gestão utilizado pela empresa. Atualmente, a maior dificuldade apresentada para a equipe de projeto é conseguir desenvolver um trabalho em equipe, exigido pela crescente complexidade de tecnologias embutidas no produto, ou seja, pelo crescente volume de conhecimento que é adicionado ao produto a cada relançamento ou quando do desenvolvimento de um produto novo. Muito se tem exigido desse setor devido às mudanças estruturais que as empresas vêm sofrendo para que consigam sobreviver num mercado altamente competitivo. Faz-se necessário conhecer melhor o uso que é dado a determinado produto, bem como as dificuldades de interação entre ele e seu usuário. Muitas empresas adotam técnicas que tentam traduzir a expectativas e necessidades do consumidor como suporte ao desenvolvimento de produtos. Entretanto, o desconhecimento do uso em real adequados pode levar ao desenvolvimento melhorias ou de novos produtos quesituação não sejam a seus usuários, vistodeque muitas vezes os ensaios com consumidores são realizados em situações de “laboratório”, em situações muitas vezes bastante diferentes daquelas observadas no dia-a-dia . Essas inadequações ao uso a que se destina o produto ou limitações de interface podem levar à frustração das expectativas do usuário, o que pode ser traduzido em perda de mercado.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Acompanhando a disseminação de produtos eletroeletrônicos, percebe-se também o aumento da quantidade de usuários insatisfeitos com as suas experiências de interação com esses produtos. É bastante comum, inclusive, usuários desistirem de realizar algumas tarefas devido às dificuldades em interagir com a máquina (exemplos já clássicos são o do telefone celular, computador etc.). Nesse contexto, a adequada interação entre indivíduo e equipamento passou a ser fundamental para que o produto possa ser efetivamente utilizado em suas funções srcinais. Na atual sociedade da informação, os novos produtos precisam mais do que nunca oferecer uma forma de comunicação efetiva com os usuários. Esse usuário, entretanto, apresenta muitas vezes
dificuldades de compreender corretamente as informações em relação ao produto. Essa limitação de compreensão, somada a hábitos já arraigados de uso e à desconfiança com relação ao desempenho de um eletroeletrônico, por exemplo, levam o consumidor/usuário à impossibilidade de melhor explorar todo o potencial do produto, bem como, às vezes, atingir resultados insatisfatórios no que diz respeito às suas expectativas quanto à qualidade do produto final. Então, como projetar interfaces que consigam manter uma interação de qualidade com o consumidor/usuário? O que é na verdade esperado pelo consumidor/usuário desse tipo de produto? Os mesmo padrões de qualidade podem ser aplicados a consumidores de perfis cultural e socioeconômico distintos? Nesse caso, pode ser apresentado um problema bastante simples, mas que ilustra bem a situação descrita. Por ocasião do lançamento dos primeiros telefones celulares, o diferente sistema de operação trouxe confusão aos usuários, em especial aqueles mais idosos: ao contrário do telefone fixo, para a digitação do número no telefone celular não é necessário o ruído característico de “linha disponível”. Essa mudança decorre de diferenças tecnológicas entre os sistemas de telefonia, e segue sua lógica de funcionamento. Sendo assim, diversos usuários aguardavam o ruído antes de digitar o número desejado, o que contrariava a forma de funcionamento real do novo aparelho, ou seja, os usuários identificavam uma nova tecnologia (da telefonia celular) com a correspondente anterior (telefonia fixa) de função semelhante (comunicação falada a distância) a partir da antiga lógica de util ização. Trata-se, entretanto, de nova tecnologia (comunicação móvel), que requer, portanto, um modo de operação distinto, o que não era reconhecido por parte dos usuários. Situação oposta, observada também nos telefones celulares: muitos dos novos modelos possuem o recurso de fotografia, que reproduz o ruído das antigas câmeras fotográficas quando acionadas. Ora, esse ruído característico nada tem a ver com o funcionamento do equipamento, mas serve para indicar ao usuário que o recurso foi acionado. Assim, utiliza-se um elemento de uma tecnologia antiga como referência para usuários de novas tecnologias. Sendo assim, cabe ao projeto do produto delimitar as características necessárias aos produtos para que eles sejam compreendidos e aceitos pelos consumidores. Apesar
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
disso, não é incomum que profissionais ligados à área de projetos não atribuam a importância devida à ergonomia dos produtos desenvolvidos. Grande parte desses profissionais acredita que não há tempo disponível para trabalhar as questões ergonômicas ou não possui ferramentas metodológicas adequadas para isso. Quando isso ocorre, as características dos produtos podem entrar em conflito com as expectativas dos usuários, que esperam que os produtos sejam fáceis de aprender e de usar, e que sejam capazes de suportar a transferência de conhecimentos já adquiridos para novas aplicações ou funções (como no caso dos telefones tradicionais para os celulares). Os usuários buscam aplicar conhecimentos já adquiridos, para minimizar a carga de trabalho perceptiva e cognitiva necessária à realização de uma interação com o novo produto. A dificuldade de compreensão das informações gera ansiedade e frustração no usuário com consequente subutilização do produto, o que por sua vez causa insatisfação e, em última análise, queda nas vendas. Em face de um produto, mesmo novo, o usuário já possui conhecimentos, representações, hábitos etc., fruto de experiências anteriores. Em situações da vida cotidiana, observamos que os usuários utilizam frequentemente uma abordagem através de testes exploratórios, o que não quer dizer que são fruto do acaso, e sim baseados em conhecimentos e representações de situações, de produtos, que o usuário julga análogos ou próximos. Os conhecimentos e representações, assim como as transferências executadas para uma situação análoga, devem ser conhecidos e considerados por ocasião da concepção do produto, pois vão influenciar a aceitação do produto em termos de efeitos positivos (facilidade de aprendizagem, facilidade de utilização, qualquer que seja a frequência de utilização) ou de efeitos negativos (dificuldades de utilização podendo conduzir a uma subutilização ou até mesmo a um abandono do produto ou utilização com o risco de se tornar fonte de acidentes).
10.3. A Análise Ergonômica e a Aplicação de Dados Antropométricos para o Projeto de Produtos Para o desenvolvimento de produtos, é necessária a avaliação das características físicas e psicológicas daqueles que, no futuro, serão usuários desses produtos. Nesse caso, o termo usuário pode ser mais amplo do que o de consumidor. Diversas pessoas lidam com o produto ao longo de todo o seu ciclo de vida, de diferentes formas e por períodos distintos, de acordo com as relações estabelecidas. É bastante simples perceber que o produto deve ser adequado ao consumidor, a partir de uma abordagem ergonômica que facilite as interações e a criação de interfaces adequadas. Mas, e com relação a outras pessoas que, direta ou indiretamente, são influenciadas pelo produto? O operário, durante o processo de montagem, não interage com o produto? As pessoas envolvidas com transporte, vendas, manutenção, reciclagem etc. não seriam também “usuários” desses produtos, pois têm com eles uma interação de uso, embora diferente daquela prevista
Projeto do Produto
ELSEVIER
para o consumidor? Em um exemplo extremo, as carrocerias dos automóveis modernos são projetadas para que, em caso de atropelamento, o pedestre sofra os menores danos possíveis. Essa seria uma abordagem ergonômica, tendo em vista que aspectos fisiológicos são levados em consideração? Esses exemplos demonstram a importância que a ergonomia vem adquirindo para o projeto de novos produtos. Já não basta que eles sejam adequados ao seu público-alvo. O automóvel não é mais projetado para um homem adulto (que teoricamente seria o “motorista médio”), mas também para as mulheres, os idosos, as crianças (que devem ser transportadas com segurança e conforto no banco traseiro) e portadores de necessidades especiais. Além disso, devem ser previstas em projeto situações de montagem em linha de produção, formas de manutenção durante o período de utilização e até maneiras simples de desmontagem para o automóvel após sua vida útil. Embora complexas, essas avaliações ergonômicas representarão, em um futuro bastante próximo, a diferença fundamental entre produtos, fatores importantes para certificação e altos níveis de vendas. A questão do dimensionamento humano sempre foi um desafio para a ergonomia no que diz respeito à adequação do produto aos consumidores. Roupas, eletrodomésticos, móveis, calçados e muitos outros produtos pessoais dependem de um correto dimensionamento para seu uso. Para a avaliação do dimensionamento humano, além de outras características como aplicação de força são realizados exaustivos testes e simulações (em especial ligados às indústrias aeroespacial e automobilística), que estabelecem parâmetros e limites para o dimensionamento de produtos e ambientes. Dessa forma, é possível estabelecer medidas mínimas e máximas para determinada população, bem como definir faixas para determinadas aplicações (como vestuário). Na Figura10.2 são ilustradas algumas medidas utilizadas para definição de mobiliário, incluindo assento e superfície de trabalho.
Figura 10.2: Dimensões básicas para dimensionamento de um conjunto de assento e superfície de trabalho (Bex, 1971, adaptado por Ilda, 1990).
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
O problema dessa abordagem reside na imagem muito difundida de que seria possível definir parâmetros a priori , criando produtos para um “homem médio”. Ora, as diferenças entre indivíduos de qualquer população sempre existiram, e o problema vem se acentuando em função de uma crescente miscigenação e de fluxos migratórios ocorridos principalmente a partir do século XIX. Em uma primeira fase observa-se o fluxo de populações europeias para todos os continentes, em especial para as Américas, enquanto mais recentemente são observados fluxos invertidos, voltados para os países ricos da Europa e para os Estados Unidos. Nesse caso, o Brasil é uma situação interessante, por possuir (por exemplo) a maior colônia japonesa fora do Japão e ser o maior país negro fora da África, além de possuir grande número de descendentes de portugueses, espanhóis, libaneses, italianos, alemães e de outras etnias. O resultado é um país com alto grau de miscigenação, com aspectos dimensionais distintos nas diversas regiões. Essa situação faz com que a análise do dimensionamento da população brasileira seja um enorme desafio e que os produtos desenvolvidos para o Brasil precisem atender necessariamente a uma enorme variação de características dimensionais. Também o aumento do comércio mundial torna necessário que o projeto do produto leve em consideração a possibi lidade de seu uso em outros países, com populações de características distintas, sejam elas dimensionais, fisiológicas, culturais ou cognitivas. Assim, pensar que um produto pode ser dimensionado de forma aleatória pela “média” das dimensões é um grande equívoco que deve ser evitado a todo custo pelo projetista. Existem atualmente diferentes “tabelas antropométricas”, que podem ser aplicadas a projetos de produtos de qualquer tipo. Elas apresentam normalmente dimensões mínimas, médias e máximas da população referenciada, para aplicações específicas. Entretanto, essas medidas devem ser adotadas com parcimônia e critério. Por exemplo, ao ser dimensionada a altura da porta de um elevador, deve-se utilizar a dimensão da maior estatura entre a população usuária. Dessa forma, todos os indivíduos terão acesso adequado ao interior do equipamento. Por outro lado, ao se dimensionar um painel de controle de uso comum (como no mesmo exemplo, em um elevador), a altura deve ser calculada de forma que ele s eja alcançado pelo menor indivíduo da população. Dessa forma, todos poderão utilizar o elevador. Como se pode perceber, se o projetista dimensionasse o equipamento a partir da dimensão média da população, a metade superior teria dificuldades de entrar no elevador e a metade inferior teria problemas para alcançar os controles, ou seja, o produto certamente seria um fracasso.
Projeto do Produto
ELSEVIER
MULHERES 50% 95%
HOMENS 50% 95%
MEDIDAS DE ANTROPOMETRIA ESTÁTICA (cm) 1. CORPO EM PÉ
5%
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
151,0 140,2 123,4 95,7
161,9 150,2 133,9 103,0
172,5 159,6 143,9 110,0
162,9 150,9 134,9 102,1
173,3 161,3 144,5 109,6
184,1 172,1 154,2 117,9
66,4
73,8
80,3
72,8
76,7
82,8
187,0 200,0
191,0
Estatura corpo ereto Altura dos olhos, em pé, ereto Altura dos ombros, em pé, ereto Altura do cotovelo, em pé, ereto Altura do centro da mão, braço pendido, em pé 1.6 Altura do centro da mão, braço erguido, em pé 1.7 Comprimento do braço, na
174,8
5%
205,1 221,0
horizontal,atéodocentro domão 1.8 Profundidade corpo, na altura 61,6 69,0 76,2 66,2 72,2 78,7 dotórax 23,8 28,5 35,7 23,3 27,6 31,8 1.9 Larguradosombros,empé 32,3 35,5 38,8 36,7 39,8 42,8 1.10Larguradosquadris,empé 31,4 35,8 40,5 31,0 34,4 36,8 2. CORPO SENTADO 2.1 Altura da cabeça, a partir do assento,corpoereto 80,5 2.2 Altura dos olhos, a partir do assento,ereto 68,0 2.3 Altura dos ombros, a partir do assento,ereto 53,8 2.4 Altura do cotovelo, a partir do assento,ereto 19,1 2.5 A lturadojoelho,sentado 46,2 2.6 Altura poplítea (parte inferior da coxa) 35,1 2.7 Comprimento do antebraço, na horizontalatéocentrodamão 29,2 2.8 C omprimentonádega-poplítea 42,6 2.9 Comprimentonádega-joelho 53,0
85,7
91,4
84,9
90,7
96,2
73,5
78,5
73,9
79,0
84,4
58,5
63,1
56,1
61,0 65,55
23,3 27,8 19,3 23,0 28,0 50,2 54,2 49,3 53,5 57,4 39,5
43,4
39,9
44,2
48,0
32,2 36,4 32,7 36,2 38,9 48,4 53,2 45,2 50,0 55,2 58,7 63,1 55,4 59,9 64,5
2.10 Comprimento nádega-pé, perna 95,5 104,4 112,6 96,4 103,5 112,5 estendidanahorizontal 2.11 Altura da parte superior das coxas 11,8 14,4 17,3 11,7 13,6 15,7 2.12Larguraentrecotovelos 37,0 45,6 54,4 39,9 45,1 51,2 2.13 Larguradosquadris,sentado 34,0 38,7 45,1 32,5 36,2 39,1 3. CABEÇA 3.1 Comprimentovertical dacabeça 3.2 Larguradacabeça,defrente 3.3 L arguradacabeça,deperfil 3.4D istânciaentreosolhos 3.5 C ircunferênciadacabeça
19,5 13,8 16,5 5,0 52,0
21,9 14,9 18,0 5,7 54,4
24,0 15,9 19,4 6,5 57,2
21,3 14,6 18,2 5,7 54,8
22,8 15,6 19,3 6,3 57,3
24,4 16,7 20,5 6,8 59,9
4. MÃOS 4.1 C omprimentodamão 15,9 17,4 19,0 17,0 18,6 20,1 4.2 Largura da mão 8,2 9,2 10,1 9,8 10,7 11,6 4.3 Comprimento da palma da mão 9,1 10,0 10,8 10,1 10,9 11,7 4.4 Largura da palma da mão 7,2 8,0 8,5 7,8 8,5 9,3 4.5 Circunferência da palma 17,6 19,2 20,7 19,5 21,0 22,9 4.6 Circunferência pulso 4.7 Candro de pegadomáxima (diametro)
14,6 10,8
16,0 13,0
17,7 15,7
16,1 11,9
17,6 13,8
18,9 15,4
22,1 9,0 5,6
24,2 9,7 6,2
26,4 10,7 7,2
24,0 9,3 6,0
26,0 10,0 6,6
28,1 10,7 Figura – Principais variáveis usadas em medidas antropométricas 7,4 estáticas do corpo.
5. PÉS 5.1 Comprimento do pé 5.2 Largura do pé 5.3 Largura do calcanhar
Figura 10.3: Medidas de antropometria estática, resumidas da norma alemã DIN 33402 de 1981 (IIDA, 1990).
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
Essas tabelas antropométricas (Figura 10.3) são fruto de levantamentos estatísticos que demonstram os chamados “percentis” da população. Esses percentis são “faixas” dimensionais que caracterizam um grupo populacional. São especialmente utilizadas as medidas máximas e mínimas, além da média da população. Também são levantados percentis intermediários, cuja aplicação é importante em produtos como roupas e calçados. Dessa forma, pode-se dizer que o percentil 30 significa que aquela é a maior medida encontrada em até 30% da população analisada. Os extremos, entretanto, não representam necessariamente o menor e o maior indivíduos. Normalmente são tratados como extremos os percentis 2,5 e 97,5 (ou 5 e 95). Assim, pode-se dizer que um produto que atenda a indivíduos situados entre esses percentis (2,5 e 97,5) poderá ser utilizado sem maiores problemas por 95% da população analisada, naturalmente caso seja dimensionado de forma adequada. Mas nem sempre as dimensões são tão facilmente aplicadas. No caso de parte significativa dos ônibus Urbanos brasileiros, o dispositivo para solicitação de parada encontra-se no teto do veículo. Ora, se a altura do veículo é compatível com o maior indivíduo, como o controle será acessado pelos indivíduos de baixa estatura? A solução encontrada está na colocação de botões para solicitação de parada em barras existentes nos veículos, em altura compatível com a grande maioria dos usuários. Podem ser encontrados inúmeros outros exemplos para aplicação de dados antropométricos. O comprimento do corpo da caneta deve ser compatível com a largura da palma da mão do maior usuário. O esforço necessário ao acionamento do freio de um automóvel deve ser dimensionado de acordo com as condições do idoso, que já não possui capacidade física plena mas é apto para a direção. Um aparelho telefônico público deve ser dimensionado pelo percentil máximo (a cabine) e pelo mínimo (altura do teclado). Pode-se observar que, em muitos casos, faixas extremas da população (pessoas muito altas ou muito baixas) serão “incomodadas” em situações de uso do produto. Ainda assim, deve-se perceber que essas pessoas não devem estar, em princípio, impedidas de utilizar o mecanismo (no caso do ônibus, pessoas mais baixas efetivamente não conseguem acionar um dispositivo colocado no teto). O dimensionamento pela “média” é bastante raro, ao contrário do que se possa imaginar em princípio. Um exemplo dessa situação é o do assento para uso público. Embora os indivíduos extremos acabem por sentirem-se incomodados, ainda assim poderão utilizar o produto, que será progressivamente mais confortável à medida que o indivíduo s e aproxime da dimensão média da população. Entretanto, é importante ressaltar que assentos para utilização por longos períodos, como aqueles utilizados por trabalhadores e motoristas, devem ser reguláveis a indivíduos distintos, de diferentes dimensões.
Projeto do Produto
ELSEVIER
ENFOQUE ERGONÔMICO DO ÔNIBUS URBANO NO BRASIL. O transporte Urbano de massa, no Brasil, é realizado quase em sua totalidade através de meios rodoviários. As empresas de ônibus, formadoras de um sistema privado de transporte (porém, concessionárias de um serviço público), possuem tradicionalmente fama de prestar péssimos serviços à população usuária. Dentre as principais queixas estão as más condições da grande maioria dos veículos destinados ao transporte coletivo, além de seu muitas vezes precário estado de conservação. Em rela-
ção às características do ônibus em si, eis alguns pontos levantados (Redig, 1993): • largura insuficiente das portas; • degraus de acesso com altura excessiva; • roletas dimensionadas (teoricamente) para a média da população; • existência de grades em volta das roletas; • dificuldade para entrada de bagagem; • janelas que não abrem mais do que 20% de sua superfície (com a metade de baixo fixa na maioria dos casos); • saliências e arestas metálicas agressivas; • altura excessiva dos assentos localizados sobre as rodas (justamente aqueles que • • • • •
são destinados a grávidas, idosos e deficientes físicos); barulho e calor gerados pelo motor; total falta de espaço previamente destinado à bagagem; ausência de informações sobre trajeto, conexões etc.; altura excessiva do acionamento da campainha; falta de clareza sobre a utilização de dispositivos de emergência, além da eficiência muitas vezes discutível desses dispositivos.
Além dessa longa lista, podem ser citados também os postos de trabalho do motorista e trocador, além das dificuldades de manutenção ocasionadas por deficiências de projeto, como, por exemplo, limitações de acesso a partes do motor e de outros sistemas mecânicos. Diante desse quadro, cabe indagar: qual a importância do projeto de um produto direcionado aos meios de transporte coletivo (nesse caso, dos ônibus Urbanos) para a definição das condições de trânsito e de vida da população usuária? Qual o real papel do projeto do produto e da ergonomia para a evolução desse meio de transporte de forma a atender às reais necessidades de uma larga faixa populacional? Como princípios ergonômicos aplicados ao desenvolvimento de um produto como o ônibus Urbano podem colaborar para uma melhoria efetiva dos serviços prestados? Qual a importância da
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
interferência do poder público nessa questão, como agente normativo e fiscalizador dos meios de transporte?
10.4. Análise Ergonômica do Trabalho e o Desenvolvimento de Produtos A aplicação de princípios ergonômicos no desenvolvimento de produtos é bastante difundida e amplamente justificada. Essa aplicação, entretanto, é muitas vezes limitada a aspectos normativos e/ou de dimensionamento, como no caso da definição de altura de mesas, características de assentos, melhorias na leitura de mostradores etc. Os últimos anos, por outro lado, vêm marcando uma crescente preocupação, no caso de desenvolvimento de produtos, com fatores ligados à “usabilidade” dos novos produtos. Esse problema torna-se notório a partir da crescente utilização de tecnologias de base microeletrônica em produtos destinados ao consumo. Já se tornou clássica a muitas vezes complexa interface de utilização de aparelhos como o telefone celular, por exemplo. Nesse sentido, buscam-se formas de adaptar os novos produtos às reais necessidades e à própria capacidade de utilização dos consumidores. Ainda citando o caso do telefone celular, de nada adiantam inúmeros comandos e recursos tecnológicos se eles não são utilizados (ou mesmo compreendidos) pelos usuários. Dessa forma, os dados dimensionais são essenciais ao projeto, mas não devem ser utilizados sem uma adequada compreensão, por parte dos projetistas, da realidade envolvida no uso do produto. Para essas situações, existem diferentes ferramentas que apoiam estudos ergonômicos voltados apara a análise do produto em situações reais ou simulações próximas. A metodologia de AET (Análise Ergonômica do Trabalho) é uma poderosa ferramenta para a avaliação e melhoria das condições de trabalho em situações reais e vem sendo desenvolvida há vários anos pela ergonomia, notadamente na França (Wisner, 1987; Guerin et al., 1991). Baseia-se na observação direta da atividade de trabalho em situações reais, além de análises documentais, entrevistas e outros recursos utilizados para compreensão das relações entre trabalhadores e suas atividades para o desenvolvimento de tarefas propostas. Embora tenha sido desenvolvida especificamente para aplicações tradicionais de análise do trabalho (assalariado), podemos aplicar a AET para o projeto ou redesenho de produtos. Naturalmente será mais complexa sua aplicação na concepção de novos produtos, elesAinda naturalmente ainda empresas não são utilizados pelos consumidores, o que dificulta a pois análise. assim, muitas (Bifano, 2001) utilizam laboratórios que simulam situações reais ou realizam análises em situação real de uso dos produtos (como, por exemplo, na residência de consumidores em potencial). Nesse caso, a metodologia deve ser adaptada às necessidades da situação analisada. Em resumo, a AET possui quatro fases principais: 1) análise e explicitação da demanda; 2) observações gerais da atividade; 3) observações sistemáticas e detalhadas; 4) diagnóstico e recomendações.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 10.4: Modelo adaptado de Guerin et al., 1991.
A explicitação da demanda consiste na expressão do problema, dos interesses particulares e possíveis conflitos, tendo como resultado a proposição da intervenção. Requer uma exploração da situação do produto, incluindo aspectos como mercado (clientes, competição, regulamentação), detalhes do produto (tipos, modelos, exigências de qualidade, materiais utilizados), sua “história” (srcem, evolução, política estratégica da empresa), detalhes e informações sobre a população usuária (idade, formação, níveis de educação formal, aspectos culturais, hábitos de consumo), aspectos socioculturais (localização de uso, tradições locais; aspectos geoeconômicos, poder aquisitivo), aspectos gerais de uso (horários e frequência, condições do produto, local de uso, tecnologia envolvida). O objetivo dessa fase é traçar um “pano de fundo” sobre o qual será realizada a análise, trazendo informações importantes ao projetista (ou ergonomista) a respeito do produto e seus consumidores, bem como acerca das condições de uso. A seguir, são realizadas observações gerais da atividade, que incluem a elaboração de uma série de hipóteses iniciais acerca de processos envolvidos com o uso do produto. Nessa etapa são realizadas descrições do processo de utilização, das diferentes atividades realizadas, bem como dos objetivos e normas para uso do produto. É interessante observar, nessa fase, as diferenças entre as formas de uso previstas pelos projetistas e aquelas efetivamente realizadas pelos consumidores. São realizadas observações livres, buscando levantar incidentes, ou seja, eventos fora do previsto. Também podem ser feitas entrevistas e verbalizações, por parte dos consumidores, a respeito do uso do produto. Depois das observações gerais, é a vez de uma observação detalhada e sistemática do uso do produto, o que envolve um pré-diagnóstico e hipóteses mais detalhadas. Para
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
isso, é necessário um plano de observação, que envolve as variáveis observáveis (normalmente posturas assumidas pelos usuários, tomadas de informação e movimentação durante a utilização do produto). Existem diferentes técnicas de registro para essa fase, como gravações em som e vídeo, registros por softwares específicos ou mesmo anotações em papel. Essas observações sistemáticas consistem em coleta e análise de dados, sua análise e validação, podendo incluir também uma série de análises comparativas. Podem incluir ainda entrevistas com os usuários, abordando aspectos do uso do produto. Como resultado, podemos obter desde um diagnóstico local, envolvendo o contexto de uso do produto, as variáveis observadas e resultados alcançados, até um diagnóstico global da atividade com o produto, envolvendo aspectos socioculturais e determinantes socioeconômicos da interação produto × consumidor. Daí serão extraídas as recomendações, que podem conter orientações práticas, princípios e indicações para acompanhamento futuro. O objetivo nesse caso é a transformação e melhoria efetiva do produto, com desenvolvimento e satisfação pessoal dos usuários, maior aceitação e venda do produto, com melhoria nos resultados para o fabricante. Inclui também informações valiosas para o redesenho do produto existente ou para a concepção de futuros produtos. Assim, podemos dizer que as diferentes abordagens da ergonomia são complementares e relevantes para o projeto de produtos. Para um adequado dimensionamento de produtos industriais, em especial aqueles destinados à produção em série, é imprescindível a aplicação de dados antropométricos, sob pena de fracasso do projeto devido a dificuldades de utilização. Entretanto, a realização de uma análise ergonômica da atividade junto ao produto será também necessária, tendo em vista sua adequação às características da população e seu uso em situações reais. Da mesma forma, a ergonomia pode contribuir de diferentes maneiras e em várias etapas do projeto do produto. Na definição do público-alvo, por exemplo, a ergonomia pode ajudar a definir determinadas restrições: um produto destinado ao uso por idosos e que deva ser transportado deve ter seu peso reduzido, em relação a um produto semelhante destinado (teoricamente) ao público mais jovem. Da mesma maneira, determinadas características do produto, como dimensões mínimas e máximas podem ser definidas em função do público a ser atendido. Durante a concepção do produto, a ergonomia pode contribuir a partir da análise de situações reais de uso do produto, bem como com o dimensionamento a partir de tabelas antropométricas. Esse dimensionamento deverá também ser testado em situações reais. Outra contribuição da ergonomia está no projeto do posto de trabalho. Em casos de aplicação de ferramentas de projeto de produto como DfX, a ergonomia é ferramenta importante para aplicação de princípios de DFMA ou Projeto para Manufatura e Montagem (do inglês Design for Manufacturing and Assembly).
Projeto do Produto
ELSEVIER
10.5. O Design Universal como Abordagem Ergonômica na Concepção de Produtos Um dos desdobramentos da abordagem ergonômica para o desenvolvimento de produtos e espaços arquitetônicos é o chamado design universal. Ele é baseado no conceito de que todos os produtos, ambientes e meios de comunicação etc. sejam concebidos pensando-se em atender às necessidades da grande maioria dos usuários (Adaptev, 2001), de tal forma que se possa otimizar a sua usabilidade. A usabilidade refere-se a todas as pessoas independentemente de gênero, idade, raça, classe social, tamanho, desempenho funcional e incapacidade. Assim, estão incluídos os portadores de necessidades especiais e os idosos, uma vez que a proposta é a de atender às necessidades da maioria da população, e que, portanto, esses grupos de pessoas devem ser considerados como parte de um mercado consumidor promissor. Vários termos podem ser relacionados ao conceito do design universal, como Design for all, design transgenerational, inclusive design, barrier-free design e lifespan design (NCSU, 2001). A essência do design universal respeita a diversidade entre os indivíduos e promove a inclusão das pessoas às suas atividades da vida diária (AVDs), como comer, manter-se aquecido, evitar perigos, manter a higiene pessoal e, em algumas situações, habilidades sociais básicas, em detrimento dos aspectos mais complexos do cuidado pessoal e da vida independente, como cozinhar, fazer compras e realizar serviços domésticos (Hagedorn, 1999). O design universal foi definido em 1993, por Ron Mace como “uma abordagem incorporada a produtos bem como aos fatores de edificação e elementos que aumentam e estendem as possibilidades para que os mesmos possam ser utilizados pela maioria das pessoas” (Christenson, 1999). Isso não significa que todos os produtos ou ambientes serão utilizáveis por todas as pessoas sem considerar a idade ou a capacidade. A proposta lógica é a de conceber os produtos e espaços a partir de seus princípios, desde que atendam às necessidades da grande maioria. Os princípios do design universal e seus manuais foram desenvolvidos por um grupo de profissionais, dentre eles arquitetos, designers e engenheiros, e por pesquisas na área do design ambiental, coordenadas pelo Centro de Design Universal da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU, op. cit.), que definiu seus sete princípios: 1. Uso equitativo : o design não estigmatiza ou deixa em desvantagem nenhum grupo de usuários. 2. Flexibilidade no uso : o design acomoda uma variedade de preferências e habilidades individuais. 3. Simples, uso intuitivo : a utilização do design é de fácil compreensão, sem experiência prévia, conhecimentos, linguagem própria ou exigência de constante concentração por parte do usuário. 4. Informações perceptíveis : o design comunica efetivamente as informações necessárias ao usuário, sem a necessidade de precondições ambientais ou até mesmo habilidades sensoriais específicas.
Capítulo 10
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
5. Tolerância ao erro : o design minimiza riscos e consequências adversas de acidentes ou ações desatentas. 6. Baixo desgaste físico : o design pode ser utilizado de maneira eficiente e confortável, com o mínimo de fadiga. 7. Tamanho e espaço para o uso e alcance : tamanho apropriado e espaço são considerados para alcance, manipulação, utilização, independentemente da postura, do tamanho do corpo, da mobilidade do usuário. O resultado da aplicação do design universal à concepção de produtos e edificação de espaços traduz-se na facilidade e segurança implícita à sua utilização pelo usuário (Jones e Story, 2000). Assim, consideram-se fatores como segurança, eficiência, funcionalidade, satisfação do usuário como pontos relevantes para a concepção de um produto dentro dos princípios do design universal. Este atua como uma abordagem filosófica que faz parte do processo de projeto do produto como um todo visando atender às necessidades da maioria dos usuários. A ergonomia pode ser aplicada a diversas das etapas desse processo, predominantemente na elaboração da avaliação quanto à interface usuário versus produto, uma vez que os aspectos considerados são de fundamental importância para o design universal. O Conceito de Usabilidade e o Design Centrado no Usuário Justamente pelo reconhecimento da importância dos usuários, suas necessidades, capacidades e limitações, e dos contextos em que eles se relacionarão com o produto, foram propostas metodologias de projeto de produto centradas no usuário. A partir do momento em que se considera o usuário como centro do processo de projeto de produto, tornam-se fatores de importância capital para o sucesso das iniciativas de desenvolvimento as percepções do usuário, bem como as avaliações de usabilidade do produto. Observamos também o conceito de usabilidade relacionado à maneira como um produto pode ser usado por usuários específicos para atingir objetivos especificados com efetividade, eficiência e satisfação num dado contexto de uso (ISO 9241-11:1998). Apesar de haver mais referências de estudos relacionados à interface produto-usuário ligados ao desenvolvimento desoftware (onde o termo UCD é mais utilizado), existem estudos dedicados a equipamentos, bens duráveis e de características técnicas, tais como máquinas de usinagem CNC, aparafusadeiras elétricas e, principalmente, equipamentos médicos, sugerindo também que,apesar de os operadores desses equipamentosreceberem treinamento, a aplicação de métodos para melhorar a usabilidade dos produtos é pertinente e benéfica ao projeto deles e aseus usuários. Podemos considerar que as pessoassempre desenvolveram objetos, artefatos e ferramentas visando a atender às suas necessidades. À medida que tais necessidades mudam, as pessoas refletem essas mudanças nos artefatos disponíveis, refinando-os e concebendo outros novos. Assim, os produtos, em cada época, são influenciados pela capacidade técnica disponível, pelo progresso tecnológico, pelos aspectos estéticos e culturais, pela mudança das necessidades das pessoas e, mais recen-
Projeto do Produto
ELSEVIER
temente, pela imperativa adequação ao meio ambiente. No projeto de produto centrado no usuário, este é considerado o cerne do processo de desenvolvimento de produto. Suas metas, objetivos, contexto e ambiente são derivados do ponto de vista do usuário, bem como todos os aspectos das tarefas a serem realizadas com o produto. Usabilidade Universal Considerando a tecnologia como meio universalmente aceito em qualquer campo de atividade humana na era da informação e a migração de serviços públicos e comerciais
para o espaço digital, Shneiderman propõe o conceito de usabilidade universal, que garantiria a utilização bem-sucedida de tecnologia por qualquer cidadão. Nesse contexto, ele não oferece uma descrição de componentes de usabilidade mas uma vasta agenda de pesquisa. É importante observar que a usabilidade universal não deve ser entendida como acesso universal, que por si só não assegura tecnologias usáveis. Shneiderman vai além de acesso universal e constrói o modelo de usabilidade universal em três desafios principais: • Diversidade tecnológica: aspectos tecnológicos que abrangem hardware, software e redes. Atualmente a característica principal de tecnologia é a evolução ou mudança rápida, e frequentemente os usuários não podem se manter atualizados em todas as inovações, podendo chegar a situações em que não podem usar alguns serviços baseados nas mais recentes soluções tecnológicos. Há, então, necessidade •
•
de proporcionar equipamentos flexíveis e compatíveis para os usuários. Diversidade de usuários: as características individuais dos usuários, como habilidades, idade, gênero, renda, cultura, características pessoais, inaptidões etc. predeterminam o modo e a extensão em que um indivíduo utilizará a tecnologia. Quando a tecnologia não levar em conta peculiaridades individuais, poderá se tornar uma barreira em lugar de um meio de acesso para informação, podendo dividir sociedade em ricos e pobres de informação ou incluídos e excluídos. Gaps no conhecimento de usuário: ao começar a utilizar uma nova tecnologia, o usuário sempre necessita superar um certo vazio em seu conhecimento, decorrente das novas formas de manipular um sistema ou produto. Às vezes, esse vazio é preenchido facilmente quando há ambientes comuns e padronizados, mas em outros casos se leva muito tempo e produz situações estressantes, chegando até a criar resistência à nova tecnologia. Assim, os projetistas poderiam facilitar tal passo proporcionando aos usuários interfaces estruturadas de acordo com o seu nível de conhecimento (variando de novato a perito), adicionando treinamento e materiais de apoio, e assim por diante.
Abordagens de Usabilidade Orientadas ao Produto e ao Processo Em sua revisão do estado da arte sobre o tema, Glosiene e Manzuch (2004) afirmam que na literatura sobre usabilidade são conhecidas duas abordagens comuns:
Capítulo 10
•
•
| Ergonomia Aplicada ao Projeto de Produto
Abordagem orientada ao produto: a usabilidade é tratada como uma série de exigências que sistemas ou produtos deveriam satisfazer para ficar usáveis (por exemplo, o que pode ser avaliado pelo usuário em testes). Essa abordagem é pertinente, pois visa estabelecer métodos de trabalho que proporcionem alcançar o desenvolvimento de produtos usáveis e que deveriam facilitar a administração do desenvolvimento de produtos. Abordagem orientada a processo: o foco está na integração da usabilidade ao processo de desenvolvimento de produtos, no intuito de guiar a colaboração de fa-
bricantes e outras partes interessadas, apontando as atividades necessárias para se assegurar um sistema ou produto usável a cada fase de produção e uso. Essa abordagem procura compensar a fragilidade do projeto de produto ao se orientar por uma série predeterminada de características do usuário, visando especificar atributos que possam antever o comportamento do usuário, o modo como alcançam metas específicas, em um dado contexto de trabalho. Então, a usabilidade é alcançada quando o processo de projeto de produto for centrado no usuário, englobando características de contexto específicas, como usuário, tarefas e ambiente. Pode-se perceber que os conceitos de usabilidade são complementares aos de ergonomia, da mesma forma que as abordagens orientadas a produto e a processo, e que deveriam ser explorados em todas as fases de desenvolvimento de produtos. De fato, alguns autores indicam a ergonomia como área da engenharia de usabilidade, enquanto outros chamam de usabilidade uma nova vertente da ergonomia, surgida principalmente dos estudos relacionados à utilização da informática. Com efeito, os programas de computadores representam uma nova forma de abordagem ergonômica, em que formas de comunicação verbal e não verbal (como ícones, por exemplo) são estruturadas a partir de algoritmos definidos em função de aplicações técnicas dos programas. Observa-se que, da mesma forma que equipamentos mecânicos da época da Revolução Industrial ou eletrodomésticos do início do século passado, esses programas muitas vezes estão mais voltados para as necessidades de funcionamento técnico do sistema do que propriamente para as formas de utilização por pessoas que, muitas vezes, não possuem conhecimentos específicos sobre informática. Por outro lado, espera-se que, da mesma forma que ocorreu com outros produtos, os programas de computadores evoluam de maneira que a interação entre usuário e sistema seja mais confortável e segura para o usuário. Como demonstração, basta observar a evolução das interfaces dos programas de computadores, desde os antigos sistemas baseados em comandos por linhas (como o MSDOS) até os novos programas com interfaces baseadas em ícones gráficos, mais simples e intuitivas, especialmente para usuários iniciantes. A caminhada, entretanto, apenas começa, pois é simples perceber que grande parte dos usuários “normais” de computadores pessoais tem grandes dificuldades de aprendizado e utilizam apenas pequena parte dos recursos oferecidos. Seja por meio de
Projeto do Produto
ELSEVIER
engenharia de usabilidade, seja por meio de ergonomia, esse é um campo fértil para o desenvolvimento de novos produtos.
Referências ADAPTEV. http: //www.adaptev.org/universal/default.asp. Acesso em 9 de fevereiro de 2001. ANDALUZ; GOUVINHAS; ROMEIRO. O design universal como abordagem ergonômica ο
na concepção de produtos. In: Anais do 3 Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento de Produto. Florianópolis, 25-27 de setembro de 2001. CHRISTENSON, M.A. Embracing universal design. OT Practice, November 8, 1999. DREYFUSS, Henry. Designing for People. (reimpressão do livro de 1955) New York: Allworth Press. 2003. GLOSIENE, Androne; MANZUCH, Zinaida. Usability of ICT-based systems. Vilnius: CALIMERA Usability Workshop, 2004. GUÉRIN, F. et al. Comprende le Travail pour le Transformer. Paris: Éditions de l’ANACT. 1991 HAGEDORN, R. Fundamentos da prática em terapia ocupacional . São Paulo: Dynamis, 1999. IIDA, I. et al. Aspectos ergonômicos do ônibus Urbano. Rio de Janeiro: Coppe/UFRJ, MIC/ STI/Desenho Industrial, 1977. ____. Ergonomia: projeto e produção. São Paulo: Edgar Blucher, 1990. ISO 9241-11, Ergonomic requirements for office work with visual display terminals. Genève: International Organization for Standartzation, 1998 JONES, M.L.; STORY, M.F. Universal product design trough consumer product evaluations . The Center for Universal Design, North Carolina State University, 2000. McCORMICK, E.J. Ergonomia: factores humanos en ingeniería y diseño. Barcelona: Gustavo Gilli, 1977. NCSU (North Carolina State University). The Center for Universal Design. The Universal Design File – Designing for People of All Ages and Abilities, 1998. REDIG, Joaquim. Respeito Público = Design Público. Design & Interiores n. 38, São Paulo: RAL Editora Ltda, p.80-81. nov./dez. 1993. ROMEIRO FILHO,In:E.VEnfoque ergonômico do Ônibus no Brasil: ExemploBrade Belo Horizonte. Congresso Latino-Americano de Urbano Ergonomia, IX Congresso sileiro de Ergonomia., 1999, Salvador. Anais do V Congresso Latino-Americano de Ergonomia, IX Congresso Brasileiro de Ergonomia. Salvador: ABERGO, 1999. WISNER, A. Por dentro do trabalho – ergonomia: método & técnica. São Paulo: FTD– Oboré, 1987.
Análise de Valor e sua Aplicação no Projeto do Produto Reidson Pereira Gouvinhas1 O valor associado a um produto é normalmente um critério básico para seu sucesso. Ao conceito de valor podem estar associados critérios como marca, srcem, aspectos estéticos e tecnológicos etc. Ao consumidor, um produto pode parecer que “vale a compra” ou que é “caro demais pelo que oferece”. Cabe à equipe de projeto do produto estabelecer características que acrescentem valor ao produto, a partir dos desejos e necessidades dos consumidores. Assim, o entendimento daquilo que possa “agregar valor” ao produto é bastante subjetivo, uma vez que dependerá do tipo de mercado consumidor de que estamos falando, dos desejos e necessidades dos consumidores, dos próprios valores da sociedade naquela determinada época, entre outros fatores. Uma eficiente ferramenta para a compreensão do valor associado a determinado produto ou item desse produto, bem como para a mensuração e aumento desse valor, sem correspondente aumento ou com um mínimo acréscimo nos custos de produção, é a análise de valor, tema deste capítulo. Ao projetista de produtos, é necessário o conhecimento acerca de tipos de valor e como aumentar as características de valor associadas ao produto projetado, evitando custos desnecessários para produção e incorporando características efetivamente necessárias ao consumidor. A análise de valor é um método que surgiu no final da década de 1940 na General Electric (GE). O método procura, de forma sistemática, fazer com que as pessoas envolvidas no processo possam primeiramente identificar problemas e em seguida selecionar e aplicar os procedimentos mais apropriados para resolvê-los. Posteriormente, ao ser usado no governo federal dos Estados Unidos, a análise de valor começou a ser denominada engenharia de valor. Durante esse processo de difusão e de transformação da análise de valor, além da mudança de nome, o método também sofreu diversas modificações, e cada empresa, considerando suas peculiaridades culturais, fez adaptações ao referido 1
A partir do trabalho de Fauler (1990).
Projeto do Produto
ELSEVIER
método. Portanto, a análise de valor é também conhecida como engenharia de valor, valor do marketing, valor de padronização, estudos de valor, entre outros. Inicialmente, o método de análise de valor foi criado para se avaliar produtos industrializados. Com o aprimoramento do método, passou-se a utilizá-lo nos procedimentos e nos processos em geral.
11.1. Conceito de Valor Todo produto ou serviço é desenvolvido com o intuito de atender às necessidades e desejos de seu usuário de forma a agregar valor. Baseado nesse princípio é que se pode entender que o conceito de valor é a relação existente entre o benefício que o produto traz ao usuário comparado com o seu custo, ou seja, o quanto o usuário paga pelo produto ou serviço. Assim, para um determinado custo, quanto maior for o benefício obtido pela utilização do produto ou serviço, maior será o valor percebido pelo usuário. De forma mais abrangente, o benefício obtido pode ser dividido em primeira impressão que o usuário tem do produto ou serviço seguida pela sua satisfação ao utilizá-lo por um período de tempo mais longo. Em contrapartida, os custos envolvidos no produto/ serviço podem ser divididos entre os custos de aquisição adicionados aos custos de manutenção do produto ou serviço. Como consequência, “agregar valor” a um produto ou serviço significa, conjunta ou alternativamente, introduzir mais benefícios nos produtos ou serviços com redução de custos (custos de produção e manutenção). Como visto, o conceito de valor não é estático, pois depende da situação ou do estado do consumidor e dos próprios valores da sociedade, de acordo com cada momento histórico da humanidade. Dessa forma, o valor para o consumidor vem das características do produto que atendam aos seus desejos e necessidades. Assim, o valor associado a determinado produto poderá variar em função do tipo de consumidor e da passagem de tempo, o que é muito fácil de perceber em produtos como, por exemplo, peças de vestuário. Variações de moda interferem no valor atribuído pelos consumidores, bem como fatores como o clima. Roupas de inverno terão variações de preço em função da temperatura, embora seus custos de produção não sejam afetados. Muitos consumidores concordam em pagar mais por um produto caracterizado por uma marca famosa, ainda que o preço possa ser considerado elevado em relação à função do produto. Embora sejam questões bastante complexas, os critérios de escolha dos consumidores estão sem dúvida relacionados à percepção de valor desses mesmos consumidores. Um consumidor pagará determinada quantia em dinheiro pela posse de um produto desde que “valha a pena”, ou seja, desde que o valor percebido pelo consumidor seja igual ou superior ao valor monetário de aquisição do produto. A aquisição e a conservação de bens são escolhas do consumidor baseadas no valor, um termo adotado nas atividades de desenvolvimento de produto sob várias perspectivas. Csillag (1991) apresenta os seguintes conceitos sob o ponto de vista econômico:
Capítulo 11
• • • •
| Análise de Valor e sua Aplicação no Projeto do Produto
valor de custo, como sendo o total de recursos medido em dinheiro, necessário
para produzir/obter um objeto; valor de uso, como a medida monetária das propriedades ou qualidades que possibilitam o desempenho de uso, trabalho ou serviço; valor de estima, com a medida monetária das propriedades, características ou atratividades que tornam desejável sua posse; valor de troca, como a medida monetária das propriedades ou qualidades de um item que possibilitam sua troca por outra coisa.
Dessa forma, a análise de valor auxilia na compreensão e determinação dos diferentes tipos de valor associados ao produto, o que pode auxiliar em muito a equipe envolvida no projeto. O valor de troca será estabelecido a partir da combinação de critérios de valor de uso e estima, nem sempre claros. É importante ressaltar que, no atual cenário competitivo, o valor de troca (ou preço final do produto) é cada vez mais estabelecido pelo mercado consumidor. Dessa maneira, de nada adiantará a empresa desenvolver um produto cujo valor de custo seja alto, se o consumidor não perceber nesse produto valores de uso e estima que justifiquem a compra. O automóvel Mercedes Classe A, quando lançado no Brasil, na década de 1990, possuía uma série de recursos tecnológicos (como suspensão eletrônica, por exemplo), que tornavam seu valor de custo bastante alto. Em que pesem a força da marca e o valor de estima ligado ao carro, muitos consumidores não relacionavam aspectos de valor disponíveis no veículo ao preço final, considerado alto. Assim, a produção e a venda do veículo ficaram abaixo das expectativas, o que acabou por levar à sua retirada do mercado.
11.2. Estrutura da Análise de Valor Basicamente, o método de análise de valor compreende sete etapas que serão descritas detalhadamente a seguir: etapas de preparação, análise de informações, analítica, criatividade, síntese, desenvolvimento e apresentação. Essas fases podem ser consideradas, de forma genérica, como etapas de um projeto do produto. Nesse caso, o que caracteriza a análise de valor como uma ferramenta de projeto específica são as três primeiras etapas, quando é efetivamente realizado um exame criterioso pela equipe de projeto, com enfoque voltado para o levantamento das características associadas ao valor dos itens que compõem o produto em relação à real função de cada item ou parte componente. 1. Etapa de Preparação
Como a maioria dos métodos de gestão utilizados no processo de desenvolvimento de produtos, a melhor forma de se aprender como utilizar a análise de valor é praticando. Também, como é comum nesse caso, é importante que seja estabelecida uma equipe de trabalho e um chefe de equipe queirá coordenar os trabalhos. É necessário ainda que todos os envolvidos no processo estejam comprometidos e motivados para o trabalho. Para tanto,
Projeto do Produto
ELSEVIER
é necessário que seja criado umambiente propício para o trabalho e que ele sejaaplicado a situações o mais reais possível. A etapa de preparação envolve as seguintes fases: a) seleção do produto a ser analisado: sugere-se que a seleção do produto a ser analisado seja feita pelos diretores de operação da empresa. A decisão deverá ser baseada na verificação de em qual fase se encontra a vida do produto em termos de volume de vendas e de sua importância para o planejamento estratégico da empresa. Dessa forma, a análise será mais relevante se o produto escolhido for o carro-chefe da empresa, com grande potencial de crescimento de vendas e que possa trazer outros benefícios comerciais; b) seleção dos participantes: a equipe de trabalho para a implementação da análise de valor deverá ser composta por profissionais experientes e que tenham conhecimento suficiente para dar contribuições no sentido de agregar valor ao produto. Talvez o aspecto mais importante seja a competência, o comprometimento e a motivação da equipe para a realização do trabalho. A experiência demonstra que uma equipe de quatro profissionais é o ideal para a condução dos trabalhos. Além disso, os profissionais escolhidos devem ser aqueles elementos-chave realmente capazes de tomar decisão e que tenham conhecimento em suas áreas. Deve-se evitar aquele profissional que tenha tido grande participação no desenvolvimento do produto porque, geralmente, esse profissional já tem a sua opinião formada sobre o produto e tende a desestimular qualquer mudança sugerida pela equipe que está conduzindo o processo da análise de valor. Aquele responsável pela condução dos trabalhos deve procurar um equilíbrio entre os membros da equipe, dando igualdade de oportunidades para que todos possam contribuir para a análise; c) fornecimento de dados técnicos: alguns dados técnicos são importantes para se conduzir a análise de valor. Dessa forma, é importante considerar os eventuais custos previstos para materiais empregados e peças a serem fabricadas e utilizadas no produto, bem como o custo de mão de obra associado,e, ainda, o tipo de peças e materiais, sua quantidade e tamanho, entre outros. Requerem-se também os desenhos técnicos do produto e a lista de peças adquiridas junto a fornecedores. Além disso, dados técnicos referentes ao produto e seus procedimentos de fabricação (fluxo de produção, processos e o produto propriamente dito), bem como de produtos concorrentes. Sempre que possível, dados de mercado, incluindo a evolução histórica mercadológica do produto (p. ex., aceitação do produto pelo mercado, competitividade do produto); d) fornecimento de dados com relação a custos: uma correta análise dos custos de produção é essencial para uma boa avaliação da análise de valor. Na maioria dos casos, os dados referentes a custos são apresentados de forma geral. Entretanto, é importante que eles sejam apresentados de forma detalhada para que a equipe possa melhor realizar o processo da análise de valor do produto ou serviço. Assim, dados superficiais e inconsistentes sobre custos podem dificultar a análise. O ideal é que os custos sejam apresentados de forma desmembrada para facilitar a análise;
Capítulo 11
e)
f)
g)
| Análise de Valor e sua Aplicação no Projeto do Produto
fornecimento de equipamentos e logística: é importante que o trabalho seja realizado em um ambiente que facilite a concentração dos participantes, bem como sejam colocados à disposição os equipamentos necessários para o bom andamento da reunião (retroprojetores, equipamento multimídia, TV etc.) e apoio logístico (alimentação e deslocamentos dos participantes). Isso dará tranquilidade e condições ideais de conforto para que o trabalho seja bem executado; fornecimento de dados do mercado: é importante o fornecimento de dados como vendas anuais, análise da fatia de mercado indicando a sua projeção e análise dos competidores atuais e futuros. Os dados devem estar atualizados e ser precisos para que a análise seja bem-feita; Dados referentes à análise de valor prévia: sempre que possível, devem ser considerados dados utilizados em trabalhos de análise de valor realizados anteriormente. Esses dados são importantes para que se possa realizar um trabalho comparativo sobre a evolução do processo de desenvolvimento do produto. Infelizmente, dados referentes a estudos anteriores de análise de valor nem sempre estão disponíveis e não são frequentes.
2. Etapa de Análise de Informações
Nessa etapa procura-se realizar as análises das informações coletadas. Primeiramente, a equipe de projetos deve ler e conhecer os documentos coletados na etapa de preparação. Por conseguinte, as metas a serem alcançadas devem estar bem estabelecidas e ser conhecidas de todos os participantes. Uma das formas de focar nesse objetivo comum é uma breve apresentação daquele que dirige o processo da análise de valor, quando deverá apresentar a importância de um bom aproveitamento nas discussões do método, o comprometimento da alta direção e o estabelecimento de objetivos mensuráveis para que se possa avaliar o desempenho do trabalho. Nessa etapa, a equipe de trabalho deve preparar um plano de implementação estabelecendo quais as possíveis mudanças a serem aplicadas, bem como as dificuldades que poderão surgir com essa implementação. À medida que o trabalho venha a progredir, deve-se realizar atualizações, tanto no que se refere às possíveis mudanças como às eventuais dificuldades. Uma das mais importantes ações nessa etapa é a realização da análise funcional. Ela é o fundamento de uma boa análise de valor. A análise funcional transforma a estrutura de qualquer produto, procedimento, serviço ou processo em uma estrutura de palavras (normalmente um binômio substantivo-verbo). Os profissionais envolvidos no processo da análise de valor devem conhecer bem o produto em estudo. Ou seja, conhecer bem a estrutura do produto, os processos de fabricação pelos quais ele deve passar, os tipos de materiais a serem utilizados na sua produção e as diversas etapas de montagem, entre outros. Como consequência, esses profissionais têm a possibilidade de melhor identificar os possíveis problemas e soluções (ou oportunidades de melhoria) que o produto pode apresentar. Entretanto, por estarem por
Projeto do Produto
ELSEVIER
demais envolvidos no processo de desenvolvimento do produto ou serviço (e também na análise de valor), técnicas como a análise funcional podem ajudar esses profissionais a se colocarem de forma distante do estudo para melhor avaliar as diversas possibilidades. Para que se estabeleça a análise funcional é necessário que cada função do produto seja identificada e descrita em um sistema de frases composto do binômio “substantivoverbo”. Ao se estabelecer esse sistema de frases “substantivo-verbo”, percebe-se claramente o quão amplo é cada função no sistema funcional do produto. De forma a compilar o diagrama da análise funcional é necessário associar cada função individual com outras funções individuais no sentido de se formar uma rede de funções interligadas. Isso é feito perguntando-se com relação a cada função individual do produto: “por quê?” e “como?”. As respostas para o “por quê?” são colocadas no lado direito do diagrama e as respostas para o “como?” são colocadas no lado esquerdo do diagrama. Quando todo o diagrama de funções interligadas está finalizado, pode-se caminhar da esquerda para a direita perguntando-se “por quê?” e da direita para a esquerda perguntando-se “como?”. Dessa forma, começando por uma função conhecida do produto, os analistas podem perguntar “por quê?” e “como?” no sentido de formar todo o diagrama. Assim, o diagrama da análise funcional representa as relações funcionais existentes entre todas as funções do sistema. Ele mostra como uma função é dependente das outras e quais as funções que ocorrem de forma sequencial ou em paralelo. O diagrama tem o benefício de trazer um melhor entendimento de como todo o sistema funciona e pode agir como um estímulo para novas ideias na fase de projeto do produto e como um checklist para projetos já em desenvolvimento. Esse sistema de funções representado pelo binômio “substantivo-verbo” pode ser montado em um grande quadro onde são colados cartões com cada função do produto. Uma vez que todo o sistema de funções está completo, para cada binômio “substantivoverbo” identifique cada peça, característica, operação, atividade, especificação, requisito ou material associado àquele binômio. Uma vez realizada essa associação, procura-se identificar o custo associado para cada um desses binômios “substantivo-verbo”. Isso pode ser feito dividindo-se o custo total do produto ou processo em pequenos elementos. Depois, deve-se determinar quais as funções que cada elemento realiza e somar todos os custos associados a cada função específica. Se o item exerce somente uma função, então devem ser atribuídos os valores dos custos daquela determinada função. Entretanto, se o item exerce várias funções, é necessário que se faça um desmembramento das diversas funções daquele item específico e que se atribua o valor do custo de cada uma das funções. A análise não deve ser direta, ou seja, se o item exerce duas funções não se deve dividir o custo total do item pela metade para se obter o custo de cada uma das funções. Deve-se ter o cuidado de analisar o custo de cada função separadamente, procurando obter o custo real de cada função específica.
Capítulo 11
| Análise de Valor e sua Aplicação no Projeto do Produto
3. Etapa Analítica
O principal objetivo dessa etapa é comparar o custo de cada função em relação ao benefício que ele traz ao cliente. Assim, busca-se identificar aquelas funções que serão objeto de uma revisão pela análise de valor, ou seja, aquelas funções altamente custosas para o cliente e que agregam pouco benefício para o desempenho final do produto. A criatividade é muito importante nessa etapa, pois os participantes da análise de valor terão de buscar alternativas técnicas menos custosas para a realização dessas funções. 4. Etapa de Criatividade
Nessa etapa, o foco está na funcionalidade do produto. Primeiro identificando o que aquela determinada função traz para o cliente, e segundo propondo alternativas que possam atender às necessidades dos clientes a um custo mais baixo. Nessa etapa deve-se utilizar a técnica do brainstoming descrita neste livro (Capítulo 9). 5. Etapa de Síntese
A etapa de criatividade gera várias soluções para a melhoria funcional do produto. Agora, na etapa de síntese, procura-se selecionar as soluções mais viáveis que possam ser implementadas no produto. Uma das estratégias para se reduzir o número de sugestões que foram colocadas na etapa de criatividade é a de reunir as sugestões em diversos grupos. Assim, ao agrupar sugestões comuns, a equipe de projetos tende a uma ideia mais clara de como apresentar uma estrutura funcional capaz de atender às necessidades do cliente a um custo menor. Após isso, alguém do grupo responsável pela análise de valor é destacado para defender aquela ideia. Alguns argumentos podem ser utilizados nessa fase como, por exemplo, verificar a possibilidade de se implementar tal ideia ouvindo a percepção de outros profissionais de fora da empresa. Pode-se, também, tentar estimar as consequências econômicas de se adotar aquela determinada ideia no que diz respeito à redução de custos. Ou estimar o efeito dessa ideia na aceitação final do produto. Todas essas análises deverão ser discutidas com o grupo que desenvolve o trabalho da análise de valor no sentido de se obter a melhor solução para o problema. 6. Etapa de Desenvolvimento
O grande desafio dessa etapa é analisar todas as proposições e selecionar a melhor opção. Nessa etapa, aqueles conceitos escolhidos na etapa de síntese passam a uma fase de refinamento e detalhamento do projeto. Dessa forma, novos dados são incorporados ao processo de desenvolvimento do produto. Assim, aspectos como estimativa de cotação do produto, custos de mão de obra e material, entre outros, devem ser considerados durante esse processo. Essa etapa deve estar acompanhada de um cronograma de atividades que devem ser implementadas por cada membro da equipe. O chefe da equipe é a pessoa responsável por preencher o cronograma e delegar as atividades para cada
Projeto do Produto
ELSEVIER
membro. Dessa forma, toda vez que cada membro da equipe completar a sua atividade, ela deve ser atualizada, baseando-se naquilo já estabelecido na etapa de síntese. 7. Etapa de Apresentação
A etapa de apresentação dos resultados para os diretores da empresa é o ponto máximo do estudo de análise de valor. O objetivo aqui é o de “vender” a ideia das mudanças propostas após o estudo da análise de valor. Para tanto, é importante que se tenha um planejamento da apresentação. Dessa forma, deve-se estar com os argumentos bem preparados para que se possam promover as mudanças de forma adequada. Portanto, não devem ser estipulados objetivos por demais ambiciosos ou irreais. Sugere-se que a apresentação seja acompanhada por um relatório que descreva as principais sugestões formalizando em detalhes tais melhorias. A etapa de apresentação pode ser acompanhada de um plano de implementação das ações sugeridas. Ou seja, deve-se estabelecer metas e cronogramas de ação para as sugestões colhidas na elaboração da análise de valor.
Referências CSILLAG, João Mário. Análise de Valor. 3. ed. São Paulo: Editora Atlas, 1991. FOWLER, Theodore C. Value Analysis in Design. London: John Wiley & Sons Inc. 1990.
Novos Cenários para a Atividade Projetual: Ferramentas DFX e seus Desdobramentos em DFM, DFA, DFE etc. Eduardo Romeiro Filho1 Especialmente a partir dos anos 1970, a evolução dos meios de projeto, bem como a aplicação de novas ferramentas metodológicas, vem trazendo profundas alterações no processo de desenvolvimento do produto. As novas condições de competitividade do mercado consumidor, aliadas às novas tecnologias disponíveis, como os sistemas CAD, tornam o desenvolvimento de produtos uma atividade complexa, que deve considerar mais e mais aspectos para seu sucesso. O objetivo deste capítulo é apresentar algumas ferramentas de projeto desenvolvidas desde então, discutindo formas de aplicação e apresentando alguns exemplos. Essas ferramentas (ou métodos) de projeto são chamadas genericamente de DFX, ou Design for X (projeto para X). Se antes bastavam produtos baratos e produzidos em grande quantidade para que os consumidores se mostrassem dispostos a ir às compras, a partir dessa época o mercado (em princípio nos países centrais) torna-se em muitos setores um mercado de substituição, sem ampliação expressiva do número de unidades vendidas e com consumidores mais exigentes. Para melhor compreensão do fenômeno, pode-se observar movimento semelhante no Brasil, quando um grande contingente populacional ascende à classe média, especialmente a partir do ano de 2004. Essa mudança no mercado consumidor, que cresce de forma expressiva desde então, acaba por consolidar a chamada “classe C”, uma nova classe média em grande medida responsável pelo crescimento do consumo. Esse fenômeno, entretanto, embora característico da época de ouro da produção em massa, não é observado na maior parte do mundo desenvolvido, que já atingiu um equilíbrio entre oferta e demanda de mercado. Em muitos setores, como o automobilístico, a capacidade produtiva mundial supera a demanda em milhões de unidades. Em um cenário como esse, não existe lugar para produtos de baixa qualidade (entendida esta como o conjunto de características capazes de atender às necessidades e desejos 1
A partir dos trabalhos de Lima e Romeiro (2002) e Corrêa (2006).
Projeto do Produto
ELSEVIER
dos consumidores) e alto preço. Sendo assim, o projeto do produto assume importância crescente nas empresas líderes de mercado, em especial nas consideradas “proativas” em relação aos concorrentes. Nestas, o projeto do produto assume papel importante para manutenção e ampliação do mercado consumidor, a partir da excelência dos produtos, tanto em termos de qualidade, vista como padrão de conformidade, como pelo atendimento, em tempo reduzido, das necessidades e desejos do consumidor a um preço justo. A Figura 12.1 ilustra esse processo de evolução no projeto do produto entre as décadas de 1970 e 1990.
Figura 12.1: Evolução do processo de projeto do produto entre 1970 e 1990 (Bossak, 1998).
Para que os produtos projetados atendam a necessidades cada vez mais específicas, por parte dos consumidores como de novas legislações (relacionadas, por exemplo, à redução de impactos ambientais), diferentes ferramentas de projeto vêm sendo desenvolvidas. Elas se referem a aspectos específicos do desenvolvimento de produtos e têm por objetivo alcançar resultados consistentes a partir de abordagens voltadas a diferentes etapas do ciclo de vida desses produtos. Essas ferramentas reafirmam a necessidade (Melhado et al., 2005), da interação entre o projeto do produto e o projeto de manufatura, na otimização do produto e do processo quanto a aspectos como custo, qualidade e produtividade. Juntamente com o suporte computacional, como ferramentas CAD/CAE/ CAM, essas ferramentas metodológicas, quando vinculadas aos propósitos da engenharia simultânea (ES), contribuem para a redução do custo total do ciclo de vida do produto e do tempo de desenvolvimento, pois eliminam ciclos de retrabalho e influenciam de forma positiva os processos de produção (ver o Capítulo 27). O DFX é também chamado de design for excellence (projeto para a excelência) ou “projeto voltado para a qualidade total” (Huang, 1996), buscando através de uma série de diretrizes permitir que o produto chegue ao mercado de forma rápida e satisfatória. Isso se dá pelo incentivo à comunicação e Cooperação, o que justifica a vinculação existente entre DFX e engenharia simultânea. O autor considera que as ferramentas bem-sucedidas do DFX são aquelas que racionalizam o produto e o processo, tornando-os modelos pragmáticos e facilmente assimilados pelos projetistas, como “projetos de produto
Capítulo 12
| Novos Cenários para a Atividade Projetual
simultâneos associados a processos e sistemas”. Isso permite que a equipe de projetos veja os problemas de diferentes perspectivas sem perder o foco principal. Seus benefícios podem ser classificados em três categorias: • categoria 1: os benefícios estão diretamente relacionados com as medidas para tornar o produto competitivo, incluindo melhoria da qualidade e produtividade, redução do ciclo de vida, aumento da flexibilidade, satisfação dos clientes, local de trabalho onde predomine tranquilidade e interesse por parte dos operários; • categoria 2: inclui a melhoria e a racionalização das decisões no projeto do produto, processos e recursos, de forma a introduzir alternativas nas etapas iniciais, o que poderá reduzir significativamente as possibilidades de mudança em etapas posteriores; • categoria 3: melhor comunicação entre os participantes através do estabelecimento de uma equipe de trabalho na elaboração do projeto, simultaneidade e transparência das atividades, melhoria no relacionamento entre usuários e fornecedores, maior facilidade no gerenciamento do projeto, desenvolvimento de um produto racionalizado e bem estruturado, promoção da prática da engenharia simultânea. O mesmo autor ainda enumera as principais ações dessa ferramenta em um projeto de produto: • reúne e apresenta os fatos sobre o produto e seus respectivos processos; • esclarece e analisa as relações entre produto e processo; • avalia o seu desempenho; • evidencia as falhas e compara as alternativas possíveis; • propõe revisões em que o projeto pode ser melhorado e prevê seu resultado; • realiza as melhorias necessárias; • permite a interação entre os participantes. Dessa forma, a letra X, em DFX, pode ser então substituída por uma inicial para o que se deseja projetar, seja manufatura, modularidade, custos, desmontagem, reciclagem, meio ambiente etc. O uso do DFX tem alcançado benefícios substanciais, especificamente nos motores automotivos, e buscado o desenvolvimento recente em várias direções: 1) mais e melhores ferramentas têm surgido, apesar de em sua maioria consistirem em sistemas de pesquisa ou ensino, necessitando de demonstração; 2) o DFX tem encontrado mais usuários, embora o número seja ainda muito pequeno, comparado ao número total de indústrias que desenvolvem projetos de produtos ou utilizam ferramentas de design; 3) novas ferramentas têm sido introduzidas em outras etapas do ciclo de vida do produto, tais como produção, serviços de manutenção, desmontagem e reciclagem; 4) novas ferramentas têm surgido para melhorias na competitividade, tais como ferramentas de qualidade, custos, flexibilidade, meio ambiente etc. e 5) outras ferramentas têm emergido para maiores investigações, como integração, análise de mercado, dentre outras.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Embora mais utilizado na indústria automotiva, o DFX tem sido usado em vários outros setores, nos campos de engenharia de produção, mecânica, aeroespacial, automotiva, eletrônica, elétrica etc. As aplicações são feitas desde os produtos mais sofisticados (aeronaves, automóveis, tanques de óleo) até produtos mais simples (fusíveis) (Huang, 1996). Entre as principais abordagens do DFX destacam-se o design for manufacturing (DFM) e o design for assembly (DFA). A proliferação e a expansão do DFA e do DFM, que normalmente são tratados simultaneamente no processo de projeto como projeto para manufatura e montagem (DFMA), têm levado ao aparecimento de vários tipos de abordagens do DFX, considerados novos paradigmas, como mostra a Figura 12.2 (Graedel; Allenby, 1996; Huang, 1996; Kuo et al., 2001).
Figura 12.2: Tipos de abordagens do DFX.
A seguir serão apresentadas algumas ferramentas de DFX e seus respectivos papéis na integração do processo de desenvolvimento de produtos. Todas essas terminologias designam o que se entende por um projeto voltado à produção, ou seja, projetar pensando na sua produção desde o primeiro momento (right-first-time for production), para que problemas potenciais de produção causados pelo projeto sejam solucionados ainda nas primeiras fases do projeto e não durante a fabricação. Algumas dessas ferramentas, consideradas mais importantes ou de aplicação mais difundida, serão detalhadas mais adiante. Projeto para manufatura e montagem – Design for Manufacture and Assembly (DFMA): criado ainda na década de 1970, prevê a busca da simplicidade na montagem, redução do número e padronização dos componentes, redução de custos com remontagem, maior confiabilidade, menores custos. Projeto para conformidade – Design for Compliance (DFC): projetar levando em consideração as conformidades regulares exigidas para fabricação e uso do produto. Projeto para qualidade – Design for Quality (DFQ): projetar de acordo com as exigências do cliente; projetar um produto robusto que ultrapasse as expectativas do cliente.
Capítulo 12
| Novos Cenários para a Atividade Projetual
Projeto para serviço– Design for Service(DFS): projetar para facilitar a instalação inicial, bem como o reparo e a modificação dos produtos no campo ou nos centros de serviços. Projeto para logística do material e aplicação de componente – Design for Material Logistics and Component Applicability (DFMC): centraliza-se na fábrica, no movimento do material, nas considerações de gerenciamento e nas aplicações correspondentes aos componentes e aos materiais. Projeto para manutenção – Design for Maintainability (DFMt): projetar para “fácil” manutenção, assegurando que o produto possa ser mantido em todo o seu ciclo de
vida útil, com despesas razoáveis, sem qualquer dificuldade e, com isso, permitir o prolongamento de utilização do produto. Projeto para teste – Design for Test (DFT): projetar para facilitar teste de fábrica e de campo em todos os níveis de complexidade do sistema: equipamentos, placas de circuitos etc. Projeto para meio ambiente – Design for Environment (DFE): projetar considerando os aspectos ambientais em todo o ciclo de vida do produto. Busca o projeto de produtos que leva à redução de resíduos, seja durante os processos de produção, seja durante a vida útil do produto. Projeto para desmontagem – Design for Disassembly (DFD): srcina-se da necessidade de gerenciamento de resíduos e componentes resultantes da montagem e desmontagem do produto. Objetiva a otimização dos recursos, matérias-primas e energia, minimização de efluentes tóxicos e eventual disposição de resíduos oriundos dos processos produtivos. Embora a srcem do DFMA (e do DFX) remonte à década de 1970, a história mostra que já havia algumas alternativas de montagem eficiente desde o início do século passado. Um exemplo relevante foi Henry Ford que, em 1908, foi capaz de desenvolver projetos reduzindo o número de peças necessárias, tornando-as facilmente ajustáveis, o que facilitou a montagem dos seus carros, reduziu os custos e aumentou a produtividade (Womack et al., 1992). Embora a esteira transportadora e a linha de montagem sejam os aspectos mais evidentes das inovações introduzidas por Ford, o projeto do Ford T, visando à simplicidade de montagem e intercambiabilidade de componentes, foi essencial para o sucesso obtido. A integração do planejamento do processo de fabricação ao desenvolvimento do produto, princípio do DFX e da engenharia simultânea, pressupõe a participação sistemática das equipes de projeto do produto e do processo de fabricação em um trabalho conjunto, o que promove uma realimentação eficiente dos requisitos para acomodar as necessidades dos clientes (internos e externos) ainda na fase conceitual do desenvolvimento do produto. Essa integração contribui para a redução do custo total do ciclo de vida do produto e do tempo de desenvolvimento, pois elimina ciclos de retrabalho, quando todas as variáveis são consideradas ainda no momento de projeto (Stoll, 1988). O autor reforça que o conceito de projeto para manufatura e montagem (DFMA) enfatiza
Projeto do Produto
ELSEVIER
a importância de se desenvolver simultaneamente produtos e processos para a integração e otimização global do ciclo de produção de produtos. A Figura 12.3 relaciona os objetivos das ferramentas DFM e DFA aos objetivos dos projetos para produção.
Figura 12.3: Identificação de objetivos comuns DFM, DFA, projetos para produção (Adaptada de Araújo,
Trabasso (2005)).
Referências ARAUJO, M. F.; TRABASSO, L. G. O caráter integrativo das ferramentas para o desenvolvimento de produtos. In: Anais do 5o Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento de Produto, 2005. CDROM. Curitiba: CEFET – PR, 2005. BOSSAK, M. A. Simulation Based Design. Journal of Materials Processing Technology, v. 76, p. 8-11, 1998. CORRÊA, Cássia Villani. A Aplicação da Engenharia Simultânea na Dinâmica de Elaboração e Implantação de Projetos para Produção de Alvenaria de Vedação na Construção Civil. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais. 2006. GRAEDEL, T.E.; ALLENBY, B.R.Design for environment. Upper Saddle River. New Jersey: Prentice Hall, 1996. 175 p. ____. Industrial ecology. Upper Saddle River. New Jersey: Prentice Hall, 1995. 412 p. HANFT, T.A.; KROLL, E. Ease-of-disassembly evaluation in design for recycling. In: Design for X: concurrent engineering imperatives. Londres: Champman & Hail, 1996. p. 318-334. HUANG, G.Q. Design for X: concurrent engineering imperatives. Londres: Champman & Hail, 1996. 489 p.
Capítulo 12
| Novos Cenários para a Atividade Projetual
KUO, T.-C.; HUANG, S.A.; ZHANG, H.-C. Design for manufacture and design for “X”: concepts, applications and perspectives. Computers & Industrial Engineering, v. 41, n. 3, p. 241-260, 2001. LIMA, R.M.R.; ROMEIRO FILHO, E. Análise ergonômica do trabalho do triador em uma associação de materiais recicláveis. Anais do XII Congresso Brasileiro de Ergonomia – Abergo. Recife, setembro de 2002. LIMA, Rose Mary Rosa de. Aplicação da AET como Contribuição ao Projeto para Meio Ambiente com Ênfase na Reciclagem. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais. 2003. MELHADO, Sílvio Burrattino et al . Coordenação de projetos de edificações. 1. ed. São Paulo: O Nome da Rosa, 2005. 115p. STOLL, H. W. Design for manufacturing.Manufacturing Engineering, v. 1, p. 67-73, 1988. WOMACK, J.P.; JONES, D.T.; ROOS, D. A máquina que mudou o mundo . Rio de Janeiro: Campus, 1992. 347 p.
DFM e DFA –Design for Manufacturing e Design for Assembly Ricardo Manfredi Naveiro Os princípios enumerados a seguir se aplicam ao projeto de produtos industriais, isto é, aqueles produtos elaborados em indústrias de manufatura com predominância de processos de fabricação do ramo metal-mecânico. Essas recomendações servem, principalmente, para a verificação preliminar da viabilidade de fabricação daquilo que é projetado. Existem certos princípios que são utilizados pelos projetistas para se obter um produto com custo mínimo. Esses princípios e recomendações são uma coleção de práticas consagradas de projeto que representam o conhecimento prático e experimental do projetista acumulado ao longo da sua vida profissional. São conhecimentos do tipo “ao projetar uma peça de alumínio que vai ser fundida por fundição sob pressão, lembrar que a espessura mínima de parede da peça é de 4mm” ou, então, sempre que possível, utilizar peças obtidas por conformação em vez de peças usinadas, uma vez que o processo de conformação tem menor custo que a usinagem. Alguns desses princípios consagrados de projeto estão assinalados a seguir: • simplicidade: significa que o produto deve ter o menor número de peças possível, o menor número de peças complexas possível, a menor quantidade de ajustes finos possível, e as peças devem ter a menor sequência de fabricação possível; • padronização: devem ser usados materiais padronizados, preferencialmente no
•
estado emno que são adquiridosOnouso mercado, de forma a se obterem vantagens comparativas processamento. de materiais padronizados facilita sua aquisição no mercado e seu processamento dispensa ferramental específico; modularização: devem ser utilizados componentes e subconjuntos comuns aos já empregados na carteira de produtos da empresa. Procurar, por exemplo, usar uma plataforma comum que possa servir a vários produtos, como vem sendo praticado na indústria automobilística. Essa prática traz economias de escala na produção, uma vez que os investimentos realizados são amortizados por um grande número
Capítulo 13
•
•
| DFM e DFA – Design for Manufacturing e Design for Assembly
de unidades, assim como, no período de pós-venda, permite a redução dos estoques de peças nas concessionárias; relaxamento de tolerâncias: o afrouxamento das tolerâncias nos ajustes em que elas foram mal especificadas evita a utilização de equipamentos especiais de fabricação e mão de obra mais qualificada. O afrouxamento das tolerâncias encurta o ciclo de fabricação, uma vez que reduz o número de dispositivos auxiliares utilizados para obter um componente de maior precisão, assim como simplifica o controle de qualidade dimensional, o que barateia a produção; adequação ao nível de produção: o projeto deve estar adequado à produção do produto, uma vez que determinados detalhes definidos no projeto estão associados a determinados processos de fabricação. Por exemplo, ao definir que uma peça fundida em alumínio deve apresentar um bom acabamento, o projetista estará eliminando alguns processos de fundição que não atendem a esse requisito para pequenos lotes de produção.
Além desses princípios gerais de projeto, existem regras específicas que conduzem a um produto mais bem projetado segundo critérios de custo e de adequação aos processos de fabricação. As principais regras apontadas em vários manuais de projeto orientado à fabricação são: • reduzir o número de peças. Isso pode ser obtido projetando uma peça com o maior número de funções, isto é, uma peça que possibilita a integração de mais de uma função num único componente; • projetar para operações de fabricaçãode baixo custo. Normalmente,furos obtidos por corte (conformação) são mais baratos de fabricar do que furos obtidos por usinagem; • orientar a cotagem das peças aos processos de fabricação empregados. O projetista deve indicar as cotas usando uma superfície de referência comum que servirá como referência no processo de fabricação; • evitar cantos vivos nas peças, qualquer que seja o processo de fabricação utilizado. Cantos vivos significam concentração de tensão nas peças, enquanto cantos adoçados facilitam a fabricação, exigem menos esforços em processos de usinagem e possibilitam um preenchimento mais suave do molde em processos de conformação. Os cantos vivos externos podem ocorrer quando representam o resultado da intercessão de duas superfícies planas usinadas; • projetar para operações que utilizem ferramental padronizado e de uso geral. Procurar sempre ajustar as dimensões do componente àquelas encontradas no mercado. Ao definir o diâmetro de um eixo em Ø 9,1, procurar redimensionar o elemento para que possa ser utilizado o material padronizado em Ø 9,0; • projetar visando à redução do peso das peças. Uma boa parte do custo das peças está associada à quantidade de material empregado, de forma que o projetista deve procurar aprimorar o processo de dimensionamento e simulação da peça para obter a forma final que tenha o menor peso possível;
Projeto do Produto
•
ELSEVIER
projetar as peças de forma que sua fabricação possa ser feita sem alterar a sua fixação na máquina. A fixação de uma peça numa máquina faz parte do tempo improdutivo de produção, de maneira que o reposicionamento de uma peça no decorrer do processo de fabricação acarreta aumento do custo de produção.
Conforme registrado nos “princípios gerais” e nas “regras”, a obtenção de um produto com o menor número de peças possível é um dos principais fatores para se alcançar um bom projeto. A redução do número de peças em um produto pode ser realizada pela eliminação de umoucomponente individual que cumpria uma função na estrutura do produto pela combinação de várias peças integrando, emredundante um um único componente, as funções que eram realizadas pelos diversos componentes individuais.
Figura 13.1: Exemplo de redução de peças por combinação.
O projeto de peças multifuncionais também deve ser praticado, uma vez que elas contribuem para a padronização e para a redução do número de componentes. A diminuição do número de peças deve, no entanto, assegurar que o produto tenha as peças básicas necessárias para constituir a montagem, pois cada produto possui um número mínimo de peças necessárias para ser funcional e ter a forma desejada. O projeto orientado à manufatura é um caso específico da aplicação da engenharia simultânea na integração entre as atividades de projeto e planejamento da fabricação do produto. Basicamente compreende trazer para a esfera do projeto o conjunto de práticas de fabricação usualmente utilizadas. Isso é feito através de meios computacionais ou através de reuniões de avaliação do projeto feitas regularmente pelos dois setores envolvidos. Algumas empresas têm, dentro do setor de projeto, um funcionário mais experiente, com bastante conhecimento dos equipamentos e dispositivos disponíveis para fabricação e das práticas adotadas pelo setor de fabricação. Esse funcionário tem a função de verificar os projetos e ao mesmo tempo servir como consultor aos projetistas menos experientes. Alguns conhecimentos em domínios muito bem definidos podem ser disponibilizados em programas ou sistemas informatizados de auxílio ao projeto, tais como os conhecimentos usados para as tarefas consideradas de projeto rotineiro: dimensionar um componente, simular seu comportamento sob carga, entre outros. Um caso particular do projeto orientado à manufatura que recebeu grande destaque é o “projeto orientado à montagem”. O processo orientado à montagem consiste em analisar uma série de parâmetros nas peçasdesenhadas, de forma a dar um retorno ao projetista
Capítulo 13
| DFM e DFA – Design for Manufacturing e Design for Assembly
do mérito da sua concepção. O método analisa cada peça segundo sua dificuldade de manuseio, dificuldade de inserção e dificuldades de identificação. Ele também leva em conta alguns fatores ergonômicos que afetam a produtividade da montagem manual. Trata-se, portanto, de mais uma vez trazer para a esfera do projeto um conjunto de considerações que normalmente só é tratada na etapa seguinte. Essa prática permite a redução dos custos de montagem do produto e um ganho acelerado de conhecimentos tácitospela sua aplicação contínua, sendo altamente recomendada para projetistas iniciantes. 13.1. Projeto Orientado à Montagem O exercício intelectual de antecipar a situação que vai ocorrer na montagem do produto que ainda não está inteiramente materializado é um exemplo típico de aplicação do conhecimento tácito do projetista sobre o processo de montagem do produto. Essa prática vem sendo feita há bastante tempo, porém somente a partir da década de 1980 começaram a aparecer as publicações com a compilação dos tempos de montagem de componentes em diversas situações diferenciadas. Nessa mesma época, os conhecimentos sobre melhoria do projeto foram difundidos nas empresas, que passaram a utilizar os métodos de design for manufacturing dentro dos quais se encaixa o projeto orientado à montagem. O termo design for assembly foi Cunhado a partir dos estudos desenvolvidos por Boothroyd & Dewurst, cuja principal contribuição foi o desenvolvimento de um método que permite a montagem de um produto através de critérios objetivos facilmente reproduzíveis dentro de uma equipe de projeto. Resultados de casos de empresas que aplicaram DFA mostram que a redução do número de peças em algumas delas chegou a 80%, ficando a média em torno de 56% de redução (Huang, 1996). Os métodos de DFA foram desenvolvidos para produtos de pequeno porte, como aqueles submetidos à montagem manual em bancadas de montagem, e são aplicados analisando o produto completo. Os documentos principais utilizados para a análise do mérito de montagem são os desenhos de conjunto, preferencialmente na representação isométrica ou em vista explodida, assim como as estruturas de produto: árvores de produto e listas de material indexadas. Escolha do Método de Montagem
O método de montagem de qualquer produto deve ser previamente estudado de forma a considerar os vários fatores de produção. O melhor método para otimizar a montagem e reduzir seus custos é aquele que puder simplificar o número de peças na montagem. As partes complexas vão exigir mais tempo e, muitas vezes, mais material para serem produzidas, e isso deve ser considerado. Os produtos podem ser montados manualmente, por robôs ou por máquinas de montagem automatizadas. Se o produto não foi projetado para a montagem automática, a montagem manual provavelmente deve ser a única possibilidade viável; a automatização só se justifica se a taxa de produção é alta e se a quantidade de trabalho exigida na montagem é grande. O
Projeto do Produto
ELSEVIER
grau de automatização dependerá da redução do custo de montagem e do aumento da taxa de produção decorrentes do uso de equipamentos automáticos de montagem. Quando um produto é fabricado em grande quantidade, a automatização é o sistema mais indicado para reduzir os custos e melhorar a produtividade. Quando um produto é projetado orientado à fabricação e à montagem, e quando a simplificação é correta, a montagem manual não se torna mais cara que a montagem automatizada e, assim, pode-se dizer que o que é considerado difícil para um trabalhador fazer provavelmente também será difícil para uma máquina de montagem automática. Parâmetros que Interferem na Montagem
• •
• • • • •
• •
Os principais parâmetros que interferem no processo de montagem manual são: necessidade da peça: verificação se a peça fixa, segura ou conecta outra peça, se a peça se move em relação às demais, sepossui material diferente ou separação física; necessidade de orientação: verificação do posicionamento prévio da peça no momento da montagem; se a peça tem simetria 360º como, por exemplo, um eixo cilíndrico, ou se a peça tem simetria 180º, como um eixo retangular que só monta em duas posições; possibilidades de manipulação: verificação se a peça pode se enroscar, se é flexível, escorregadia, frágil, afiada ou pesada; direções e sentidos de montagem: verificação do número de direções de montagem; dificuldades de inserção: verificação da restrição à visão, da dificuldade de acesso, da dificuldade de alinhamento ou posicionamento, da resistência à inserção; necessidade de ferramentas especiais para manipulação: verificação se é preciso utilizar ferramentas especiais como pinças e pegadores; visibilidade na inserção: verificação se existe visibilidade do local onde a peça será inserida, se existe alguma restrição à visão do montador. Necessidade de utilização de dispositivos de ampliação ótica; operaçõespreparatórias:verificaçãose a peça demanda alguma preparaçãoprévia para ser iniciada a sua montagem, como preparação de gabaritos, berços, suportes etc.; aspectos ergonômicos: verificar o envoltório de alcance do montador e o que é exigido pelo processo de montagem. Necessidade de manipulação com as duas mãos ou por duas pessoas.
A partir desses parâmetros foram construídas tabelas que têm como chave de entrada o tamanho, a espessura da peça e a sua dificuldade de pegar e manipular (Boothroyd & Dewhurst, 1991). As tabelas foram organizadas de tal forma que o resultado da avaliação de cada peça fornece a sua contribuição no tempo total de montagem do produto. A partir daí se tem um quadro onde irão aparecer os componentes que estão influindo com a maior parcela para o tempo total de montagem e, por conseguinte, para o custo. Em seguida, é feito o cálculo do grau de eficiência da montagem do produto e, a partir daí, é de responsabilidade do projetista gerar alternativas de projeto que elimi-
Capítulo 13
| DFM e DFA – Design for Manufacturing e Design for Assembly
nem ou minimizem os efeitos dos componentes críticos. A Figura 13.2 mostra o caso de um conjunto de êmbolo pneumático que teve redução de seis peças srcinalmente para quatro peças. Pode-se notar que o principal partido adotado no redesenho do produto foi eliminar os elementos de ligação e adotar novos componentes integrando as funções.
Figura 13.2: Êmbolo pneumático e seu reprojeto (Boothroyd & Dewhurst, 1991).
Como aplicação dos conceitos discutidos nos itens anteriores, foi feita a análise da eficiência de montagem de um produto relativamente simples que sofre montagem manual. O produto analisado foi uma tomada de ferro de passar roupa, modelo bem antigo (Figura 13.2).
Figura 13.3: Desenho esquemático da tomada de um ferro de passar.
Primeiramente foi definida a sua sequência de montagem e levantados os dados relativos às dimensões dos componentes. Utilizando as recomendações contidas no manual Design for Assembly (Boothroyd & Dewhurst, 1991), foi feita a análise dos parâmetros relativos às peças utilizando as tabelas de tempo de manuseio e de inserção disponibilizadas nessa obra. São considerados o tempo de manuseio e o tempo de inserção de cada peça. A atual configuração da tomada apresenta 9% de eficiência, resultado que indica a necessidade de um redesenho. O baixo grau de eficiência ocorre devido ao grande número de parafusos e porcas, responsáveis pelo aumento do tempo e do custo
Projeto do Produto
ELSEVIER
na montagem. Além desses componentes, foi verificado que peças como o encaixe de cerâmica e o encaixe de metal podem ter suas funções integradas em uma única peça. A inserção dos fios na montagem é dificultada pelo tipo de fixação deles aos conectores. Para o reprojeto é feita a análise do tempo, do custo e da necessidade de cada peça e, utilizando as recomendações contidas no manual citado, procura-se saber quais são as prováveis peças a serem eliminadas, a saber: elementos de união, encaixe de cerâmica e encaixe de metal. Devem ser projetados conectores que possuam formas que permitam melhor acesso à inserção e encaixe dos fios, eliminando as ligações internas feitas pelos parafusos e porcas. A base deve possuir uma forma que possagarantir o autoposicionamento dos conectores, eliminando o encaixe de cerâmica, bem como o direcionamento dos fios, eliminando o encaixe de metal; dessa forma, a base deve autoencaixar de maneira simples, substituindo o ajuste feito pelo parafuso e porca da base e pelo parafuso do encaixe de cerâmica. Foi feito um novo cálculo no qual certas peças são eliminadas e as demais mantidas como srcinalmente. Como as peças mantidas no projeto não foram alteradas em suas características formais, os seus tempos e custos de manipulação e inserção ficam inalterados. O reprojeto obteve 32% de eficiência, portanto um aumento considerável em relação aos 9% do projeto srcinal. Como pode ser visto através desse exemplo, o projeto orientado à montagem é um método eficiente em que o projetista avalia a qualidade das soluções adotadas ao longo do projeto. Ele é responsável pela escolha de novas concepções que conduzam a uma melhor eficiência do processo de montagem. Além do caráter de aplicação industrial imediata que o método proporciona, é também uma boa oportunidade para o ensino de projeto de produto, possibilitando um retorno aos alunos projetistas do resultado do exercício do projeto nas condições acadêmicas do aprendizado. Referências BOOTHROYD, G., DEWHURST, P., Design for Assembly. Peton/IPC, Amherst, EUA, 1991. BOOTHROYD, G., DEWHURST, P., Product Design for Manufacture and Assembly. Simultaneous Engineering. Integrating Manufacturing & Design. Alan Wesley. 1997. BRALLA, JAMES G., Handbook of Product Design for Manufacturing. McGraw-Hill.1986. ETTLIE, J., STOLL H., Managing the Design-Manufacturing Process, McGrraw-Hill, New York. HUANG, G. 1990. (ed.) Design for X: Concurrent Engineering Imperatives, Chapman and Hall. London. 1996 LOTTER, B., L´automazione del Montaggio – Elettrotecnica e Meccanica di Precisione. Tecniche Nouve. 1992. NAVEIRO, R., O’GRADY, P., A Concurrent Engineering Approach for Design Assistance of Casting Parts. ICED 95 – International Conference on Engineering Design. Praga. 1995.
Projeto do Produto para o Meio Ambiente Reidson Pereira Gouvinhas Eduardo Romeiro Filho As principais preocupações relacionadas ao projeto do produto sempre estiveram centradas em aspectos técnicos e funcionais desses produtos, bem como voltadas à sua utilização pelos chamados “consumidores finais”. Esses consumidores eram identificados pelo serviço de marketing da empresa como aqueles compradores dos produtos fabricados e seus familiares. Não eram normalmente consideradas as necessidades de outras pessoas que eram direta ou indiretamente influenciadas pelos produtos, como operários responsáveis pela montagem, pessoal de instalação e manutenção etc. Especialmente a partir da década de 1970, abordagens como DFMA (veja o capítulo anterior) ampliam a gama de aspectos abordados em projeto. Uma dessas novas abordagens é a crescente preocupação com os efeitos dos sistemas de produção e dos produtos sobre o meio ambiente, como o aumento da poluição ambiental e outros impactos que levam a efeitos danosos, como a redução na camada de ozônio e o aquecimento global. Se até então essa era uma reivindicação de grupos sociais mais engajados, passa a ser assunto cotidiano, e a preocupação com o meio ambiente é cada vez mais incorporada pela população, tendo em vista sinais evidentes e preocupantes de degradação do planeta. Isso faz com que os produtos incorporem necessariamente inovações voltadas para a redução de impactos ambientais. Se, no início, eram utilizados filtros e sistemas voltados para a redução de efluentes durante o processo de produção, sem que os produtos fossem alterados, atualmente o projeto do produto deve já levar em consideração necessária a redução desses impactos. Cabe ao projetista do produto a definição dos materiais e sistemas de produção utilizados para fabricação. Sendo assim, surge a oportunidade de seleção de meios menos danosos, o que virá a reduzir os impactos ambientais
Projeto do Produto
ELSEVIER
gerados. A incorporação desses aspectos ambientais ao projeto do produto é o tema deste capítulo. Atualmente, as empresas vêm sofrendo pressões de vários setores da sociedade como as ONGs (p. ex., Greenpeace), as novas legislações ambientais (p. ex., destinação de resíduos sólidos eletroeletrônicos na Europa e a Política Nacional de Resíduos Sólidos, projeto de Lei 7.047/06 em tramitação no Congresso Nacional), os tratados internacionais (p. ex., Protocolo de Quioto), além de demandas de mercados consumidores cada vez mais exigentes e preocupados com os impactos ambientais, sociais e éticos que podem ser gerados pelo seu padrão de consumo. Dessa forma, a preocupação com relação a aspectos da sustentabilidade chegou a tal ponto que as empresas precisam avaliar o impacto gerado por seus processos e produtos ao longo de todo o seu ciclo de vida. De fato, algumas empresas já perceberam que existe uma oportunidade de realizar bons negócios utilizando-se de uma gestão mais sustentável através da incorporação de práticas relacionadas à proteção ambiental e à responsabilidade social. Por exemplo, já se percebe que práticas como o aumento da eficiência energética, o destino ambientalmente correto de peças e componentes no que tange à reciclagem, a remanufatura e a reutilização, além da maximização do uso de recursos naturais, podem aumentar a lucratividade das empresas. Outras estratégias, como o uso de processos produtivos mais “limpos” e eficientes, além de inovações no design e a busca de produtos mais sustentáveis, também têm trazido diversos benefícios relacionados à inovação. Assim, uma vez que a sustentabilidade começa a permear o mundo dos negócios corporativos e a compor novos valores para as empresas, a constituição de uma imagem sustentável se tornará uma estratégia importante para que elas se tornem realmente competitivas. Como consequência, as empresas necessitam integrar a sustentabilidade em seus procedimentos, tanto no âmbito estratégico como no tático e operacional. Entretanto, tem-se observado que para muitas delas existem algumas dificuldades para que se possa colocar essa sustentabilidade em prática. De fato, as empresas se comunicam com seus clientes através do oferecimento de seus produtos e serviços. Portanto, para que se possa criar uma imagem corporativa sustentável, é necessário que elas utilizem um modelo de gestão que integre o negócio como um todo, com aspectos de marketing e estratégia de desenvolvimento de produtos e serviços de a maneira eficiente. Em outras palavras, acredita-se que, para ser mais eficiente, o projeto de produtos deveria integrar-se a uma estrutura mais abrangente, em que as estratégias de negócio e as estratégias de marketing fossem consideradas. Esses três aspectos deveriam estar integrados de forma a trocarem informações e fazerem parte do processo de tomada de decisão através de todos os departamentos. Ou seja, decisões tomadas durante o processo de desenvolvimento de produtos deveriam ter um forte elo com as estratégias de marketing e de negócio. Isso significa dizer que tais decisões devem ser consideradas de forma simultânea.
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
14.1. A Questão da Sustentabilidade A expressão “desenvolvimento sustentável” teve a sua srcem entre as décadas de 1970 e 1980 devido ao aumento das preocupações ambientas oriundas de uma série de discussões e publicações-chave. Observou-se que a superexploração dos recursos naturais levaria o planeta a um esgotamento desses recursos. Em 1987, o conceito de “desenvolvimento sustentável” foi apresentado pela World Commision on Environmental Development (WCED), na Assembleia Geral das Nações Unidas como sendo “o desenvolvimento que atende às necessidades do presente sem comprometer a habilidade das futuras gerações de encontrar suas próprias necessidades” (United Nations, 2008). Como consequência, a visão comum de desenvolvimento sustentável é que ele abarque três princípios fundamentais: a proteção ambiental, a estabilidade econômica e a responsabilidade social (Castro et al., 1998). Há ainda outros autores que consideram também a dimensão espacial e cultural para se definir o conceito de desenvolvimento sustentável (Sanchs, 1993). A dimensão espacial se refere à busca do equilíbrio entre a população rural e a Urbana. Já a dimensão cultural visa garantir a continuidade das tradições e pluralidade dos povos. Entretanto, considera-se que tais domínios (tanto o espacial quanto o cultural) já estejam inseridos em um domínio mais amplo, a sociedade. As empresas, por sua vez, ao consumirem recursos naturais e gerarem impactos ambientais no decorrer do processamento desses recursos, tanto na produção de produtos como na oferta de serviços, devem assumir as suas responsabilidades na busca da sustentabilidade global. 14.2. O Desenvolvimento Sustentável e o Projeto do Produto Seguindo a mesma linha do desenvolvimento sustentável, a sustentabilidade empresarial ou corporativa nada mais é do que tratar do compromisso empresarial considerando-se o desenvolvimento sustentável. Ou seja, “assegurar o sucesso do negócio em longo prazo e ao mesmo tempo contribuir para o desenvolvimento econômico e social da comunidade, um meio ambiente saudável e uma sociedade igualitária” (Grüninger, 2008). Pimenta (2008: 32) considera a sustentabilidade empresarial como sendo “o desenvolvimento, implementação e manutenção de ações que tornem a organização economicamente viável e inserida em uma posição competitiva, levando em consideração a eficiência ambiental e a responsabilidade social aplicada em todas as suas operações, produtos e níveis organizacionais com foco nos recursos naturais, na sociedade e seus stakeholders.”1
Essa visão reforça a ideia de que o desenvolvimento sustentável e a sustentabilidade empresarial estão intimamente ligados. Ou seja, não pode haver desenvolvimento Primolan (2004) define stakeholders como “aqueles grupos que afetam ou são afetados pela organização e suas atividades – acionistas, administradores, associados, parceiros de negócios, concorrentes, fornecedores, financiadores, consumidores, empregados, governos, entre outros”. 1
Projeto do Produto
ELSEVIER
sustentável na acepção da palavra sem que as empresas também não se desenvolvam com essa preocupação. Isso significa dizer que a empresa deve adotar preços justos e competitivos para seus produtos e serviços, utlizando-se de operações que respeitem a capacidade de suporte dos ecossistemas. E que adotem medidas que tragam uma melhoria contínua no clima organizacional, interagindo com a comunidade local e stakeholders, além de utilizarem ferramentas de gestão ambiental, capazes de controlar e gerenciar os aspectos e impactos ambientais, prevenindo a geração de desperdícios e poluição, e contribuindo com o aumento da performance dos processos, serviços e produtos ao longo do seu ciclo de vida (Pimenta, 2008). Diversas são as razões pelas quais as empresas devem buscar a sustentabilidade empresarial. Hart & Milstein (2004) apresentam quatro conjuntos de motivadores, os quais são: a) uma crescente industrialização e suas consequências correlatas, como o aumento do consumo de matérias-primas, a geração de poluição e resíduos. Assim, uma eficiente gestão dos recursos naturais e a prevenção de poluição e geração de resíduos são cruciais para se atingir o desenvolvimento sustentável; b) interligação dos stakeholders com a sociedade civil. Organizações não governamentais (ONGs) e outras formas de organização da sociedade civil atuam como monitores dos padrões sociais e ambientais junto às empresas na construção de uma consciência voltada para a sustentabilidade; c) surgimento de tecnologias emergentes, ou seja, o desenvolvimento tecnológico e a inovação como forma de se garantir a sustentabilidade; d) aumento da população, da pobreza e da desigualdade associado à globalização, o que contribui de forma acelerada com o aumento da violência, da decadência social, do caos político e do terrorismo. Outros autores consideram que a incorporação da sustentabilidade nos negócios tem apenas o caráter compulsório de atendimento à legislação. Por querer estar livre das penalidades da lei e das pesadas multas decorrentes do não atendimento à legislação ambiental e trabalhista, a empresa procura ser ambientalmente correta e socialmente responsável (Pereira, 2003; Hart & Milstein, 2004; Young, May & Vinha, 2004; Zhang et al., 2007). 14.3. A Influência do Projeto do Produto na Sustentabilidade Produtos e serviços são as condições sine qua non de uma empresa, ou seja, eles são a razão de existência de uma empresa. É através dos produtos e serviços oferecidos pela empresa quetem ela perante se comunica com seus clientes. Assim, a imagem que uma determinada empresa o mercado se reflete pelos produtos e serviços oferecidos por ela. De fato, os clientes só consomem os produtos e os serviços daquela empresa se os mesmos atenderem às suas necessidades. Dessa forma, se uma empresa deseja obter sucesso, seus produtos e serviços devem agregar mais valor (isto é, devem ser mais convenientes, mais baratos, mais fáceis de serm utilizados, consumir menos energia, entre outros) do que aqueles oferecidos pela concorrência. Ocorre que muitos dos problemas
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
relacionados ao padrão de consumo e de produção atuais estão relacionados aos seguintes aspectos ou são uma combinação deles (Kang & Wimmer, 2008): a) a filosofia de vida baseada na “economia de escala” e na “produção em massa” tem dominado as políticas e os procedimentos das empresas e da economia no mundo. É a política do “quanto mais consumo, melhor”. Estratégias de vendas como “compre um e leve dois” ou “na compra de X, ganhe Y”, estimulam o consumo e fazem com que os indivíduos consumam muito além de suas necessidades. O consumo excessivo tem como consequência a exploração exagerada dos recursos naturais e o aumento do volume de resíduos gerado combinado com uma gradual redução da vida útil dos produtos; b) os bens são usados cada vez com menos frequência, e a visão da sociedade é a de que quanto mais bens se tem, maior é a ascensão social do indivíduo. Ou seja, os bens são uma identidade de quem seja o indivíduo perante a sociedade, traduzida em forma de status. Como consequência, as pessoas se definem e definem as outras em função dos bens que possuem. Muitas pessoas consideram que “ir às compras” é uma forma de terapia contra o estresse do dia-a-dia. Todas essas visões fazem com que se estimule cada vez o consumo de produtos e serviços, mesmo que não haja a necessidade para tal; c) a cultura do descartável, segundo a qual muitos dos nossos produtos são projetados para que quebrem ou não funcionem adequadamente após pouco tempo de uso. São produtos que não se pode reparar, seja por falta de peças de reposição, seja por não haver mais o serviço de reparo ou até mesmo porque eles não podem ser desmontados sem que haja qualquer tipo de dano permanente. Ou, então, em alguns casos, o custo do reparo do produto é igual ou maior do que o custo de substituí-lo por um novo. Essas estratégias estimulam que o consumidor retorne para a compra de um novo produto. Como consequência, a troca de produtos é muito mais frequente, e a evolução tecnológica contribui para que produtos “novos” se tornem rapidamente obsoletos. Isso é particularmente destacável no setor de informática. Não importa quais funções os produtos possam oferecer e em que condições de funcionamento eles estão, o estímulo é para que os produtos “antigos” sejam substituídos rapidamente por produtos “novos”. Nesse contexto, percebe-se que o modelo tradicional de produção em massa e focado na venda do produto não poderá mais se sustentar. Como colocado por Fraser (2007), “dentro desse contexto, muitas empresas estão sendo lentas em responder a essas novas demandas porque seus modelos de sucesso tradicionais e sua infraestrutura dificultam uma mudança na cultura organizacional e envolvem modelos rígidos de gerenciamento”. Assim, existe a necessidade de buscar formas alternativas de se gerenciar os negócios perante a questão da sustentabilidade. Por exemplo, faz-se necessária a criação de novas estratégias de negócio, novas formas de relação com o cliente que não o levem para o caminho do consumo desenfreado e do descarte excessivo com consequentes
Projeto do Produto
ELSEVIER
danos ao meio ambiente, bem como novas formas de se desenvolver produtos e serviços que não agridam o meio ambiente. Dessa forma, a necessidade de se adotar um consumo mais sustentável é um grande desafio para os projetistas que desenvolvem seus produtos de forma tradicional. Assim, a sustentabilidade fornece uma excelente oportunidade para os projetistas criarem e desenvolverem novos projetos. Como exposto por Cooper (2000), o consumo sustentável engloba um repensar em como os produtos são concebidos e como as necessidades dos consumidores podem ser satisfeitas. Dessa forma, procedimentos tradicionais focados somente no produto já não são capazes de fornecer a mudança necessária. É preciso que haja uma intervenção mais radical nos projetos que desejam ser ecologicamente responsáveis, socialmente relevantes, tecnologicamente apropriados e que atendam aos desejos dos consumidores. Em resumo, devido às pressões por busca da sustentabilidade, existe a necessidade premente de se realizarem estudos que indiquem às empresas soluções alternativas que lhes permitam definir novas estratégias de negócios. Tais estratégias devem, necessariamente, estar associadas a novas formas de desenvolvimento de produtos e serviços, com o foco voltado para a inovação e as novas estratégias que aprimorem a relação das empresas com o cliente. A conscientização crescente acerca dos problemas ambientais em nível global tem levado a uma reorientação de novas exigibilidades por parte da sociedade (novas tendências de comportamento social). Assim sendo, essa sociedade tem cada vez mais se identificado com um consumidor “limpo”. Ou seja, a fronteira do problema ambiental deixa de ser delimitado somente pela unidade de produção e extrapola para os aspectos gerais do ciclo de vida do produto. Assim, aspectos como o uso do produto e o fim de vida do mesmo são cada vez mais cobrados por esses consumidores desejosos dos requisitos de qualidade, responsabilidade social e eficiência ambiental esperados para o produto. Dentro dessa nova filosofia, em que a unidade de produção deixa de ter o comprometimento unicamente com a geração de riqueza, passando a ter agora a responsabilidade do reflexo social advindo dessa geração de riqueza, é que surge uma nova competência do desenvolvimento de produto chamado de “projeto para o meio ambiente”, também conhecido como ecodesign ou design for environment – DFE. Desse modo, o ecodesign surge como uma estratégia imprescindível no processo de desenvolvimento de produtos, uma vez que objetiva direcionar a fase de projeto conceitual do mesmo, um conjunto de especificações de cunho ambiental que foi observado antecipadamente em cada etapa do ciclo de vida desse produto, com o intuito de que o mesmo procure causar o mínimo de impacto ambiental ao longo do seu ciclo de vida. Para isso, ferramentas como o ACV (análise do ciclo de vida) são vitais na identificação dos impactos ambientais e de suas magnitudes, que serviram de subsídios para se projetar ou reprojetar produtos de melhores performances ambientais. Observa-se que, ao considerar a abordagem do ecodesign, todo o ciclo de vida, inclusive a fase de uso e o descarte do produto, é contemplado na identificação e quan-
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
tificação de tais impactos. Entende-se, assim, que o enfoque da produção mais limpa se restringe ao processo de produção na manufatura do produto, conferindo uma melhoria na performance ambiental do produto e da empresa como um todo, mais limitado no que poderia ser alcançado pelo enfoque do ecodesign. 14.4. O Conceito do Ecodesign e sua Relevância para o Desenvolvimento de Produtos A questão ambiental no contexto do projeto do produto não deve ser visto somente como uma adequação e cumprimento à legislação ambiental, mas ainda como um estímulo em se buscar a cultura de inovação na empresa e ganhos comerciais pela consideração de estratégias dessa natureza. Nesse sentido, os negócios de abrangência internacional têm prestado atenção à mudança do foco de preocupação ao atendimento somente à legislação, para uma gestão ambiental dirigida ao produto como parte maior do negócio das empresas. Isso é observado particularmente nos países do norte europeu, nos Estados Unidos e Japão, onde a crescente exigibilidade da legislação ambiental tem levado as empresas a terem a iniciativa em desenvolver produtos novos e otimizados tornando-se líderes em mercados bastante competitivos. Na literatura pertinente à temática do ecodesign existem várias acepções para o termo, a partir de abordagens específicas. A seguir, algumas das definições apresentadas por pesquisadores do assunto: •
•
•
“ecodesign é um elemento-chave em direção ao desenvolvimento sustentável, tendo o potencial de reduzir o impacto ambiental dos produtos e, ao mesmo tempo, alcançar oportunidades reais para as indústrias além dos padrões atuais de exigibilidade” (Lofthouse et al., 1999); “ecodesign é um enfoque dado ao desenvolvimento do produto, onde todos os impactos ambientais do produto são considerados em todo o ciclo de vida do produto desse produto” (Dewberry & Goggin, 1996); “ecodesign são ações tomadas no processo de desenvolvimento do produto, visando à minimização dos impactos ambientais do produto ao longo de todo o seu ciclo de vida, sem comprometer outros requisitos fundamentais esperados para o produto tais como performance funcional e custo de produção” (Johansson, 2002). A partir das definições desses autores, verifica-se que o intuito do ecodesign é desen-
volver um produto que se preocupe em minimizar, ou até eliminar, os impactos ambientais em todas as etapas do seu ciclo de vida, ao mesmo tempo que os aspectos tradicionais, como melhoria da qualidade e redução de custos, continuam a ser levados em consideração no processo de desenvolvimento de produtos. Desse modo, a abordagem doecodesign se insere como uma parte integrante do processo tradicional do desenvolvimento de produto nas empresas, incluindo-se aí o desenvolvimento do projeto conceitual, de protótipos, de projeto executivo e o do desenvolvimento de estratégias de marketing. Oecodesign não se limita ao produto em si, mas ao contexto das estratégias de negócios das empresas.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Para o sucesso da consideração do ecodesign no contexto do desenvolvimento do produto, os projetistas têm um papel importante a desempenhar nesse processo. São esses profissionais que têm a missão de ser colaboradores essenciais no sentido de ensinar, compartilhar, envolver outras equipes de projeto, inovar e traduzir as necessidades do mercado para se repensar ou até mesmo reconfigurar o processo de desenvolvimento do produto em todos os aspectos concorrentes, e não somente o ambiental. Essas considerações são fundamentais no enfoque multidisciplinar da equipe de projeto para uma abordagem bem-sucedida do ecodesign, além de procurar maximizar a performance ambiental e comercial por intervenções dirigidas ao produto. Os principais “atores” que, de forma direta ou indireta, contribuem para o sucesso da inserção do ecodesign no processo de desenvolvimento do produto serão tratados com mais profundidade no item 2.5.7. Os princípios do ecodesign se baseiam na filosofia de que “prevenir é melhor que remediar”. Assim sendo, o grande desafio do ecodesign é fazer valer a funcionalidade do produto enquanto simultaneamente minimiza os impactos ambientais do ciclo de vida do produto e ainda maximiza a competitividade do negócio da empresa. Nesse caso, fica evidente o papel da equipe de projeto, bem como a excelência exigida para o desenvolvimento de produtos adequados às necessidades ambientais. O ecodesign deve ser visto não só como uma ferramenta importante para se reduzir os custos, melhorar a qualidade dos produtos e considerar aspectos ambientais, mas também como uma forma de contribuir significativamente no estabelecimento de novas estratégias de mercado que são fundamentais para que as empresas se tornem cada vez mais competitivas. Assim, o ecodesign representa a integração sistemática de aspectos ambientais no desenvolvimento de produtos. Por oferecer uma nova perspectiva para as empresas, pode se tornar uma ferramenta importante para torná-la mais competitiva e inovadora, como também mais responsável com respeito às questões do meio ambiente. 14.5. Benefícios do Ecodesign O ecodesign apresenta uma estrutura organizada de forma que as empresas possam integrar a maioria dos aspectos relacionados ao desenvolvimento sustentado, como, por exemplo, prevenção da poluição e produção limpa. Oferece a oportunidade de as empresas aprimorarem a sua performance ambiental, podendo obter os seguintes benefícios: Redução do impacto ambiental de seus produtos/processos. Através da redução do impacto ambiental de seus produtos e processos, o ecodesign permite as empresas: 1. Operar de acordo com as legislações ambientais vigentes. 2. Reduzir as incertezas com respeito a futuros requisitos ambientais. 3. Melhorar seu acesso a financiamento e apólices de seguro. 4. Alcançar uma melhor relação com a comunidade em que estão inseridas. 5. Contribuir para uma melhoria ambiental local, regional e global.
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
Obtenção de uma perspectiva sistemática. O ecodesign está focado em todo o ciclo de vida do produto, ajudando as empresas a criar elos entre o desenvolvimento de produtos, a cadeia de fornecedores e vendas/marketing, e assim melhorando: 1. Em termos gerais, uma visão sistemática das operações da empresa. 2. Um mecanismo de grupos de trabalhos interligados, proporcionando uma melhoria contínua dos produtos desenvolvidos. Motiva o desenvolvimento de bons projetos de produto e impulsiona a inovação. Através da incorporação do ecodesign no desenvolvimento de seus produtos e processos, a empresa ganha novas perspectivas no estabelecimento de suas práticas, resultando em novas ideias e soluções. 1. Novas concepções para seus produtos/serviços. 2. Técnicas alternativas de produção. 3. Aumento do envolvimento do empregado nas decisões da empresa. 4. Aumento/estímulo da criatividade. Reduz custos. O ecodesign procura criar formas de reduzir custos em todas as etapas do ciclo de vida do produto e garantir uma grande redução nos efeitos ambientais por quantia monetária investida. Os resultados são: 1. Redução nos custos de produção. 2. Aumento da qualidade do produto.
3. 4.
Retorno contínuo do investimento aplicado. Otimização do consumo de matéria-prima e energia.
Atende às necessidades/desejos dos consumidores excedendo as suas expectativas com relação a preço, performance e qualidade. No mundo atual, existe um crescente aumento
de demanda de novos produtos e serviços desenvolvidos com preocupações ambientais. Incorporar o ecodesign no desenvolvimento de produtos pode ajudar empresas a: 1. Atender às novas exigências do mercado global. 2. Diferenciar seus produtos dos da concorrência. 3. Melhorar a imagem da empresa e chamar a atenção do mercado consumidor. 4. Atrair novos investimentos. 5. Melhorar o marketing de seus produtos. O ecodesign pode também ajudar a estabelecer uma estratégia de longo alcance para os futuros produtos da empresa. Uma visão geral sobre as diversas estratégias que a empresa pode adotar é descrita nas seções subsequentes. 14.6. Estratégias Adotadas pelo Ecodesign A “roda estratégica” para o ecodesign constitui uma estrutura que pode ser usada sistematicamente para rever todo o ciclo devida do produto (van Hemel, 1998; van Hemel & Brezet, 1997; van Hemel & Cramer, 2002). Essa ferramenta permite que a criatividade
Projeto do Produto
ELSEVIER
seja estimulada durante o processo de desenvolvimento do produto, que aperformance ambiental em progresso seja visualizada e que oportunidades de melhorias possam ser destacadas. Otimizar a performance do produto em termos ambientais significa estabelecer um equilíbrio entre aspectos funcionais, econômicos e ambientais, que podem ser mais bem mensurados a partir da avaliação de todo o ciclo de vida do produto. A aplicação da “roda estratégica” para o ecodesign começa com a concepção de um novo produto (ou redesenho de um produto existente) e cobre o projeto, a seleção de materiais, a produção, a distribuição, o uso até o final da vida útil do produto. Permite a visualização e a melhor compreensão, pela equipe de projeto, das várias etapas pelas quais o produto passará.
Figura 14.1: A “roda estratégica” para o DFE.
A seguir são apresentadas as diferentes etapas propostas pela roda estratégica. Cada uma representa oportunidades distintas, de acordo com o tipo de produto analisado. Entretanto, é bastante útil à equipe de projeto, pois permite uma abordagem que considere as inter-relações possíveis entre as várias etapas. Estratégia no 1: Desenvolvimento de um novo projeto conceptual para o produto
Pode direcionar mudanças revolucionárias na redução do impacto ambiental de produtos e/ou serviços, focando nos seguintes aspectos: premissas básicas com relação à função do produto; determinação das necessidades do consumidor final; estabelecimento de como o produto irá atender a essas necessidades do consumidor final. Estratégia no 2: Otimização de aspectos físicos do produto
Cobre aspectos de forma, estética e material, como também a relação do usuário com o produto. As atividades dessa estratégia são realizadas durante as fases preliminares do desenvolvimento de produtos. Para se implementar essa estratégia, a equipe de projeto deverá ter um completo entendimento da posição do produto no mercado com respeito a aspectos ambientais e do conhecimento das necessidades dos usuários.
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
Essa estratégia está focada em: 1) melhoria das funções do produto e do seu ciclo de vida, agregando valores ambientais, e 2) projetando suas características físicas ou componentes com o objetivo de agregar valor ao produto para o consumidor final. A estratégia é constituída para otimizar as funções do produto; estender a vida útil do produto, ou seja, o tempo em que o produto funciona em boas condições; estender aspectos da estética do produto durante o seu ciclo de vida, ou seja, o tempo em que o usuário considera o produto atraente. Os projetistas devem balancear e otimizar a análise dos requisitos técnicos e estéticos para o ciclo de vida do produto de forma a reduzir o consumo de energia e materiais. Em alguns casos, isso pode significar projetar um produto para um ciclo de vida curto, ou longo. Uma empresa pode preferir que seu produto tenha um ciclo de vida curto, caso esteja desenvolvendo, por exemplo, um novo produto mais eficiente (mais econômico e menos poluente) e que ela tem certeza de que esse novo produto terá uma boa aceitação no mercado. Em outros casos, a empresa poderá oferecer um produto com ciclo de vida mais longo, sendo importante analisar aspectos econômicos e de uso do produto. Por exemplo, a empresa poderá decidir desenvolver produtos de alta performance. Tais produtos poderão ser mais caros, mas deverão mostrar alto benefício para o usuário durante um longo período de vida útil. Estratégia no 3: Otimização do material usado
A equipe de projeto deve selecionar materiais, substâncias e tratamentos em superfícies mais apropriadas com respeito à questão ambiental, como, por exemplo, uso de materiais limpos (não causam danos ambientais durante a sua produção e quando são incinerados ou usados como entulhos); uso de materiais renováveis; uso de materiais de baixa energia, ou seja, a energia necessária para extrair, processar e refinar o material antes de utilizá-lo como insumo de manufatura; uso de materiais recicláveis; redução do material usado (otimização do volume e peso do material de tal forma que menos energia é utilizada durante a produção, o transporte e o armazenamento). Estratégia no 4: Otimização da produção
Implementar práticas de produção “limpa”, ou seja, o contínuo uso de processos industriais e produtos que aumentem a eficiência, previnam a poluição do ar, água e terra, e minimizem o risco à saúde humana e ao meio ambiente. Estratégia no 5: Otimização da distribuição
A aplicação dessa estratégia garante que os produtos são transportados do produtor ao distribuidor, varejista e consumidor final, da forma mais eficiente possível. Por exemplo, embalagens mais compactas poderão representar a necessidade de um volume menor (ou um número menor de caminhões, se for o caso) para o transporte do mesmo número de itens, o que reduz o consumo de combustível.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Estratégia no 6: Redução do impacto ambiental durante o uso do produto
Consiste em projetar produtos de tal forma que o consumidor final esteja apto a fazer um uso eficiente de produtos consumíveis como energia, água, detergentes e outros produtos secundários como baterias, refis e filtros. Existem hoje programas governamentais que preconizam que os fabricantes devem indicar aos consumidores o consumo energético de eletrodomésticos, por exemplo. Esse consumo, definido a partir de soluções de projeto (como na utilização de motores mais eficientes ou sistemas que reduzem o desperdício de energia), acaba por tornar-se um critério determinante para a decisão de compra. Além de uma questão econômica, a redução de consumo leva a evidentes ganhos ambientais. Estratégia no 7: Otimização da vida final do sistema
Essa estratégia objetiva o reúso de componentes do produto, assegurando um gerenciamento adequado de rejeitos quando da etapa final do ciclo de vida do produto. A equipe de projeto deve considerar vários cenários para os estágios finais do ciclo de vida do produto. A legislação relativa ao descarte de materiais tóxicos torna-se cada vez mais rígida, o que é benéfico para a sociedade. Aos projetistas cabe a decisão pela utilização consciente de materiais reaproveitáveis ou que tragam menor impacto ambiental. 14.7. Conclusões Todas essas estratégias podem ser adotadas pela empresa e pelos projetistas, sempre com o intuito de comercializar produtos que foram desenvolvidos com preocupação ambiental. Verifica-se que muitas ações sugeridas para uma determinada estratégia estão intimamente relacionadas com outras estratégias de forma que uma possa contribuir para a outra. Entretanto, apesar da sua enorme importância atual no contexto competitivo, o aspecto ambiental não pode ser visto como uma estratégia única de competitividade. Outros aspectos como a qualidade, a resposta rápida às necessidades do cliente, a constante preocupação com o ganho de produtividade e a redução de custos, entre outros, também devem compor o cenário de uma estratégia global da empresa. Em muitas situações, essas estratégias podem ser conflitantes, e deve-se procurar um ponto de equilíbrio para a melhor adequação possível. O que se deve ter em mente é que o uso dessas estratégias da deve ser feitoperante de forma flexível para proporcionar uma certa maleabilidade e mobilidade empresa os crescentes desafios do mercado. Referências CASTRO, N.; SETTI, A.A.; GORGONIO, A.S.; FARIA, S.C. A questão ambiental e as empresas. (Meio ambiente e a pequena empresa). Brasília: Sebrae, 1998. p. 240. ISBN: 85-7333-163-1.
Capítulo 14
| Projeto do Produto para o Meio Ambiente
COOPER, T. Product development implications of sustainable consumption. The Design Journal, v. 3, n. 3, p. 46-57, 2000. DEWBERRY, E.; GOGGIN, P. Spaceship ecodesign. Londres: Co-Design, 1996. DREJER, A. Strategic innovation: a new perspective on strategic management. Handbook of Business Strategy, p. 143-147, 2006. FRASER, H.M.A. The practice of breakthrough strategies by design. Journal of Business Strategy, v. 28, n. 4, p. 66-74, 2007. GRÜNINGER, Beat. GRI: Caminhos e desafios para relatórios de sustentabilidade. Business meets social development. 53 slides, color. Disponível em: http://www.ahkbrasil. com/upload_arq/BSD_GRI_Geral_20071023.pdf. Acesso em 5 de julho de 2008. HART, S.L.; MILSTEIN. Criando valor sustentável. RAE Executivo , v. 3, n. 2, p. 65-79, mai.jul. 2004. IRAP-NRC. Disponível em . Acesso em 16 de abril de 2002. JOHANSSON, G. Success factors for integration of ecodesign in product development – a review of state-of-art. Disponível em . Acesso em 21 de agosto de 2002. KANG, M.-J.; WIMMER, R. Product service systems as systematic cures for obese consumption and production. Journal of Cleaner Production, v. 16, p. 1.146-1.152, 2008. LEWIS, H.; GERTSAKIS, J. Design + environment: a global guide to esigning greener goods. Sheffield: Greenleaf Publishing, 2001. LOFTHOUSE, V.A.; BHAMRA, T.A.; EVANS S.Effective ecodesign: finding a way forward for industry. Cranfield: Cranfield University, School of Industrial & Manufacturing Science, 1999. PEREIRA, C.L.F. Produção mais limpa como um instrumento de gestão ambiental : um estudo de caso em uma indústria cerâmica esmaltada. Dissertação (Mestrado em Gestão e Políticas Ambientais). Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2003. PIMENTA, H.C.D. A produção mais limpa como ferramenta em busca da sustentabilidade empresarial: um estudo de múltiplos casos em empresas do estado do Rio Grande do Norte. (Dissertação de Mestrado) – Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção. Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008. REDE NACIONAL DE PRODUÇÃO MAIS LIMPA (Rede PmaisL). Disponível em . Acesso em 14 de abril de 2003. SANCHS, I. Estratégias de transição para o século XXI. São Paulo: Nobel, 1993. UNITED NATIONS. Un documents Cooperation circles gathering: a body of global agreements. Report of the World Commission on Environment and development: Our Common Future. Disponível em http://www.um-documents.net/ocf-02.htm#I. Acesso em 10 de julho de 2008.
Projeto do Produto
ELSEVIER
VAN HEMEL, C.G. Ecodesign empirically explored; design for environment in Dutch small and medium-sized enterprises. PhD Thesis, Technical University Delft, 1998. VAN HEMEL, C.G.; BREZET, J.C. Ecodesign; a promising approach to sustainable production and consumption. Paris: United Nations Environmental Programme, 1997. ____; CRAMER, J. Barriers and stimuli for ecodesign in SMEs. Journal of Cleaner Production, n. 10, p. 439-453, 2002. YOUNG, C.E.F.; MAY, P.H.; VINHA, V. Tendências macroeconômicas e a geopolítica da competitividade global da sustentabilidade. In: Conselho Empresarial Brasileiro para o Desenvolvimento Sustentável. Relatório de sustentabilidade empresarial – 2004. Disponível em http://www.cebds.org.br/cebds/pub-docs/relatorio-sustentabilidade/rel2004-br/ufrj.pdf . Acesso em 2 de julho de 2008. ZHANG, B.; BI, J.; YUAN, Z. et al. Why do firms engage in environmental management? An empirical study in China. Journal of Cleaner Production, v. 16, p. 1.036-1.045, 2008.
Projeto para Modularidade Paulo Augusto Cauchick Miguel Cristiano Vasconcellos Ferreira Uma das abordagens importantes na concepção do produto refere-se à escolha da sua arquitetura. Um produto é constituído por diversos componentes físicos que atuam com recursos específicos para realizar determinada função. A arquitetura do produto descreve como esses componentes são organizados e como eles interagem entre si (funcionalmente). O conceito de arquitetura envolve o arranjo entre elementos funcionais, um mapeamento dos elementos funcionais para os componentes físicos e a especificação das interfaces entre os componentes físicos que interagem entre si. A arquitetura do produto pode ser integrada ou modular. A arquitetura integrada é concebida a partir de subsistemas que são projetados de forma dependente cujas funções são compartilhadas por um ou mais desses blocos. Exemplos desse tipo de arquitetura são os satélites, carros de Fórmula 1, dentre outros produtos. No projeto modular, a arquitetura é concebida a partir de subsistemas que são projetados independentemente mas que funcionam juntos integralmente, sendo que cada módulo pode exercer uma ou mais funções, como no caso de computadores pessoais, automóveis, aviões, dentre outros. A Figura 15.1 ilustra os tipos de arquitetura. Na arquitetura modular (Figura 15.1a), a associação é de um a um entre cada elemento funcional com cada um dos elementos físicos. No caso da arquitetura integrada (Figura 15.1b), a associação entre os elementos funcionais aos componentes físicos é complexa e as funções são distribuídas entre os componentes.
Projeto do Produto
ELSEVIER
(a)
(b) Figura 15.1: Ilustração de tipos de arquitetura e relação funcional (Ulrich e Eppinger, 1995).
A Figura 15.2 ilustra o caso da arquitetura modular: (a) quatro módulos são usados, enquanto na arquitetura convencional (integrada), sete “blocos” são aplicados de modo dependente entre si (b). Nota-se, então, maior facilidade de combinações de variantes de produtos no caso (a), além de ser mais simples sob o ponto de vista de montagem e manutenção.
Figura 15.2: Ilustração de tipos de arquitetura (Huang, 2000).
A definição dos tipos de arquitetura propicia efeitos positivos na variabilidade dos produtos, sugerindo que a arquitetura modular permite maior flexibilidade de projeto e manufatura pela utilização de subsistemas que são relativamente independentes, conectados por interfaces padronizadas (Cauchick-Miguel, 2005). A modularidade pode então ser definida como o processo de definir um produto complexo a partir de subsistemas de menor escala, que podem ser projetados independentemente, mas que funcionam
Capítulo 15
| Projeto para Modularidade
juntos como um todo. Nesse sentido, existe então interdependência entre os subsistemas e componentes do próprio módulo e independência entre os módulos. Um exemplo de projeto de automóvel modular é o Smart, produzido pela Mercedes-Benz e pela Watch na Europa (Figura 15.3).
Figura 15.3: Foto do Smart (fotografia de Paulo A. Cauchick Miguel).
No entanto, é importante destacar que a modularidade não é limitada ao projeto de produto, podendo envolver também os processos de produção. A Figura 15.4 mostra aplanta organização modular da planta da VW emmódulos Resende, Estado(caminhões do Rio de Janeiro. A foi definida e organizada a partir dos dono produto e ônibus). O produto percorre então a linha de produção onde os módulos vão sendo agregados ao produto pelos fornecedores que estão instalados dentro da planta da linha de montagem da VW.
Figura 15.4: Exemplo de modularidade na produção (Cauchick-Miguel e Pires, 2006).
Projeto do Produto
ELSEVIER
Referências CAUCHICK-MIGUEL, P. A.; PIRES, S.R.I. A case study on modularity in product development and production within the auto industry. International Journal of Automotive Technology and Management, v. 6, p. 315-330, 2006. CAUCHICK-MIGUEL, P. A. Modularity in product development: a literature review towards a research agenda. Product: Management and Development, v. 3, n. 2, p. 165-174, 2005. HUANG, C.C. Overview of modular product development. Proc. Natl. Sci. Counc. ROC (A), v. 24, n. 3, p. 149-165, 2000. ULRICH, K.; EPPINGER, S.D. Product design and development. Nova York: McGraw-Hill, 1995.
Projeto para Desmontagem Eduardo Romeiro Filho1 O projeto para desmontagem (Design for Disassembly) é uma das estratégias disponíveis para a concepção de produtos cuja reciclagem seja economicamente justificada. Duarte (1997) ressalta que o projeto do produto deve prever a desmontagem visando à viabilidade da remanufatura, o reaproveitamento de componentes e a reciclagem de materiais. A desmontagem pode ser definida como o método sistemático para a separação de peças, componentes e subconjuntos de um produto. É usada na reciclagem e na reprodução, pois através da separação seletiva de peças e materiais possibilita aumentar a faixa de recuperação do produto. Mok e Moon (1997: 621-622) ressaltam que a desmontagem do produto deve incluir os seguintes conceitos: • desmontagem sem força; • desmontagem por mecanismo simples; • desmontagem sem ferramentas; • fácil identificação dos pontos de desmontagem; • projeto de estrutura simples do produto; • nenhum uso de materiais tóxicos nos produtos. O DFD envolve o desenvolvimento de produtos fáceis de desmontar, principalmente as peças dos materiais perigosos, permitindo a reciclagem. O produto dever ser, dessa maneira, concebido de forma que os processos ligados ao reaproveitamento de seus componentes sejam facilitados, como em operações que possibilitem desencaixe de componentes e/ou reciclagem conjunta de sistemas (por exemplo, constituídos de várias peças de um mesmo termoplástico, permitindo que elas possam ser reprocessadas várias vezes). As vantagens do DFD são (Gupta; Maclean, 1996: 226): 1
A partir do trabalho de Rose Mary Rosa de Lima
Projeto do Produto
• • • • • •
ELSEVIER
uniformização e prevenção na configuração de um produto; operações de desmontagem simples e rápidas; fácil manuseio das peças retiradas; facilidade na separação e tratamento dos materiais e resíduos retirados; redução do trabalho necessário na recuperação das peças e dos materiais recicláveis; redução na variabilidade do produto.
Existem dois tipos de desmontagem: a desmontagem destrutiva e a desmontagem destrutiva. Desmontagem não destrutiva é o processo não de remoção sistemática das peças desejáveis, que constitui uma montagem, desde que não haja destruição das peças por causa do processo. Por outro lado, a desmontagem destrutiva é o processo de separação dos materiais de uma montagem no sentido de selecionar cada tipo de material para a reciclagem. Esses dois tipos de desmontagem são necessários quando, em um mesmo produto, existem materiais considerados incompatíveis, como tipos de plástico diferentes. Um exemplo da desmontagem não destrutiva é o de uma embalagem PET. A tampa da embalagem, por ser constituída de plástico PEAD (polietileno de alta densidade), que é incompatível com o plástico PET (politereftalato de etileno), pode ser removida por intermédio da rosca. O outro exemplo, no caso da desmontagem destrutiva ou força bruta, é a desmontagem do aparelho de barbear de plástico descartável. Para a remoção da lâmina, por ser um material incompatível com o plástico, é necessária a destruição do produto. O DFD pode ser observado também nas indústrias de automóvel. Embora esse tipo de abordagem de projeto seja uma prática recente, a tendência de um rápido crescimento será inevitável no futuro. Vários fabricantes de automóveis, entre eles Ford, Chrisler e General Motors, já possuem “fábricas de desmontagem” com a finalidade de reciclar alguns componentes (Gupta e Mclean, 1996). Um dos aspectos que têm favorecido a indústria automobilística nesse aspecto é a redução do número de plataformas, que permite a utilização das mesmas peças, dos mesmos sistemas e dos mesmos materiais em vários modelos. Segundo os autores, “esse esquema, chamado de plataformas integradas ou consorciadas, facilita a desmontagem e a reciclagem com ganhos de escala”. Um dos grandes obstáculos da desmontagem para o reaproveitamento e para a reciclagem do produto está no alto custo do processo. Quanto maior for o número de etapas para desmontar o produto, mais difícil e mais inviável será o reaproveitamento e a reciclagem do mesmo. Dependendo do número de etapas necessárias para separar os módulos, as peças ou os componentes, o custo da desmontagem pode ser maior ou menor do que a disposição em aterro sanitário, como mostra o Gráfico 16.1 (Graedel; Allenby, 1995: 271). O projetista pode reduzir o custo da desmontagem do produto se esta for considerada desde o início do projeto. Por outro lado, se a desmontagem do produto for muito complexa, o descarte no aterro pode ser a melhor opção do ponto de vista financeiro.
Capítulo 16
| Projeto para Desmontagem
Gráfico 16.1: Custo para a desmontagem e custo de aterro do produto, dependendo do número de passos de
desmontagem executado (Graendel; Allenby, 1995).
Hentschel (1993, apud Gupta e Mclean, 1996: 227) propõe as seguintes etapas para o desenvolvimento de um plano de processo de desmontagem, que podem ser utilizadas pelos projetistas envolvidos em processos de DFD: • análise do produto: essa é a primeira etapa do processo de desmontagem, na qual devem ser definidos os materiais e as peças reusáveis ou valiosas do produto. Em seguida, deve ser identificada a desmontagem satisfatória; • análise da montagem: na segunda etapa, a junção dos elementos, a hierarquia dos componentes e as sequências da primeira montagem são analisadas; • modo e análise do efeito: a terceira etapa leva em consideração as incertezas do processo da desmontagem, gerando possíveis desvios de um produto usado, a partir de seu estado srcinal (por exemplo, o uso do produto em ambiente úmido pode provocar corrosão); • determinação da estratégia de desmontagem: na etapa final é definido se será usada a desmontagem destrutiva ou a não destrutiva. Várias abordagens têm sido descritas na literatura para avaliar um produto no projeto para desmontagem. A maioria das abordagens utiliza métodos quantitativos e/ou simulações feitas pelo computador, enfatizando um assunto muito abrangente, que é o descarte do produto em seu fim de vida e que tem sido aplicado para analisar diversos produtos diferentes visando à reciclagem ou recuperação. De forma geral, parece que o DFD está seguindo uma evolução semelhante à do DFA. Segundo Kroll e Carver (1999: 192), embora a intenção do DFD e do DFA possa parecer semelhante, na prática ambos são bem diferentes, pois muitos produtos projetados para uma fácil
Projeto do Produto
ELSEVIER
montagem muitas vezes são difíceis de ser desmontados. Um exemplo pode ser visto em juntas de encaixe por pressão, que exigem pouco esforço para fechar, mas torna-se, muitas vezes, impossível removê-las por falta de ferramentas adequadas. Os autores ressaltam que, nesses casos, as técnicas de desmontagem destrutiva são, normalmente, os meios mais eficientes para a recuperação de peças e de componentes, e que o DFD exige que os projetistas adotem uma nova perspectiva no projeto do produto. Algumas experiências em DFD descritas pela literatura
Kriwet et al. (1995) propõem um estudo em que é analisada a desmontagem de uma máquina de lavar roupas. O estudo demonstrou a necessidade de modificação no projeto, por meio de uma submontagem. Os autores apontaram duas sugestões: agrupamentos dos componentes elétricos/eletrônicos e o uso de presilhas especiais para ligar a tampa. Ambas as sugestões foram apontadas para possibilitar a fácil desmontagem. Após a finalização da modificação do projeto, concluiu-se que houve um melhor reaproveitamento das peças por facilidade da desmontagem, com vistas à reciclagem dos materiais. Hanft e Kroll (1996) apresentam um procedimento para avaliação da fácil desmontagem para a reciclagem do produto. O procedimento é demonstrado através da avaliação de um teclado de computador e consiste em um gráfico de avaliação de desmontagem correspondente às tarefas difíceis. Os resultados difíceis resultantes da análise de medição do trabalho da desmontagem-padrão fornecem meios para identificar as fraquezas no projeto e as alternativas para comparação. Para maximizar o retorno aos projetistas, o método analisa as fraquezas do projeto, capturando as fontes de dificuldades na performance de cada tarefa. Os autores ressaltam que a mesma metodologia pode ser aplicada aos processos de desmontagem robótica e em outros produtos. Kroll e Carver (1999) oferecem uma análise de desmontagem do produto utilizando o método de estimativa de tempo de desmontagem com o objetivo de auxiliar os projetistas a identificarem as fraquezas do projeto, do ponto de vista da desmontagem. A avaliação baseada no tempo de desmontagem é aplicada em uma broca elétrica, e as dificuldades associadas com a criação de outras métricas de desmontagem são discutidas. O autor ressalta que o método utilizado fornece medidas importantes para a facilidade de desmontagem quando utilizadas para comparar projetos alternativos do mesmo produto. Veerakamolmal et al. (1997) apresentam uma abordagem gráfica para alcançar um plano de processo de desmontagem eficiente. É criado um algoritmo que é aplicado para proporcionar o melhor plano de desmontagem. O algoritmo é usado para reduzir a divisão dos processos de desmontagem dentro de um componente do sistema de recuperação. O modelo é aplicado em placas de circuito impresso comchips montados de computador, com a finalidade de desmontar as placas, recuperar e reutilizar os componentes úteis. Outro algoritmo é utilizado por Mok e Moon (1997) para analisar a desmontagem do produto.
Capítulo 16
| Projeto para Desmontagem
Os autores analisaram as características dos materiais e as características geométricas das peças, subconjuntos e elementos de ligação usados no automóvel. O algoritmo é usado com a aplicação da regra de projeto emum painel de automóvel. O mecanismo de desmontagem entre as peças e os subconjuntos é analisado nosentido de avaliar a desmontagem de peças recicláveis em automóveis sucateados. Os pontos fracos identificados nesse estudo foram a dificuldade de inserir uma ferramenta para desmontar peças em pontos de pressão e a dificuldade de sustentação da força por causa da força de pressão nas juntas. Os autores ressaltam que o painel deve ser projetado tanto para facilitar a inserção da ferramenta quanto para facilitar a desmontagem das peças. Outros métodos, como os simulados por computador, são encontrados na literatura. Vujosevic et al. (1995) apresentam uma abordagem para simulação, animação e análise da desmontagem. Todas as sequências geometricamente possíveis de desmontagem são criadas no sentido de identificar a sequência de desmontagem que reduz o seu tempo e o seu custo. Os autores também observam os problemas crescentes relacionados ao operador durante a desmontagem. Navin-Chandra (1993) desenvolveu uma ferramenta de projeto auxiliado por computador para avaliar o processo de recuperação do produto. Essa ferramenta é baseada em uma árvore de decisão com o objetivo de planejar e otimizar a desmontagem do produto para sua recuperação. O projetista apresenta informações sobre a estrutura de um produto em uma tabela, por exemplo, o tipo de agrupamentos de peças usadas e como cada peça é presa. Por meio de um algoritmo calcula-se o tipo de desmontagem mais lucrativo usando a base de dados, incluindo os custos de disposição, o lucro das peças recicladas e reusadas, o tempo e os custos da desmontagem. O autor conclui que esse método é eficiente para avaliar o processo de recuperação do produto. 16.1. O Projeto para a Reciclagem: Exemplo das Garrafas PET O PET – politereftalato de etileno – é um poliéster, polímero termoplástico, que foi introduzido no Brasil em 1988, utilizado primeiramente na indústria têxtil, que, a partir de 1993, passou a ter uma forte expressão no mercado de embalagens, principalmente para os refrigerantes. A embalagem PET, por ser constituída de diferentes tipos de resina (Tabela 16.1), exige para a sua reciclagem a separação desses componentes. Tabela 16.1: Composição do material da embalagem PET Componente
Material
Tampa
PEAD (polietileno de alta densidade)
Lacre (anel)
PEAD (polietileno de alta densidade)
Rótulo
PEBD (polietileno de baixa densidade)
Frasco
PET (politereftalato de etileno)
Projeto do Produto
ELSEVIER
A recuperação desses diferentes tipos de resina durante a reciclagem pode ser obtida por dois tipos de processo: manual e automatizado. O processo manual é aquele utilizado nas associações e nas usinas de triagem para atender a um mercado que absorve o material previamente separado. Já o processo automatizado não necessita de separação prévia, ou seja, toda a resina é encaminhada e misturada e sua separação ocorre em um processo posterior. A Tabela 16.2 mostra as vantagens e as desvantagens de cada um dos processos. Tabela 16.2: Vantagens e desvantagens dos tipos de processos de separação de resinas Tipo de Vantagens Desvantagens Processo Separação manual de resinas
– – – –
Exige baixo investimento – Processo mais lento Oferece maior geração de empregos – Apresenta maior dificuldade para separaObtém um material mais puro ção e identificação dos diversos tipos de Menor possibilidade de ocorrer contamiresinas nação do processo – Produção de artefatos com melhor qualidade – Processo mais rápido – Exige altos investimentosem equipamentos – Apresenta maior facilidade para separaespeciais ção e identificação dos diversos tipos de – Maior possibilidade de ocorrer contamiresinas nação do processo
Separação automotizada de resinas
– aRestrição à produção de artefatos (permite fabricação de produtos com espessuras grandes, como, por exemplo, mourões de cercas, formas de concreto) – Produção de artefatos de baixa qualidade – Redução de geração de empregos
Análise da desmontagem da embalagem PET
A tarefa para a desmontagem manual da embalagem PET requer desenroscar a tampa, retirar o lacre (anel) e remover o rótulo. Para a retirada do lacre e a remoção do rótulo, é utilizada uma faca serrilhada (Figura 16.1). Após a desmontagem, as peças devem ser separadas armazenadas em fardos de acordo tipo docríticos material, e aa embalagem PET deve eser separada conforme a cor. Existemcom doiso pontos para desmontagem manual da embalagem PET: • Lacre: a retirada do lacre da tampa da embalagem foi considerado o ponto mais crítico da desmontagem porque, além de ser considerado impossível de ser removido sem a utilização de uma ferramenta, não existe uma ferramenta adequada para executar a sua remoção.
Capítulo 16
•
| Projeto para Desmontagem
Rótulo: a remoção do rótulo foi considerada também um outro ponto crítico, principalmente por causa do uso da cola. Em muitos casos, o excesso de cola dificulta a remoção do rótulo e, nesse caso, o material se torna aderente ao recipiente e, por ser incompatível com o material da embalagem, contamina o processo da reciclagem.
Figura 16.1: Desmontagem da embalagem PET.
Apesar dos pontos críticos, alguns aspectos positivos foram levantados durante a análise da desmontagem do produto, como: • existência, de forma pouco representativa, de um outro tipo de lacre que se rompe juntamente com a tampa, ou seja, não permanece fixado ao recipiente após a abertura da mesma; • existência de um outro tipo de rótulo que não utiliza a cola para fixação na embalagem. A partir dos aspectos positivos levantados, foram realizadas visitas técnicas em empresas de refrigerantes que utilizam o PET em suas embalagens, para uma investigação acerca dos diferentes tipos de lacre e rótulo disponíveis. Existem dois tipos de tampa para vedação das embalagens PET (Figura 16.2) utilizadas em refrigerantes: um deles é denominado double lock, no qual o anel (lacre) é forçado para que se rompa totalmente quando a tampa é retirada, ficando fixado ao recipiente (o que traz problemas para o desmonte). No outro tipo, denominado win lock, o lacre não se separa totalmente da tampa e, dessa forma, ele é retirado do recipiente (junto com a tampa). A tampa do tipo win lock é ainda utilizada em embalagens de vidro retornáveis.
Projeto do Produto
ELSEVIER
dople lock
win lock Figura 16.2: Tipos de tampa para vedação da embalagem PET.
Em relação aos rótulos, são utilizados dois tipos para embalagens PET (Figura 16.3): BOPP (tipo de rótulo colocado no recipiente com o uso de cola) e “Manga” (fixado no recipiente sem o uso de cola e que é “fechado” com uma “solda especial” antes de sua fixação).
BOPP
“Manga”
Figura 16.3: Tipos de rótulos.
A Tabela 16.3 mostra as vantagens e desvantagens dos tipos de rótulos. Tabela 16.3: Vantagens e desvantagens dos tipos de rótulos Tipo de Vantagens Rótulo BOPP
Desvantagens
– Menor custo de matéria-prima e operacional – Dificulta a remoção do rótulo no processo – Maior capacidade derotulação pelo equipade desmontagem mento (até 18 mil recipientes por hora) – Utiliza cola em sua fixação – Melhor qualidade de impressão
“Manga” – Facilita a remoção do rótulo no processo de – Maior custo de matéria-prima e operacional desmontagem
(10%-15% mais caro que o BOPP)
– Processo de separação não destrutivo (pela – Exige maior controle sobre o processo ausência de cola) – Pode se soltar, comprometendo a imagem do produto – Menor capacidade de rotulação pelo equipamento (até 10.500 recipientes por hora)
A partir da situação analisada em relação ao produto focado, foram estabelecidas recomendações de melhoria sobre dois pontos de vista de projeto: foco no produto e foco no posto de trabalho. A Tabela 16.4 mostra uma comparação entre as duas possibilidades de intervenção.
Capítulo 16
| Projeto para Desmontagem
Tabela 16.4: Comparação das possibilidades de intervenção relacionadas ao produto Foco
Possibilidade de Intervenção Reprojeto do produto, com adaptação às necessidades dos triadores
Produto
Desenvolvimento de uma ferramenta de Posto de trabalho adequada trabalho
Aspectos Positivos – Facilidade de desmontagem do produto – Eficiência na atividade da reciclagem – Redução do risco de acidentes perfurocortantes – Maior produtividade na atividade da
Aspectos Negativos – Necessidade de maior investimento da indústria
reciclagem – Maior abrangência (atendimento aos demais locais que retiram o lacre) – Necessidade de menor investimento – Requer maior – Redução do risco de acidentes adaptação por parte dos perfurocortantes trabalhadores – Menor abrangência (atendimento local)
Esse exemplo demonstra que as dificuldades identificadas pela análise da atividade da desmontagem do produto fornecem meios para identificar os problemas de projeto e para extrair diretrizes que possam ser direcionadas aos projetistas, com o componente “desmonte” sendo incorporado para facilitar o design para reciclagem (DFR). Desta forma pode auxiliar os projetistas em tomadas de decisões a partir de elementos consistentes, através de diretrizes que podem ser adotadas no projeto de um produto novo ou mesmo no reprojeto de um produto já existente. A necessidade da utilização de ferramentas de corte (no caso, facas serrilhadas) para desmontagem do produto decorre de características definidas no projeto do produto, ou seja, o anel de lacre preso ao frasco. Pode-se perceber a abrangência da responsabilidade dos projetistas diante da possibilidade de evitarem os riscos de acidentes perfurocortantes durante o processo de separação do material visando à reciclagem. Nessa situação, modificações no projeto do produto, com vistas a uma maior facilidade na desmontagem, viabilizariam efetivas melhorias no processo da reciclagem e nas condições de trabalho dos triadores. Embora possa parecer, em princípio, uma atividade marginal ao processo produtivo (o que leva a uma concepção equivocada e pejorativa do trabalho do reciclador), a reciclagem apresenta-se atualmente como importante característica a ser incorporada aos produtos, tendo em vista a progressiva preocupação ambiental (expressa cada vez mais através de legislação específica, em especial nos países desenvolvidos), o esgotamento de recursos naturais (o que torna a reciclagem economicamente viável) e a possibilidade de fonte de renda e inclusão social de expressivo número de pessoas. Parece claro que, dessa forma, as condições de trabalho dos atores envolvidos no processo de reciclagem devem ser levadas em consideração a partir da concepção do produto, o que facilitaria de maneira marcante o processo de desmonte.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Referência DUARTE, Marcos Daniel. Caracterização da rotulagem ambiental de produtos . Dissertação (Mestrado em Engenharia de produção) – Florianópolis: Universidade Federal de Santa Catarina. 1997. GRAEDEL, T. E. e ALLENBY, B. R.Design for environment. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall, 1996. GUPTA, Surendra M.; MCLEAN, Charles R. Disassembly of products. 19 th International Conference on Computers and Industrial Engineering, v. 31, n. 1-2, p. 225-228, 1996. HANFT, Thomas A.; KROLL, Ehud. Ease-of-disassembly evaluation in design for recycling. In: Design for X: Concurrent Engineering Imperatives. London: Champman & Hail, cap. 15, p. 318-334, 1996. HUANG, G. Q. Design for X: Concurrent Engineering Imperatives . Chapmann & Hall, London, 1996. LIMA, Rose Mary R. e ROMEIRO FILHO, Eduardo. A contribuição da Análise Ergonômica ao Projeto do Produto Voltado para a Reciclagem. In: Revista Produção. v. 13, p. 50-55, 2003. LIMA, Rose Mary R. e ROMEIRO FILHO, Eduardo. A reciclagem de materiais e suas aplicações no desenvolvimento de novos produtos – um estudo de caso. Anais do 3o Congresso Brasileiro de Gestão de Desenvolvimento do Produto. Florianópolis, Santa Catarina, setembro, 2001. LIMA, R.M.R.; ROMEIRO FILHO, E. A contribuição da análise ergonômica ao projeto do produto voltado para a reciclagem. In: PIMENTA; GOUVINHAS (Org.). Ferramentas de gestão ambiental: competitividade e sustentabilidade. 1. ed. Natal: Cefet-RN, 2008. KRIWET, A.; ZUSSMAN e. and SELIGER, G. Systematic integration of design-for-recycling into product design. International Journal of Production economics, v. 38, n. 1, p. 15-22, 1995. MOK, H. S.; KIM, H. J. e MOON, K. S. Disassemblability of mechanical parts in automobile for recycling. Computers & Industrial Engineering, v. 33, n. 3-4, p. 621-624, 1997.
Projeto para Remanufatura Ricardo Manfredi Naveiro Reidson Pereira Gouvinhas Como visto no item 3.2, a visão moderna do ciclo de vida de um produto que incorpora aspectos ambientais prevê o aproveitamento de peças e componentes de produtos ao final de sua completa utilização. Uma das formas de reaproveitamento dessas peças e componentes é através do processo de remanufatura. Diversos autores têm definido o que seja remanufatura, dentre eles Jacobsson (2000), que afirma que a ‘‘remanufatura é uma opção de recuperação onde produtos (ou peças ou componentes) são restaurados a condições de ‘como novo’ em termos de qualidade e desempenho técnico”. Lopez (2004) diz que a “remanufatura é um conjunto de operações industriais constituindo a desmontagem e a restauração de componentes de um produto e reintroduzindo-as no processo de montagem junto com peças recém-fabricadas”. Lindahl et al. (2005) afirmam que a “remanufatura é um processo industrial em que produtos já desgastados pelo uso são restaurados para a condição de como se fosse novo. Através de uma série de processos industriais, em um ambiente fabril, o produto a ser descartado é totalmente desmontado. Peças usadas são limpas, remodeladas e colocadas em um inventário. Em seguida, o novo produto é remontado a partir de peças antigas e quando necessário novas, para se produzir uma unidade totalmente equivalente, e por vezes superior em desempenho e expectativa de vida, ao produto srcinal”. Em todas essas definições vale destacar que a remanufatura não impede que ocorra um processo de inovação, uma vez que permite que peças remanufaturadas sejam montadas junto com peças novas, gerando assim um novo produto. Gehin et al. (2008) afirmam que o lucro na utilização de peças remanufaturadas pode ser obtido de diversas formas como: a) redução do consumo de matéria-prima; b) redução no preço dos produtos; c) melhoria dos produtos; d) melhoria no atendimento às demandas legais; e)
Projeto do Produto
ELSEVIER
redução no custo de deposição do produto; f) criação de postos de trabalho; g) utilização de conhecimento específico de designers; h) aumento no controle do mercado de produtos usados (segunda mão). Por conseguinte, a remanufatura passa pelas etapas de desmontagem, limpeza, inspeção, reparo, recolocação e remontagem das peças e componentes de um produto ou mesmo de um produto como um todo, colocando-as em condições de “como se fosse novo”. Isso garante ao comprador que um produto remanufaturado tenha as mesmas especificações técnicas, durabilidade e desempenho do que um produto “srcinal de fábrica”. Entretanto, Gehin et al. (2008) afirmam que no Reino Unido não é permitido que um fabricante venda um produto remanufaturado como um produto “srcinal de fábrica” e que, portanto, novas estratégias de negócios devem ser elaboradas pelas empresas que pretendam comercializar produtos remanufaturados (por exemplo, vender o serviço do produto e não o produto propriamente dito). De outra forma, Nashr (2004) diz que a divulgação comercial de um produto remanufaturado deve ser feita de forma adequada para informar aos consumidores que não há qualquer perda na utilização daquele produto. Geralmente, o produto remanufaturado é comercializado a um valor mais baixo quando comparado ao produto “srcinal de fábrica”, com o benefício de que, em alguns casos, nele é feita uma atualização tecnológica ( upgrading), o que agrega valor ao produto. Como consequência, peças e componentes remanufaturados retornam a realizar o mesmo serviço em um sistema similar àquele em que foi srcinado. O processo de remanufatura pode ainda incluir algum procedimento que faça com que as partes incorporem alguma melhoria tecnológica (por exemplo, uma proteção antioxidante, um sistema de eletrônica embarcada), garantindo um funcionamento mais aprimorado do sistema. Dessa forma, o processo de remanufatura difere de um processo de simples reparo porque este objetiva apenas fazer com que o produto retorne às condições de serviço, enquanto aquele requer um completo processo de desmontagem do produto seguido de limpeza minuciosa de suas peças e componentes, além de posterior inspeção. Nesse momento é verificado se tais componentes atendem aos requisitos técnicos especificados na etapa de projeto de produto. Uma vez aprovados pelo processo de inspeção, tais componentes são realimentados no processo de montagem dos “novos” produtos. Significa dizer que esses “novos” produtos são compostos de peças e componentes remanufaturados e peças e componentes srcinados por processos industriais correntes, ou seja, peças e componentes oriundos de todo o processo de fabricação srcinal do produto. A porcentagem de peças ditas “novas” e peças remanufaturadas dependerá do tipo de produto, das condições de uso desse produto e dos custos envolvidos. É importante salientar que, no processo de remanufatura, produtos considerados obsoletos ou fora de uso são retornados ao processo produtivo em condições de “como se fosse novo” através de uma série de processos industriais.
Capítulo 17
| Projeto para Remanufatura
Nasr (2004) afirma que, em média, um produto remanufaturado tem de 85% a 88% do seu peso formado por peças usadas. Como consequência, ao reduzir a quantidade de material descartado, a remanufatura também reduz a quantidade de emissão de gases de efeito estufa associada à decomposição de material nos aterros sanitários e pela incineração. Nasr afirma ainda que a razão da quantidade de energia total requerida para produzir um produto srcinal quando comparado ao produto remanufaturado é de 6:1. Significa dizer que, para cada quilowatt-hora de energia gasto na remanufatura de peças e componentes, aproximadamente seis quilowatt-hora são evitados. De maneira geral, a abordagem do “projeto para remanufatura” recai sobre quatro aspectos (Nasr, 2006): primeiro, naquilo que diz respeito ao “projeto para desmontagem” (e separação); ou seja, os produtos devem ser projetados de forma a serem fáceis de ser desmontados. Além disso, o produto deve ser projetado para que atenda a vários ciclos de vida. Implica dizer que o produto deve ser confiável, durável, restaurável e fácil de ser limpo, uma vez que suas peças e componentes poderão ser utilizados múltiplas vezes e por diversos usuários. Em terceiro lugar, o produto deve ser projetado de forma modular, por exemplo, agrupando peças de acordo com o seu valor técnico (p. ex., durabilidade) e tempo de vida no mercado (p. ex., peças que necessitam ser trocadas por defasagem tecnológica). Por último, agregar características aos produtos de maneira a auxiliar na decisão de retorná-los à fábrica para desmontagem e remanufatura (p. ex., algum dispositivo que informe as condições de uso do produto). Em resumo, o produto deve ser projetado de tal forma que seja facilmente desmontado, limpo, testado e remontado.
17.1. Estratégias para o Desenvolvimento de Produtos Visando à Remanufatura de suas Peças e Componentes Ao se desenvolverem produtos voltados para a remanufatura, dois principais aspectos devem ser considerados. Primeiro, as estratégias utilizadas para o desenvolvimento de produtos remanufaturados devem ser estabelecidas desde o início do processo de desenvolvimento do produto, e essas estratégias devem estar em consonância com a política mercadológica adotada pela empresa (William & Shu, 2001). Em segundo lugar, os projetistas devem ser auxiliados no desenvolvimento de produtos remanufaturados, chamando a atenção para aspetos relacionados às tecnologias de remanufatura e os critérios adotados para agregar valor a produtos remanufaturados (Lagerstedt & Luttropp, 2006). Tais critérios podem ser tanto externos quanto internos. Os critérios externos são o custo (deve ser avaliado se a escolha de se desenvolver um produto remanufaturado realmente trará uma redução de custos de energia e material, e se esse produto trará lucratividade para a empresa); a tecnologia (deve ser observado de que forma a incorporação de uma nova tecnologia afetará a possibilidade de remanufatura do produto); o meio ambiente (deve-se avaliar as vantagens ambientais decorrentes do desenvolvimento de produtos remanufaturados); o mercado – avaliar para qual fatia do mercado o produto está sendo
Projeto do Produto
ELSEVIER
desenvolvido, uma vez que muitos produtos remanufaturados concorrem com um produto “srcinal de fábrica”. Portanto, deve-se observar se o produto será adquirido pelo cliente ou apenas será paga a sua utilização quando da prestação de um serviço. Já os critérios internos descrevem os aspectos técnicos do produto. Eles são a estrutura do produto (capacidade de se analisar as características do produto no que tange à sua facilidade de ser coletado e desmontado); a qualidade dos testes (capacidade das peças de poderem ser testadas e inspecionadas antes de serem remanufaturadas); a remodelagem do produto (capacidade de as peças e elementos de união serem limpos, restaurados e reinstalados); a valorização (analisar como o uso de produtos remanufaturados pode contribuir na redução do consumo de energia e matéria-prima). O projeto para a remanufatura é uma análise de desenvolvimento de projeto em que determinadas peças ou componentes são projetados visando à sua remanufatura. Como consequência, o projeto para remanufatura requer dois estágios principais: primeiro, a realização de uma avaliação do produto e sua relação com os processos de remanufatura no sentido de se verificar quais estratégias de projeto serão necessárias e aplicadas no processo de desenvolvimento do produto (por exemplo, avaliar a necessidade de se projetar o produto para sua fácil desmontagem ou que tais peças/componentes a serem remanufaturadas sejam robustas). Em seguida, requer-se que sejam aplicadas essas estratégias no desenvolvimento do produto com o intuito de se otimizar o processo de remanufatura no chão de fábrica. Isso significa dizer que, dependendo do produto, o projeto para a remanufatura pode se concentrar em uma etapa específica do processo de remanufatura (por exemplo, a etapa de desmontagem do produto pode ser tão complexa que tornará todo o processo de remanufatura do produto economicamente inviável). Assim, uma análise mais detalhada dessa etapa específica pode otimizar todo o processo de remanufatura do produto.
17.2. Barreiras no Projeto para Remanufatura Gray e Charter (2007) argumentam que existem várias barreiras para a utilização do projeto para remanufatura. De forma geral, os autores dividiram essas barreiras em três aspectos principais: a) definições e entendimento – existe uma falta de entendimento daquilo que seja remanufatura confundindo esse termo com outros termos próximos, como o recondicionamento, reparo e a reciclagem. Essa confusão a potencialidade de mercadoo de produtos remanufaturados, o que,acaba comodepreciando consequência, acaba também diminuindo a potencial aplicação dos processos de remanufatura em produtos industriais. Os autores sugerem que as definições desses processos (ou seja, remanufatura, recondicionamento, reparo e reciclagem) sejam oficializadas e publicadas em normas técnicas internacionais por organizações como a ISO; b) preconceito – os consumidores tendem a ter uma visão preconceituosa no que diz respeito a produtos remanufaturados, como, por exemplo, a de que são produtos de qualidade inferior, muito
Capítulo 17
| Projeto para Remanufatura
embora essa visão não tenha qualquer embasamento técnico. Portanto, essa percepção está fundada somente em suposições e não em fatos. As causas dessa percepção equivocada devem ser investigadas mais detalhadamente no sentido de se elaborar modelos de negócios mais viáveis no ramo da remanufatura; c) desenvolvimento do mercado consumidor – o mercado consumidor para produtos remanufaturados ainda precisa ser desenvolvido e consolidado. Como foi dito, modelos de negócios precisam ser desenvolvidos, e o projeto para remanufatura precisa ainda ser mais estudado. Essa análise da potencialidade do mercado consumidor para produtos remanufaturados precisa ser confrontada com o mercado de produtos “srcinais de fábrica” no intuito de se definir melhor o posicionamento dos produtos remanufaturados no mercado consumidor (posicionamento, por exemplo, com relação a preço, assistência técnica e confiabilidade).
Referências GEHIN, A.; ZWOLINSKI, P.; BRISSAUD, D. A tool to implement sustainable end-oflife strategies in the product development phase. Journal of Cleaner Production n. 16, p. 566-576, 2008. GRAY, C.; CHARTER, M. Remanufacturing and product design: designing for the 7th generation. The Centre for Sustainable Design, University College for the Creative Arts, Farnham (disponível em http://www.cfsd.org.uk), 2007. JACOBSSON N. Emerging product strategies: selling services of remanufactured products. Licenciate Dissertation. University of Lund, 2000. LAGERSTEDT, J.; LUTTROPP, C. Guidelines in ecodesign: a case study from railway industry. In: BRISSAUD, D.; TICHKIEWITCH, S.; ZWOLINSKI, P. (Ed.). Innovation in life cycle engineering and sustainable development. Springer: Dortrecht, The Netherlands, 2006. p. 245-254. LINDAHL, M.; SUNDIN, E.; OSTLIN, J.; BJÖRKMAN, M. Concepts and definitions for product recovery. Analysis and clarification of the terminology used in academia and industry. [S. l.]: Linköping University, CIRP LCE, 2005. LOPEZ, M. Integration des contraintes de remanufacturabilité en conception de produits. Uni-
versity of Grenoble, Ph.D. Thesis, 2004. NASR, N.H. Emanufacturing from technology to applications. Proceedings of Global Conference on Sustainable Product Development and Life Cycle Engineering, Berlim, p. 25-28,
2004. ____. Remanufacturing: a key enabler to sustainable product systems. Proceedings of 13th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering , Leuven, 2006. v. 1, p. 15-18. WILLIAM, J.; SHU, L. Analysis of remanufacturer waste streams aCross product sectors. Annals CIRP, v. 50, n. 1, p. 101–104, 2001.
Projeto para Seis Sigm a– Design for Six Sigma Paulo Augusto Cauchick Miguel Cristiano Vasconcellos Ferreira O programa seis sigma surgiu no final da década de 1980 na empresa americana Motorola, que estabeleceu uma série de estudos dos conceitos de Deming sobre a variação dos processos de produção, tendo como objetivo verificar a influência de tais variações e, assim, buscar meios de melhorar o desempenho. A proposta da Motorola visava resolver o crescente aumento de reclamações relativas às falhas nos produtos eletrônicos manufaturados dentro do período da garantia. O programa adotou o desafio de alcançar um desempenho de produtos livres de defeitos e tinha como objetivos principais o aumento da confiabilidade do produto final e a redução de perdas. Ao longo das últimas décadas, influenciadas pelos resultados obtidos pela Motorola e por outras empresas de renome internacional, como Allied Signal, Asea Brown Boveri, IBM, General Electric, Texas etc., que conseguiram auferir resultados financeiros satisfatórios com o programa, empresas do mundo inteiro passaram a adotar o DFSS (Design for Six Sigma ou Projeto para Seis Sigma). Um programa seis sigma visa à melhoria da qualidade e dos processos, com ênfase na redução de defeitos, de tempos de processamento e de custos. É um programa estruturado, que utiliza procedimentos padronizados para a obtenção de dados e análise estatística, visando identificar, tratar e eliminar fontes de erros ou problemas, com o propósito de reduzir permanentemente as variações nos processos e, assim, eliminar a possibilidade de defeitos ou falhas nos produtos e serviços em empresas de qualquer porte (pequena, média ou grande empresa). A implantação do programa nas organizações busca, por meio da melhoria contínua dos processos envolvidos na produção de um bem ou serviço, conseguir a excelência da qualidade e desempenho.
Capítulo 18
| Projeto para Seis Sigma – Design for Six Sigma
O termo “sigma” é usado de duas maneiras: para descrever a capacidade do processo e para descrever a variação desse processo, e está relacionado à curva de distribuição normal, embora existam diferenças entre o programa seis sigma e a distribuição normal padrão. Trabalhar com desvios-padrão da ordem de ±6s (no enfoque Programa Seis Sigma) significa que, a cada milhão de operações realizadas/produtos fabricados, admitem-se 3,4 defeitos ou 3,4 ppm (mais detalhes sobre o programa seis sigma podem ser obtidos em Rorondaro (2002). Uma das fases determinantes no desenvolvimento de um projeto seis sigma é a compreensão dos CTQs (Criticals to Quality), que são as características críticas para a qualidade de um produto. Além disso, é de fundamental importância a escolha criteriosa de um dos métodos de solução de problemas que podem ser aplicados no programa, sendo o mais utilizado o DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve e Control). Em linhas gerais, o DMAIC considera as etapas listadas anteriormente e ferramentas para serem utilizadas em cada uma dessas etapas. O DMAIC é advindo do ciclo PDCA ( plan, do, check e act, ou seja, planejar, fazer, controlar e atuar) de Deming (Figura 18.1).
Figura 18.1: Relação do DMAIC com o ciclo PDCA.
Características Críticas para a Qualidade (CTQ) em um Produto
Para um produto complexo (grande número de componentes e alto número de níveis na árvore do produto), podem existir muitas características importantes ou críticas para a sua qualidade. No entanto, nem os produtos mais simples possuem apenas uma CTQ. Um palito de fósforos possui seis características críticas para a qualidade, enquanto uma prótese possui 100, e uma placa de circuito impresso possui 2.000 características críticas para a qualidade. Dependendo do desempenho do processo, a quantidade de características críticas leva a um nível de produtos com defeitos. Por exemplo, considerando-se uma CTQ para um produto, se o nível de performance na produção dessa CTQ for +/– 3σ (da curva normal-padrão), resultará em 99,73% de produtos dentro da espe-
Projeto do Produto
ELSEVIER
cificação e 0,27% de produtos defeituosos, ou seja, a cada 1.000 unidades serão geradas três defeituosas. Em um exemplo de montagem de telefones celulares, tem-se n = 239 características CTQ. Considerando-se que todas são independentes e que o produto tem nível de performance de +/– 3 σ, obtêm-se: n = 239 (0,9973)Exp ⇒ 239 = 0,524 (18.1) ou seja, 52,4% dos produtos estarão dentro das especificações. Para o nível de qualidade do programa seis sigma de performance, se forem produzidos 1.000.000 de telefones, teremos 0,5 telefones defeituosos. Diversas técnicas e ferramentas são utilizadas nas fases do DMAIC. Sua utilização visa auxiliar a organização e a equipede projeto na análise dos dadose informações acerca do problema. A Tabela 18.1 ilustra de forma resumida uma matriz deseleção de ferramentas para serem aplicadas no programa seis sigma. A matriz tem como objetivo identificar, organizar e definir qual a melhor técnica ou ferramenta para a resolução de dado problema, auxiliando na solução eficaz eeficiente dele. A Tabela 18.2 apresenta a relação existente entre as etapas do método DMAIC ealgumas técnicas e ferramentas empregadas no programa seis sigma. Nota-se que várias dessas ferramentas são também utilizadas no desenvolvimento de novos produtos, tais como FMEA e DOE Design ( of Experimentsou delineamento de experimentos). Uma variação do DMAIC, o DFSS Design ( for Six Sigma), foi desenvolvida para ser aplicada no desenvolvimento de novos produtos, como descrito a seguir. Tabela 18.1:Matriz para seleção de técnicas e ferramentas junto ao programa seis sigma Ferramenta o ã ç a z i r e t c a r a C
s a d a r t n E s o t u ib r t A
s a íd a S
Origem Fase no método DMAIC Tipo de ferramenta Nível de conhecimento para utilização Dados necessários para uso da ferramenta Necessidade de emprego de ferramenta anterior Tipo de informação Função Classificação da ferramenta Resultados O que a matriz faz com a informação
Matriz Causa e Efeito
FMEA
Ferramenta básica Seis sigma Definir/medir/ Definir/medir melhorar
DOE
CEP
Ferramenta básica Analisar/melhorar Medir/analisar/ melhorar/controlar
Seis sigma
Analítica
Analítica
Estatística
Estatística
Novato
Avançado
Avançado
Intermediário
Coleta de dados
Conhecimento processo
Coleta de dados
Coleta de dados
Mapeamento processo
Mapeamento processo
Análise multivariada
Não
Ideias
Ideias
Números
Números
Implementos
Implementos
Medição
Medição
Documento
Técnica
Técnica
Ferramenta
Matriz
Matriz Organiza, classifica e prioriza
Matriz Organiza, classifica e compara
Gráfico
Organiza e classifica
Fonte: Hagemeyer et al., 2006.
Provê status, prevê, compara
Capítulo 18
| Projeto para Seis Sigma – Design for Six Sigma
Tabela 18.2: Associação das técnicas e ferramentas seis sigma às etapas do DMAIC Técnicas e Ferramentas
Análise de regressão Análise de stakeholder
Utilização Junto ao DMAIC
Definir
Medir
Controle estatístico do qualidade) processo CTQ (árvore crítica da Diagrama de afinidades Diagrama de causa e efeito Diagrama de Pareto Estratificação Ferramentas de planejamento Fluxograma FMEA Folha de verificação Estudos de R&R Gráficos de controle de processo Gráfico de frequência Gráfico de priorização Gráfico de dispersão Índices de capabilidade Modelo de Kano Planejamento de experimentos Plano de controle Poka Yoke Procedimento operacional padrão Simulação SIPOC Técnica de coleta de dados Técnicas de amostragem Séries temporais Teste de hipóteses Voz do cliente
Melhorar
Controlar
X X
X X X
Benchmarking Brainstorming
Cartas de controle Plano de negócio Consenso
Analisar
X
XXXX X X X
X X X XXXX
X X X
X
X X
XXXXX X
X X
X X
X X XXXX X
X X
X X
X X
X X X X
X X X X X
X XXXX XXXX X X X
Fonte: Hagemeyer et al., 2006.
18.1. Princípios do DFSS O DFSS é uma metodologia sistemática que utiliza ferramentas, treinamento e medições para projetar produtos e processos, visando alcançar as expectativas dos clientes com nível de qualidade seis sigma (Pyzdek, 2003). Na realidade, é uma continuidade do conjunto de ferramentas seis sigma aplicadas especificamente ao projeto do processo, produto ou serviço. Corresponde também a um conjunto de ferramentas e metodologia para uma abordagem mais estruturada na concepção do produto, processo e serviço. A Figura 18.2 faz uma síntese do DFSS e sua relação com o seis sigma. Como pode ser visto, o DFSS é implementado pelo MAADV e o ICOV (embora outras variações existam na literatura). A Tabela 18.3 apresenta as atividades do DMADV, definido a seguir.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 18.2: Síntese do DFSS (Jensen, 2006).
As atividades do DMADV contemplam a definição clara do novo produto ou processo a ser projetado (define), a identificação das necessidades dos clientes e a transformação em requisitos de projeto mensuráveis e priorizados ( measure), a análise de conceitos inovadores de forma a criar valor para o cliente (analyse), o desenvolvimento do projeto detalhado, testes e preparação da produção (design) e testes para validar a viabilidade do projeto e lançar o produto ou processo (verify). O ICOV possui basicamente a mesma estrutura e objetivos que o DMADV. O significado de seu anacronismo é: identificar, caracterizar, otimizare verificar. Na verdade, eles podem ser considerados como metodologias equivalentes. A diferença está centrada apenas na importância da etapa de otimização. As Tabelas 18.3 e 18.4 mostram, respectivamente, as ferramentas utilizadas nas etapas de definir e medir do DMADV. As Tabelas 18.5 e 18.6 mostram, respectivamente, as ferramentas utilizadas nas etapas de analisar e projetar. A Tabela 18.7 mostra as ferramentas usadas na etapa de verificar. Tabela 18.3: Ferramentas usadas na etapa define (definir) do DMADV Atividades
Ferramentas
D1.novo Elaborar a justificativa para o desenvolvimento . Formulário para a descrição do projeto do produto D2. Avaliar o potencial de mercado do novo produto . Dados secundários: fontes internas, associações (tamanhos atual e futuro) comerciais, publicações governamentais etc. . Análise de séries temporais . Análise de regressão D3. Definir os mercados-alvo . Dados secundários . Dados primários: pesquisa de grupo-foco, entrevistas com consumidores-chave (Continua)
Capítulo 18 Atividades
D4. Avaliar a concorrência D5. Avaliar a viabilidade técnica
D6. Avaliar a viabilidade econômica D7. Elaborar o cronograma preliminar do projeto D8. Planejar a etapa measure . Equipe e responsabilidades . Recursos necessários . Possíveis restrições, suposições e riscos . Cronograma detalhado dessa etapa
| Projeto para Seis Sigma – Design for Six Sigma Ferramentas
. D ados s ecundários: l iteratura t écnica, i nternet, anúncios . Dados secundários: registros de patentes, literatura técnica brainstorming . Diagrama de afinidades . Diagrama de relações . Diagrama de matriz . Cálculo estimado do período de payBack do projeto . Diagrama de Gantt . Diagrama de árvore . PERT/COM . Diagrama do processo decisório . 5W1H
Fonte: Wekerma, 2002.
Tabela 18.4: Ferramentas usadas na etapa measure (medir) do DMADV Atividades
Ferramentas
M1. Estudar as necessidades dos clientes (VOC) 1. Plano para coleta de dados 1. Pesquisa qualitativa . Folha de verificação/questionário 2. Pesquisa quantitativa . Pesquisa de grupo-foco 3. Identificar e priorizar as necessidades dos clientes . Entrevista com consumidores-chave . Observação direta de consumidores 2. Plano para de dados . Folha decoleta verificação/questionário
M4. Estabelecer as características críticas para a qualidade (CTQs) do produto e suas especificações
. Amostragem . Entrevista individual (survey) 3. Modelo de Kano . Diagrama de afinidades . Histograma/Boxplot . Intervalos de confiança . Diagrama de matriz . Análise conjunta . Mapa de percepção . Levantamento de dados secundários: literatura técnica, registro de patentes . Brainstorming . Diagrama de causa e efeito . Diagrama de afinidades . Diagrama de relações . Mapa de produto . Análise de tolerâncias . Simulação . Testes de hipóteses/Intervalo de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA . Diagrama de dispersão . Análise de regressão . QFD
Fonte: Wekerma, 2002.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 18.5: Ferramentas usadas na etapa analyse (analisar) do DMADV Atividades
Ferramentas
A1. Identificar as funções, gerar os conceitos e sele- . QFD cionar o melhor deles para o produto . Diagrama de matriz . Brainstorming . Benchmarking . Mapa de produto . Simulação . Engenharia e análise de valor . Design for manufacturing (DFM) . Design for assembly (DFA) . Testes de hipóteses . Intervalos de confiança . Planejamento de experimento/ANOVA . Análise de Pugh A2. Realizar o teste de conceito . Ferramentas para pesquisas qualitativa e quantitativa . QFD . Histograma/Boxplot . Testes de hipótese/Intervalos de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA . Análise conjunta A3. Analisar a viabilidade econômica . Estimativas de vendas, de custos, de lucros . Fluxo de caixa projetado . Período de payBack . Análise de ponto de equilíbrio . Análise de risco A4. Planejar as etapas Design e Verify . Diagrama de árvore . Plano detalhado da etapa Design-cronograma das . Diagrama de Gantt atividades, recursos necessários e milestones . PERT/COM . Plano preliminar da etapa Verify . Diagrama do processo decisório . Plano de produção preliminar . 5W1H . Plano de marketing preliminar A5. Resumir as conclusões das atividades das etapas . Design Charter (definição e justificativa do projeto Measure e Analyse no Design Charter do projeto e planejamento das próximas etapas) Fonte: Wekerma, 2002.
Tabela 18.6: Ferramentas usadas na etapa design (projetar) do DMADV Atividades
Ferramentas
Ds1. Desenvolver o projeto detalhado do produto (construir protótipos)
. QFD . Mapa de produto . FMEA/FTA .Simulação
Ds2. Realizar, de modo iterativo, testes funcionais dos protótipos sob condições de laboratório e de campo, para avaliar a capacidade de o conceito selecionado atender às necessidades dos clientes/ consumidores
. Testes de hipóteses/intervalos de confiança . Planejamento de Experimentos/ ANOVA . QFD . Mapa de produto . FMEA/FTA . Análise de tempo de falha . Testes de vida acelerados . Testes de hipóteses/intervalos de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA (Continua)
Capítulo 18 Atividades
| Projeto para Seis Sigma – Design for Six Sigma Ferramentas
Ds3. Realizar, de modo iterativo, testes dos protótipos . Ferramentas para pesquisas qualitativa e quantitativa com clientes/consumidores e utilizar ofeedBack resul- . QFD . Testes sensoriais tante desses testes para aprimoramento do produto . Histograma/Boxplot . Testes de hipótese/Intervalo de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA . Análise conjunta Ds4. Planejar a produção em pequena e em larga . QFD . Mapa de produto escala . Fluxograma/Mapa de processo . Amostragem . Gráfico sequencial . Carta de controle . Histograma/Boxplot . Índices de capacidade de processos . Simulação Ds5. Conduzir um projeto seis sigma – com base no . Ferramentas do DMAIC DMAIC – para melhoria da capacidade produtiva, se necessário Ds6. Planejar o lançamento do produto no mercado . Diagrama de árvore (atualizar o plano de marketing) . Diagrama de Gantt . PERT/COM . Diagrama do processo decisório . 5W2H Ds7. Atualizar a análise financeira do projeto . Estimativas de vendas, de custos e lucros, fluxo de caixa projetado, período de payBack análises do ponto de equilíbrio e de risco, impacto sobre outros produtos da empresa. Ds8. Planejar detalhadamente a etapa Verify: crono- . Utilizar as mesmas ferramentas do DS6 grama, recursos e milestones Fonte: Wekerma, 2002.
Tabela18.7: Ferramentas usadas na etapa verify (verificar) do DMADV Atividades
V1. Iniciar a produção em pequena escala (produção-piloto)
V2. Realizar testes de campo do novo produto
Ferramentas
. Mapa de produto . Fluxograma/ Mapa de processo . Amostragem . Gráfico sequencial . Carta de controle . Histograma/Boxplot . Índices de capacidade de processo .. Testes Métricas seis sigma dedo hipóteses/intervalos de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA . QFD . Ferramentas para pesquisa qualitativa e quantitativa . Diagrama de afinidades . Histograma/Boxplot (Continua)
Projeto do Produto Atividades
V3.Realizartestesdemercado
ELSEVIER
Ferramentas
.QFD . Ferramentas para pesquisas qualitativa e quantitativa . Diagrama de afinidades . Histograma/Boxplot . Testes de hipóteses/Intervalos de confiança . Planejamento de experimentos/ANOVA . Diagrama de matriz . Análise de regressão . Análise de conglomerados
. Análise fatorial . Escalonamento multidimensional . Análise conjunta . Mapa de percepção V4. Atualizar análise financeira do projeto . Estimativas de ve ndas, de cu stos e luc ros, fluxo de caixa projetado, período de payBack, análises do ponto de equilíbrio e de risco, impacto sobre outros pontos da empresa V5. Iniciar a produção em larga escala e transferir o . Ferramentas da etapa C do DMAIC processo produtivo aos process owners V6. Lançar o produto no mercado . Plano de marketing V7. Sumarizar o que foi aprendido e fazer recomen- . Avaliação de sistemas de medição/Inspeção: utilizar dações para trabalhos futuros durante todas as etapas do DMADV, sempre que for necessário garantir a confiabilidade dos dados empregados Fonte: Wekerma, 2002.
O DFSS vem, então, como uma evolução do programa seis sigma, como destacado por Harry e Schroeder (2000): “Uma vez que uma organização alcançou o nívelσ5, a única maneira de ultrapassá-lo é através do reprojeto dos processos, produtos e serviços,usando o DFSS.” El-Sayed (2008) ressalta ainda que o estudo dos processos de desenvolvimento de produtos promove o uso natural de técnicas e métodos como QFD, matriz de causa e efeito, modos de falha de análise dos efeitos (FMEA), controle estatístico de processo, design de experimentos. Por exemplo, a voz do consumidor (VOC) pode guiar todas as fases de especificação, desenvolvimento e validação. OQuality Function Deployment (QFD), que é uma ferramenta típica para tratar as necessidades dos clientes, pode ser implementado no portfólio de especificação de conceitos, enquanto métodos dedesign robusto podem ser aplicados durante a fase de realização. Referências EL-SAYED, M.E.M. Rethinking the automotive design and development processes for product realization. SAE Technical Paper Series, 2008-01-0861 2008 World Congress Detroit, Michigan, April 14-17, 2008. HAGEMEYER. C.; GERSHENSON, J.K.; JOHNSON, D.M. Classification and application of problem solving quality tools. The TQM Magazine, v. 18, n. 5, p. 455-483, 2006.
Capítulo 18
| Projeto para Seis Sigma – Design for Six Sigma
HARRY, M.; SCHROEDER, R. Six sigma: the breakthrough management strategy revolutionizing the world’s top corporations. Nova York: Currency, 2000. JENSEN, J. Princípios do DFSS. Palestra realizada na disciplina de “Projeto do Produto e do Processo” (PRO 2715). Departamento de Engenharia de Produção, Escola Politécnica. São Paulo: USP, 2006. PYZDEK, T. The six sigma handbook: a complete guide for green belts, black belts, and managers at all levels. Nova York: McGraw-Hill, 2003. ROTONDARO, R.G. (Org.). Seis sigma: estratégia gerencial para melhoria de processos, produtos e serviços. São Paulo: [s. n.], 2002. WEKERMA, C. Criando a cultura seis sigma. Rio de Janeiro: Qualitymark, 2002. YANG, K.; EL-HAIK, B. Design for six sigma. Nova YorK: McGraw-Hill, 2003.
Capítulo
19
Projeto para Custo Cristiano Vasconcellos Ferreira Paulo Augusto Cauchick Miguel Ricardo Manfredi Naveiro
A necessidade de reduzir o tempo de lançamento de um produto no mercado a preços competitivos faz com que as empresas agilizem a sua atividade de projeto, obrigando-se a adotar novas tecnologias e métodos de gestão que possibilitem o desenvolvimento simultâneo do projeto, em vez de sequencial. Nesse sentido, passam a adotar um conjunto de mecanismos de gestão do projeto cunhado como engenharia simultânea (item 2.8), na qual as atividades de desenvolvimento de projeto passam a ser realizadas em paralelo sempre que possível, sendo a s uperposição de tarefas e a liberação de informação parcial as principais medidas gerenciais adotadas (Naveiro, 1995). Para que as empresas tornem-se competitivas no mercado, além da oferta de um produto com excelente desempenho técnico, os custos devem ser considerados desde a fase inicial de projeto. A empresa deve buscar ao máximo estratégias para reduzir o custo do produto sem afetar o desempenho técnico deste. A consideração do custo ao longo de todo o processo de desenvolvimento de produto permite que uma série de oportunidades sejam implementadas: • orientar o mix de produtos e decidir sobre investimentos, planejamento dos pro• •
•
dutos com a qualidade necessária para satisfazer os clientes; determinar o custo-meta para o novo produto, de modo que este gere o lucro-alvo necessário a médio ou longo prazo, dadas as condições do mercado concorrente; promover maneiras de fazer com que o projeto do produto atinja o custo-meta, ao mesmo tempo que satisfaça as necessidades dos clientes, com qualidade e dentro do prazo; identificar previamente as concepções com custos elevados e aquelas economicamente inviáveis;
Capítulo 19
| Projeto para Custo
• • •
reduzir o custo do produto; desenvolver e selecionar fornecedores; estruturar processos eficientes e eficazes de distribuição e serviços. O objetivo final a ser alcançado é um processo eficiente de projetar que se materializa pelo grau em que a simplificação do produto e a redução da mão de obra de produção se verificam. Todo esse esforço se justifica, uma vez que, como regra geral, praticamente 75% do custo consignado a um produto é definido na etapa de projeto (Lotter, 1992). Conforme se pode verificar na Figura 19.1, uma vez definido o projeto do produto, é o processo de montagem o responsável pela responsabilidade principal do custo de transformação de matéria-prima, respondendo por 13% do custo de fabricação. Os números apresentados mostram que o processo de montagem é o principal responsável pelo custo de fabricação e pela relevância da sua consideração durante a fase de projeto.
Figura 19.1: Origem e responsabilidade do custo da produção (Lotter, 1992).
Ao longo do desenvolvimento de um novo produto, geralmente a equipe de projeto busca focar as suas análises no desempenho técnico do produto, esquecendo de analisar relacionados seu custo. Portanto, objetivo é apresentar os custos do ciclo aspectos de vida de um produto,aocomo os custos devemoser considerados ao longo do projeto, assim como apresentar alguns métodos existentes para estimar o custo do produto e descrever as possíveis abordagens de custos durante o processo de projeto. É importante mencionar que existem abordagens de custos relacionados à disciplina de gerenciamento de projeto, assim como custos relacionados à viabilidade econômica de projetos, os quais não serão tratados neste capítulo.
259
Projeto do Produto
260
ELSEVIER
A análise de custo de produtos ao longo do processo de projeto é uma atividade de vital importância para as empresas lançarem produtos competitivos no mercado, identificarem potenciais de redução de custos e implementarem diferenciais nos produtos, considerando um valor de custo adequado. A abordagem de custos do projeto permite às empresas tomar decisões estratégicas e, assim, estabelecer caminhos a serem seguidos ao longo do processo de desenvolvimento de produtos. Devido à sua importância, esse processo deve ser conduzido de modo sistematizado, criterioso, fundamentado e integrado ao projeto de produtos.
19.1. Conceitos Fundamentais e Classificação dos Custos O termo custo pode ser entendido como sendo o valor dos bens e serviços consumidos ou encargos incorridos na empresa para produzir outros produtos, bens e serviços. Assim, o custo de um produto pode ser constituído pelos custos de mão de obra necessária para fabricar e montar o produto, matéria-prima, transporte, entre outros. Os custos de um produto podem ser classificados em quatro grupos, de acordo com critérios que são grau de média, proporcionalidade com a quantidade produzida, facilidade de atribuição e momento do cálculo, conforme apresentado a seguir. • Grau de média: o custo é classificado de acordo com a quantidade de produtos relacionados a um determinado custo, sendo definidos os seguintes custos: o
•
Custo total: é o valor dos esforços (bens e/ou serviços) consumidos para fabricar um conjunto de unidades do produto. o Custo unitário: é o valor dos esforços (bens e/ou serviços) consumidos para fabricar uma unidade do produto. Esse custo é obtido dividindo o custo total pelo número de unidades produzidas em um determinado período. Critério de proporcionalidade com a quantidade produzida: são classificados de acordo com o seu comportamento, em face dos diferentes volumes de produção. Os custos são classificados em função da sua variação em relação à quantidade de produtos manufaturados. o Custo variável: é aquele que é constante por unidade produzida, mas que varia no seu total, de forma proporcional às variações do volume de atividades. Exemplos: custo de material, custo de fabricação, dentre outros. o
Custo fixo: constante e Em indiferente, no curto por prazo, aos diferentes volumes de permanece unidades produzidas. valores unitários produto, o custo fixo varia de maneira inversa ao volume de produção. Exemplos: salário de gerentes, aquisição de um molde de injeção.
A Tabela 19.1 apresenta um exemplo do comportamento do custo variável e fixo, diante dos diferentes volumes de produção, considerando um componente injetado qualquer.
Capítulo 19
| Projeto para Custo
Tabela 19.1: Exemplo do custo variável e fixo diante dos diferentes volumes de produ-
ção do produto CUSTOVARIÁVEL Custo de Material do Componente Unidades Custo Unitário Custo Total de Produzidas de Material Material
CUSTOFIXO Custo do Molde de Injeção Unidades Custo do Molde Custo do Produzidas de Injeção Ferramental/Peça
1
20
20
1
10
20
200
10
100
20
2.000
100
1.000
20
20.000
1.000
100.000 100.000 100.000 100.000
100.000 10.000 1.000 100
Com base nos dados apresentados na Tabela 19.1, observa-se que o custo de material do produto, classificado como custo variável, é constante para cada unidade produzida, mas aumenta proporcionalmente com o incremento do volume de produção. Por sua vez, o custo de ferramental, classificado como custo fixo, permanece constante diante dos diferentes volumes de produção, mas apresenta variação inversamente proporcional ao aumento do volume produzido. • Facilidade de atribuição: são classificados considerando se um determinado custo pertence ou não ao produto. o Custo direto: é aquele que é facilmente atribuível a um determinado produto. Por exemplo: custo de material, usinagem do componente, entre outros. o Custo indireto: é aquele que não é atribuído diretamente a determinado pro•
duto. Por exemplo: custo de armazenagem ou iluminação, entre outros.
Momento do cálculo: são classificados de acordo com o momento de sua conta-
bilidade ou cálculo. o Custo histórico: é aquele calculado após ter ocorrido, ou seja, quando um determinado recurso foi consumido. Tem por objetivo avaliar inventários, os produtos fabricados, os produtos vendidos e apurar o resultado obtido pela empresa em um determinado período. o Custo predeterminado: é estabelecido antes da sua ocorrência e objetiva auxiliar a administração no planejamento e controle das atividades empresariais. São custos estimados. Em se tratando do desenvolvimento de produtos, é importante conhecer os conceitos de: • Custo de overhead: envolve todos os custos ocorridos no ciclo de vida do componente, exceto os custos diretos de aquisição e utilização. Por exemplo: custos de mão de obra indireta, impostos etc. • Preço do produto: é o valor do custo direto unitário do produto, incluindo os custos de overhead mais o lucro necessário para remunerar o capital da empresa.
261
262
Projeto do Produto
ELSEVIER
A composição do custo do componente injetado, segundo a classificação apresentada, é proposta na Figura 19.2. Essa representação foi proposta com base no trabalho de Ullman (1992).
Figura 19.2: Composição do custo de componentes injetados (adaptada de Ullman, 1992).
19.2. Abordagens de Custos no Projeto de Produtos A separação do processo de estimativa de custo do processo de desenvolvimento do produto não é apropriada, ou seja, ambas as atividades devem ser executadas de forma integrada e simultânea. No âmbito empresarial, os custos de produtos são afetados por decisões administrativas e por aquelas tomadas ao longo do processo de projeto de produtos. Por exemplo, a escolha de um tipo de matéria-prima vai afetar o curso do produto, enquanto a definição do tipo de um projetor a ser utilizado numa sala de reunião não irá influenciar diretamente o custo do produto. A Figura 19.3 apresenta quais custos são afetados por decisões tomadas na esfera administrativa da empresa e no âmbito de projeto do produto (Ferreira, 1997).
Figura 19.3: Influência das decisões tomadas sobre o custo de produto (Ferreira, 1997).
As decisões administrativas estão relacionadas, principalmente, ao modo de condução dos processos administrativos da empresa e influenciam os custos indiretos ou fixos do produto. São exemplos os custos de movimentação, armazenagem, despesas de administração, depreciação de equipamentos, energia, salários, aluguel e outros (Stewart, 1991).
Capítulo 19
| Projeto para Custo
As decisões tomadas ao longo do processo de desenvolvimento de produto influenciam o custo direto do produto, além do seu desempenho técnico. Caso essas decisões sejam tomadas com base em critérios puramente subjetivos e de forma inadequada, o produto pode apresentar custo elevado e desempenho técnico insatisfatório. Portanto, a estimativa e a análise de custo do produto devem ser realizadas simultaneamente ao processo de projeto e, se possível, no início desse processo. Dessa forma, no início do processo de projeto, ao se levantarem as necessidades dos clientes, analisarem os concorrentes e definirem as especificações de projeto, devem ser consideradas informações sobre custos. Como exemplo, devem ser considerados os custos de operação de equipamento, preço de venda do componente, características e custos de produtos similares, custo-meta e estrutura de custo do produto, investimentos disponíveis, entre outros. A Figura 19.4 mostra a consideração dos custos ao longo do ciclo de vida do produto. No início do projeto deve ser definido o custo-meta. As decisões tomadas nessa fase determinam de 80% a 90% do custo do produto. Na fase de produção, as empresas devem buscar estratégias para reduzir os custos dos produtos, de forma a manter-se competitivas no mercado.
Figura 19.4: Abordagem de custo ao longo do ciclo de vida do produto (adaptada de Cokins, 2002).
263
264
Projeto do Produto
ELSEVIER
Nessa abordagem de custos no processo de desenvolvimento de produtos, uma das informações mais importantes a serem obtidas envolve a determinação do custo-meta do produto. As informações provenientes do mercado, analisadas pelo departamento de marketing e considerando os aspectos estratégicos da empresa, podem ser usadas para determinar o preço de venda, o lucro desejado e o custo-meta do componente injetado, e também para definir os recursos disponíveis para aquisição do molde de injeção. Para definir o custo-meta do produto existem basicamente dois métodos. O método baseado no mercado é mais adequado para os produtos que não apresentam diferenças importantes com os concorrentes, em termos de função e qualidade. O preço de venda será determinado considerando que o preço de mercado é o máximo que os consumidores pagam por produtos semelhantes. Nesse método, a empresa examina o preço dos produtos competidores no mercado e estabelece preços similares para os seus produtos. O problema desse método é que a empresa destina menor atenção aos seus custos, no que se refere à formação de preço (Monden,1999; Silva, 2000). No método baseado no custo, adequado aos demais tipos de produtos, a determinação do preço é realizada considerando os custos de despesas com pessoal, instalações, depreciações, material, serviços e outros. Nesse caso, o preço de venda do produto é calculado com base nos custos diretos do produto acrescendo-se uma margem de lucro direta. Nesse método, acrescenta-se uma margem de lucro sobre o custo total ou sobre os custos variáveis para obter o preço de venda do produto. O inconveniente desse método é que o mercado pode não aceitar a cobrança desse preço calculado sem considerar os preços dos produtos concorrentes (Mondem, 1999; Silva, 2000). Uma vez determinado o custo-meta do produto, a análise do processo de projeto, com relação a aspectos econômicos, pode ser realizada segundo duas diferentes abordagens: “projeto para o custo” e do “projeto para o mínimo custo”. No “projeto para o custo”, a equipe de projeto busca basicamente otimizar o desempenho funcional do produto, por meio da introdução de novas características, nos seus subsistemas ou componentes, para que o custo desse produto atinja o valor de custo-meta, determinado no início do projeto. No “projeto para o mínimo custo”, busca-se fundamentalmente a melhor relação custo-benefício. Em outras palavras, deseja-se um produto que atenda às necessidades funcionais dos clientes, com o valor de custo mais baixo possível. Nesse contexto, importa que o custo do produto seja menor ou igual ao custo-meta, determinado no início do processo de projeto do produto.
19.3. Estimativa de Custos de Produtos no Processo de Projeto O custo de um produto pode ser estimado empregando-se ferramentas denominadas métodos de estimativa de custos. Esses métodos, como ilustrado na Figura 19.5,
Capítulo 19
| Projeto para Custo
buscam estimar o custo do produto a partir de um conjunto de informações de entrada. Essas informações de entrada são, basicamente, características sobre o produto, parâmetros relativos ao processo de manufatura e dados oriundos das empresas envolvidas no desenvolvimento do produto. Como resultado, podem ser obtidos os custos de material, do processo, do ferramental e do próprio produto.
Figura 19.5: Transformações de informações nos métodos de estimativa de custos.
Na literatura são encontrados diversos métodos de estimativa de custos de produtos. O objetivo aqui é apresentar os principais, mostrando a abordagem utilizada para estimar os custos. Método Paramétrico de Estimativa de Custo
Esse método parte do princípio de que é possível estimar o custo do produto a partir da função desempenhada pelos princípios de solução. Assim, o custo de uma função pode ser estimado através do desenvolvimento de uma equação paramétrica, que descreve a relação entre o modelo do comportamento dos princípios de solução e o custo a ser estimado. As equações paramétricas expressam a relação entre o comportamento de um determinado princípio de solução capaz de executar uma função e o custo a ser estimado, em forma de coeficientes e expoentes, conforme mostra a equação 19.1: CF = a . Aα . Bβ . Dγ (19.1) onde: CF = custo estimado da função que compõe a estrutura funcional A, B, D = variáveis do princípio de solução analisado a, b, d = constantes da equação paramétrica de estimativa de custo α, β, γ = expoentes da equação paramétrica de estimativa de custo Dessa forma, por exemplo, conforme mostrado na Figura 19.6, a equação paramétrica para estimar o custo da alavanca deve ser desenvolvida considerando as forças envolvidas no sistema, o diâmetro da seção transversal e o comprimento da alavanca.
265
266
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 19.6: Estimativa do custo da função “ampliar força” (Ferreira, 1997).
Do mesmo modo, o desenvolvimento da equação paramétrica para estimar o custo de um macaco hidráulico deve considerar as forças e o diâmetro dos pistões. Portanto, através desse método podem ser estimados os custos de fabricação, de material, de aquisição ou de utilização do produto, os quais dependerão das variáveis, dos fatores e dos parâmetros considerados na modelagem da equação paramétrica de estimativa de custos. a) Método de Estimativa do Custo a Partir do Custo de Fabricação
Do ponto de vista contábil, o custo de produção é o valor dos bens consumidos nos processos produtivos do produto em um determinado período de tempo. Assim, é hábito incluir como custo de produção os custos de matéria-prima, mão de obra direta e indireta e uma parcela de custos indiretos de produção, como seguro, imposto, supervisão, depreciação. Entretanto, para fins de estimativa de custo será adotada a abordagem de Pahl e Beitz (1995), na qual o custo de produção é dado pela soma dos custos de material e de fabricação, conforme mostra a equação 19.2. CPROD = CFABR + CMAT onde: CPROD = custo estimado de produção do produto CFABR = custo estimado de fabricação do produto CMAT = custo estimado de material do produto
(19.2)
O custo de produção pode ser classificado, de acordo com a facilidade de atribuição, em custos diretos e indiretos. Assim, classificando os custos de fabricação e material segundo o mesmo critério, tem-se: CPROD = CDFABR + CIFABR +CDMAT +CIMAT onde: CPROD = custo estimado de produção do produto CDFABR = custo estimado direto de fabricação do produto CIFABR = custo estimado indireto de fabricação do produto CDMAT = custo estimado direto de material do produto CIMAT = custo estimado indireto de material do produto
(19.3)
Capítulo 19
| Projeto para Custo
Os custos indiretos de fabricação são, por exemplo, o custo de depreciação e o seguro de máquinas. O custo indireto de material pode ser considerado o custo de materiais auxiliares utilizados na produção do produto. Os custos indiretos de fabricação e material, segundo Pahl e Beitz (1995), são estimados através da combinação com os custos diretos por meio de fatores multiplicativos. Por exemplo, para os custos indiretos de fabricação pode-se ter fatores multiplicativos variando de 1,5 a 10 (ou maiores), dependendo do tipo de equipamento utilizado no processo de produção de um determinado componente. Dessa forma, os custos indiretos do produto podem ser calculados com base nos seus custos diretos, a partir de fatores multiplicativos. Adotando AF e BM como sendo o valor desse fator multiplicativo correspondente à parcela relativa do custo indireto no custo direto, é possível escrever: CPROD = CDFABR (1+AF) +CDMAT (1+BM) onde: CPROD = custo estimado de produção do produto CDFABR = custo estimado direto de fabricação do produto CDMAT = custo estimado direto de material do produto
(19.4)
AF e BM = fator multiplicativo, respectivamente, da parcela relativa ao custo indireto de fabricação e material O valor de A e B pode ser obtido a partir de dados históricos da empresa e de informações provenientes dos sistemas de gerenciamento de custo. Para estimar o custo direto de fabricação do produto, devem ser considerados o custo de preparação, carregamento, operação e descarregamento de equipamentos, custo de troca de ferramental, além do custo de material. Assim, para cada processo de fabricação deve ser empregada uma equação de estimativa de custo. Boothroyd et al. (1994) desenvolveram uma série de estudos detalhados sobre os processos de fabricação e apresentaram várias equações para estimar o custo desses processos. Por exemplo, segundo Boothoroyd et al. (1994), o custo de torneamento de uma peça, operação de desbaste à velocidade constante, é calculado por: CDFABR = M. tl + M. tm + (M. tct/ +t)Ct).( tm (19.5) onde: CDFABR = custo estimado de fabricação do componente (UM) Ct = custo de afiação do ferramental (UM) M = custo de operação da máquina e mão de obra por unidade de tempo (UM/s) tl = tempo não-produtivo do processo produtivo (s) tm = tempo de operação da máquina (s) tct = tempo de troca de ferramental (s) t = tempo de vida do ferramental (s) UM = unidade monetária Outra maneira de estimar o custo direto de fabricação CDFABR dá-se pela multiplicação do tempo estimado de fabricação do componente tl pelo custo direto de operação
267
268
Projeto do Produto
ELSEVIER
da máquina por unidade de tempo Mi do respectivo processo de fabricação Fi, conforme mostra a equação 19.6. A aplicação do método é apresentada na Tabela 19.2. (19.6) onde: CDFABR = custo estimado de fabricação do produto Mi = custo de operação da máquina e mão de obra por unidade de tempo ti = tempo estimado de fabricação do produto em um determinado processo n = número de processos necessários para produzir o produto O valor do custo de fabricação por unidade de tempo do produto Mi em que pode estar incluído o custo de mão de obra é de conhecimento das empresas. Tabela 19.2: Tabela de avaliação dos custos relativos Subsistema e Nível 1 2 3 A1
Nome do Subsistema 1 23
Custo Percentual e Nível
100 A21
Custo por Unidade
12500 50
6250
A311
30
15
1875
A321
30
15
1875
A331
40
20
2500
A22
20
2500
A321
20
4
500
A322
20
4
500
A323 A23
Custo da Unidade estimada
60 30
12
1500
A331
10
3
375
A332
40
2
250
A333
50
15
∑=
1500
2500
100%
∑=
100%
∑=
1875 100%
b) Método de Estimativa do Custo a Partir do Custo de Material
Esse método apresenta a determinação do custo do produto a partir da estimativa do custo do material constituinte dos princípios de solução e componentes do produto. Além disso, o resultado obtido com a aplicação desse método pode ser somado ao custo de fabricação, compondo assim o custo de produção do produto. Segundo Hundal (1993), esse método deve ser aplicado a produtos nos quais predomine o custo de material. O autor afirma que os custos de material constituem 40%-50% dos custos de máquinas industriais e são maiores para produtos produzidos em grande quantidade. Na Figura 19.7, apresenta-se a proporção dos custos de material em relação aos custos de produção para alguns tipos de produtos.
Capítulo 19
| Projeto para Custo
Figura 19.7: Proporção dos custos de material em relação aos custos de produção (Hundal, 1993).
c) Método de Estimativa do Custo a Partir de Leis de Similaridade
Segundo Hundal (1993) e Pahl e Beitz (1995), as leis de similaridade são largamente utilizadas na estimativa de custos de produtos de tamanho seriado, de componentes geometricamente similares e de variantes de um componente conhecido. Assim, dispondo de um produto de tamanho e custo conhecidos, o custo para produtos similares de tamanhos diferentes pode ser estimado. Geralmente, o resultado obtido com o uso desse método possui maior precisão do que o determinado através da estimativa do custo de produção e material. O método parte do princípio de que devem ser determinadas as razões lineares, de área e volumétricas entre as dimensões do produto conhecido (1) e o produto a ser projetado (2), dada respectivamente por φl = l2 / l1, φl2 e φl3. Na sequência, deve ser estabelecida a relação entre um determinado custo do produto e as relações dimensionais estabelecidas anteriormente, verificando se os custos variam linearmente (φl), espacialmente ( φl2) ou volumetricamente ( φl3), conforme explicado por Hundal (1993) e apresentado na equação 19.7. O parâmetro aí pode ser calculado através de análise de regressão. 3 C2 i i=0 c C1 = φ = ai.φ |
(19.7)
onde: C1 = custo do produto conhecido C2 = custo estimado do produto, a ser calculado φc = relação entre o custo do produto conhecido e o produto a ser calculado Pahl e Beitz (1995) aplicam esse método na determinação do custo de soldagem de uma viga metálica. Primeiramente, são estabelecidas as relações de similaridade entre o custo e as dimensões da viga. Desse modo, tem-se que o custo de soldagem aumenta
269
270
Projeto do Produto
ELSEVIER
linearmente com o comprimento de soldagem l, portanto, φl1, e aumenta de acordo com a espessura de cordão t na relação φl1,5, conforme mostrado a seguir: CSOLDA = A . φl1 + B . φl1,5 onde: CSOLDA = custo estimado de soldagem da estrutura (UM) A, B = constante de proporcionalidade
(19.8)
Os valores das constantes A e B são obtidos através da análise de regressão, por entrevistas com especialistas, realização de experimentos, consulta em catálogos e dados históricos da empresa. Como pode ser observado, o método baseado em leis de similaridade requer que algumas características do produto a ser projetado estejam especificadas e que o custo do produto srcinal seja conhecido para estimar o custo do produto similar. d) Método de Estimativa do Custo Através do Método Delphi
No método Delphi, primeiramente, decompõe-se o sistema técnico (produto) em subsistemas de construção de complexidade decrescente, como mostra a Figura 19.8. Os componentes do nível 3 são mais simples que os dos níveis 1 e 2.
Figura 19.8: Decomposição de um sistema técnico em subsistemas de construção.
Decomposto o produto em subníveis de complexidade, elabora-se uma tabela semelhante à 3, e submete-se esta à avaliação de 15-20 pessoas para estimativa do custo relativo dos subsistemas do nível de complexidade 2. Os avaliadores deverão ser escolhidos pelo conhecimento do sistema técnico total, não pela sua especialização técnica. O valor final a ser adotado para o subnível é igual à média das 15-20 avaliações, devendo a soma das avaliações do subnível totalizar 100%. Como exemplo, ter-se-iam os valores de 50%, 20% e 30%, respectivamente, para os subsistemas A21, A22 e A23. Por exemplo, um automóvel poderia ser dividido nos subsistemas de powertrain, chassis e carroceria. No segundo passo, cada subsistema do nível 2 é submetido a um novo grupo de 15-20 avaliadores para determinação da porcentagem em que cada unidade de construção, no nível 3, afeta o custo da unidade no nível 2. Essas pessoas são escolhidas agora entre aquelas que apresentam bom conhecimento dos subsistemas no nível 2. Por exemplo, o subsistema de powertrain pode ser dividido em motor e transmissão. O subsistema de chassis pode ser dividido em sistema estrutural e assoalho, e o sistema de carroceria, em sistema estrutural e chapas. Uma vez estabelecidos os custos relativos de todas as unidades de construção, escolhe-se uma unidade, preferencialmente aquela que mais facilite a estimativa de custo.
Capítulo 19
| Projeto para Custo
Determinado esse custo, calculam-se os custosdas demais unidades, bem como o custototal. Por exemplo, se o custo do nível A323 (por exemplo, custo do bloco de um motor) foi avaliado em 1.500 UM, logo o custo total do produto é calculado como sendo 12.500 UM. Nesse método, o produto é desdobrado de acordo com os níveis de complexidade de seus componentes. Tal metodologia poderia ser empregada para a estimativa dos custos das funções desempenhadas pelo produto, desdobrando as mesmas de acordo com o seu nível de complexidade ou facilidade de execução. Através do método da função-síntese, tem-se este desdobrado, uma vez que a função total do produto é desdobrada em funções parciais. No método Delphi, a determinação da porcentagem em que cada unidade ou componente de um nível afeta o seu superior exige que informações sobre eles estejam disponíveis. Além disso, para estimar o custo do princípio de solução ou componente mais simples, é necessário o emprego dos demais métodos de estimativa de custos apresentados anteriormente.
Referências BOOTHROYD, G.; DEWHURST, P.; KNIGHT, W. Product Design for Manufacturing and Assembly. New York: Marcel Dekker,Inc.1994.. FERREIRA, C.V. Estimativa de custos de produtos na fase de projeto conceitual: uma metodologia para seleção da estrutura funcional e da alternativa de solução. (Dissertação). PPGEM. CTC. UFSC. Florianópolis, SC. 1997. HUNDAL, M. S. Cost models for product design. Proceedings of International Conference on Engineering Design (ICED 93). The Hague, Zurich: Heurista, v. 2, p. 11151122, August 17-19, 1993. MONDEM, Y. Sistemas de Redução de Custos: custo alvo e custo kaizen. Porto Alegre. Bookman. 1999. PAHL, G.; and BEITZ, W. Enginneering Design: a Systematic Approach. Berlim. Springer Verlag. 1995. SILVA, J. O. da. Proposta de um Metodologia para a Formação do Custo-Alvo e sua Estrutura de Desdobramento nas Fases Iniciais de Desenvolvimento de Produtos. (Dissertação) – PPEPS. CTC. UFSC. Florianópolis, 2000. STEWART, R.D. Cost Estimating. 2nd ed. EUA: John Willey & Sons Inc.: 1991. The Mechanical Design Process. [S. l.] Mc-Graw Hill. 1992. (Mechanical ULLMAN, D.G.Series). Technology
271
O Projeto da Embalagem Eduardo Romeiro Filho Paulo Augusto Cauchick Miguel Muitas vezes, a embalagem é tratada como mero acessório do produto, sendo desenvolvida depois de o projeto do produto a ser embalado estar finalizado. Essa abordagem, entretanto, mostra-se pouco adequada, diante das necessidades a serem atendidas pela embalagem, além das várias possibilidades oferecidas. Na verdade, a embalagem pode ser tratada como um produto à parte, que atende a requisitos específicos de projeto e possui diversas funções, de acordo com o produto e o seu estágio de ciclo de vida. Neste capítulo serão apresentadas diversas características das embalagens, bem como um exemplo de como o desenvolvimento de uma embalagem apropriada traz benefícios a um produto tradicional como a goiabada-cascão. Atualmente, a embalagem é componente importante da atividade econômica dos países industrializados, em que o consumo desse item é utilizado como um dos principais parâmetros para verificar o nível de atividade da economia (Mestriner, 2002). A indústria de embalagem instalada no Brasil envolve 1,3% do PIB e está equipada para oferecer quase todas as soluções disponíveis no mercado internacional, pois a maioria das grandes empresas mundiais de embalagem está presente no mercado brasileiro, o que permite dispor das últimas inovações e recursos tecnológicos. De fato, a indústria de embalagens pode ser considerada um “termômetro” do desenvolvimento, sendo uma das primeiras a refletir alterações na situação econômica do país. Classicamente, a função de uma embalagem é conter e proteger os produtos durante sua movimentação, transporte, armazenagem, comercialização e consumo. Contudo, com o decorrer do tempo, a embalagem adquiriu outras funções e, em diversas situações, não é possível mais considerar um produto sem a sua embalagem, dada a forte inter-relação entre eles. A evolução mercadológica e a maior competição entre os produ-
Capítulo 20
| O Projeto da Embalagem
tos fizeram com que a embalagem se tornasse um crucial fator de influência na decisão de compra dos consumidores na aquisição de um produto. Hoje, o projeto da embalagem é uma atividade complexa que envolve, além de engenheiros, designers e comunicadores visuais, setores como marketing, comportamento do consumidor e conhecimento da indústria e da cadeia de distribuição dos produtos. Andréa Martini (ADG Brasil, 2003) baseia a construção do valor da marca na criação, manutenção e atualização da diferenciação pertinente da oferta e das vantagens para o consumidor, nas quais elas são avalizadas pela própria marca ou produto. A autora endossa o papel fundamental da embalagem no momento do planejamento da marca/ produto, na criação dessa diferenciação, onde os elementos embalagem, produto e branding se apresentam interligados. Não obstante, Martini cita seis passos a serem seguidos na construção do valor da embalagem, visando afiançar a preferência do consumidor/ comprador: 1o – impacto e atração; 2o – entendimento; 3o – serviço: segurança e praticidade; 4o – lembrança; 5o – confiança e intimidade; 6o – fidelidade. Segundo a autora, a observância desses passos facilita consideravelmente a construção do valor de uma marca através do desenvolvimento de uma embalagem competitiva, nas fases iniciais do processo construtivo, sendo posteriormente adicionados valores oriundos de elementos do mix de marketing, como comunicação, distribuição e política de preços (sobre esse assunto, ver também capítulo sobre marketing). Ao entrar em qualquer supermercado, percebe-se facilmente que todos os produtos disputam um espaço nas prateleiras. Em um supermercado, geralmente com disponibilidade de 30 mil produtos, um consumidor gasta, em média, 20 minutos por visita. Nesse contexto, pesquisas apontam que 70% das decisões de compra na gôndola de um supermercado são tomadas por impulso, ou seja, a apresentação de um produto influencia fortemente essa decisão. Portanto, já estará em vantagem em relação aos concorrentes aquele produto que conseguir atrair a atenção do consumidor por meio da embalagem, a qual precisa apresentar o produto ao cliente e convencê-lo de que ali está o que ele precisa. Assim, a embalagem vem ganhando destaque e exigindo uma atenção maior das empresas, que, além de desenvolverem produtos de qualidade com preço competitivo, precisam de embalagens atrativas, que exerçam sua função principal e também auxiliem na venda do produto. Nesse sentido destaca-se a seguir os fatores importantes na definição da embalagem do produto.
20.1. Embalagem – Conceito e Funções Projetar embalagens que realmente contribuam para o sucesso do produto na competição atual de mercado não é uma tarefa fácil. A embalagem final é resultado de ações em uma cadeia produtiva complexa (Figura 20.1) que começa na seleção de matérias-primas com os fabricantes de vidro, papel, resinas plásticas, alumínio, madeira e tecido industriais. Essas matérias-primas alimentam as próximas empresas na cadeia
Projeto do Produto
ELSEVIER
de fornecimento, que são aquelas que fabricam garrafas, frascos, potes, sacos, cartuchos e uma infinidade de soluções, acompanhadas da impressão de rótulos, tampas, selos, lacres, códigos e outros acessórios que constituem a indústria de embalagem. Essas empresas são denominadas “convertedores” que, por sua vez, fornecem para as empresas que embalam seus produtos.
Figura 20.1: Cadeia produtiva da embalagem. (Mestriner (2002)).
A Figura 20.2 ilustra uma cadeia de produção de filmes de polipropileno biorientado (BOPP). Os filmes de BOPP são obtidos através de um processo de transformação da resina granulada de polipropileno. Como mostra a Figura 20.2, o polipropileno provém do propeno, que por sua vez é subproduto da nafta, obtida após destilação fracionada do petróleo. Posteriormente, é feita a transformação da resina, obtendo o filme de polipropileno. O processo de obtenção do filme compreende basicamente as etapas de extrusão, para a fusão do polipropileno; formação, onde ocorre a formação e o resfriamento do filme de polipropileno; estiramento longitudinal, que promove, através de um estiramento mecânico, a orientação das cadeias de polipropileno na direção longitudinal do filme; estiramento transversal que, a exemplo da etapa anterior, promove a orientação por meio de estiramento mecânico, porém na direção transversal, resultando na película de polipropileno orientada biaxialmente; tração e tratamento da película orientada e embobinamento.
Capítulo 20
| O Projeto da Embalagem
Figura 20.2: Cadeia de produção do BOPP (Miguel, 2008).
Em linhas gerais, uma embalagem pode ser definida como um conjunto interrelacionado de componentes de atividades, constituído de: • matéria-prima básica; • operações que transformam os materiais em embalagem; • operações em que a embalagem é preenchida, quantificada, inspecionada quanto à qualidade e fechada; • preparação para a distribuição por meio de canais, envolvendo estocagem, movimentação e transporte; • esvaziamento da embalagem através do consumo do produto; • disposição, reutilização ou reciclagem da embalagem. As embalagens podem ser subdivididas nas funções indicadas na Tabela 20.1. Tabela 20.1: Funções da embalagem TiposdeFunções Primárias
Mercadológicas
Relativas à marca e valor
Sociocultural Meio ambiente
Fonte: Mestriner, 2002.
Descrição • C onteroproduto • Proteger o produto • Permitir o transporte do produto • Atrair a atenção dos clientes • Transmitir informações • Despertar desejo de compra • Oferecer oportunidade de comunicação do produto • Dar destaque para ações promocionais • Auxiliar a construir a marca do produto • Formar conceito sobre o fabricante • Agregar valor ao produto • Propiciar expressão da cultura e do estágio de desenvolvimento de empresas e países • Possibilitar reciclagem e/ou reaproveitamento de materiais
Projeto do Produto
ELSEVIER
Qualquer embalagem pode exibir uma ou mais funções, sendo que algumas dessas funções podem sobressair-se perante outras. Geralmente, admite-se que o principal custo da embalagem eleva-se de acordo com o grau em que cada função é projetada. Assim, o desafio está em desenvolver uma embalagem que apresente um balanço custo-benefício das funções adequado, baseado nas condições conhecidas de utilização. A embalagem está intimamente relacionada com os lucros e perdas de qualquer empresa, sendo um fator importante nos planos operacionais mercadológicos. Para muitas empresas, a embalagem é um componente importante do custo de produção, pois muitas vezes representa o principal item na composição do custo final do produto. No caso da indústria de perfumes, a proporção do custo da embalagem pode ser superior ao custo do próprio produto.
20.2. Tipos de Embalagem As embalagens podem ser classificadas em diversos tipos, geralmente relacionados às funções que exercem. Uma primeira forma de classificação é de acordo com o grau de rigidez das embalagens que são classificadas então como embalagens rígidas ou embalagens flexíveis. Outro tipo de classificação, associada à sua função, é mostrado na Tabela 20.2. Tabela 20.2: Classificação das embalagens Tipo Embalagem de contenção
Embalagem de apresentação Embalagem de comercialização Embalagem de movimentação Embalagem de transporte
Descrição Embalagem em contato direto com o produto e, portanto, deve proporcionar compatibilidade entre os componentes do produto e os materiais da embalagem Embalagem que envolve a embalagem de contenção e com a qual o produto se apresenta ao usuário no ponto de venda Embalagem que contém um múltiplo da embalagem de contenção e/ou apresentação e, geralmente, constitui a unidade para extração do pedido Múltiplo da embalagem de comercialização, para ser movimentada racionalmente por equipamentos mecânicos, como empilhadeiras Embalagem para agregar embalagens de comercialização de produtos diferentes, com o objetivo de compor e entregar um pedido ao cliente
Exemplo Garrafas ou latas para bebidas
Caixas para brinquedos Caixas de papelão Pallets
Protetores para transporte
20.3. Outros Aspectos Relevantes sobre a Embalagem A sofisticação cada vez maior dos hábitos de consumo, a agressividade comercial, a necessidade crescente da redução de custos e perdas são condições que não deixam dúvidas quanto à importância da embalagem no contexto mercadológico e logístico de uma empresa competitiva (Moura e Banzato, 2003). Nesse sentido, uma embalagem pode servir a um objetivo específico ou atender a múltiplas necessidades, mas deve contribuir significativamente para as seguintes metas:
Capítulo 20
• • • • • •
| O Projeto da Embalagem
provocar a aceitação do produto pelo distribuidor e pelo varejista; permitir a rotatividade rápida do produto no ponto de venda; contribuir para aumentar o movimento de vendas; penetrar em novos mercados; introduzir novos produtos ou modificações no mercado; promover a imagem da empresa e seus produtos.
A combinação desses fatores, considerando as características específicas de um produto e seu mercado, deve ser levada em conta no projeto de uma embalagem. Por outro lado, existem alguns problemas típicos ou fatores que resultam em restrições relacionadas ao projeto da embalagem. Dentre eles, citam-se: • pode representar uma grande porcentagem do custo do produto, como no caso de embalagens “longa vida”; • muitas vezes não adiciona nenhum valor ao produto, especialmente quando é descartada para o uso do produto; • muitas vezes não vende o produto, pois dificulta a identificação e, principalmente, a verificação, pelo consumidor, do estado do produto (como no caso de diversos produtos alimentícios); • pode afetar a imagem da empresa por apresentar-se deteriorada (mesmo que apenas aparentemente), como no caso de refrigerantes ou água que possuem rótulo em papel que se desgasta ou suja durante a exposição no refrigerador do ponto de venda; • não exerce sua função principal de proteger o produto, que se quebra ou deteriora durante o transporte; • não é padronizada, o que pode dificultar as operações de transporte e não reforça a imagem do produto e da empresa perante o consumidor; • apresenta aspectos inadequados de ergonomia e usabilidade, sendo, por exemplo, difícil de abrir e/ou fechar; • não apresenta um destino claro após o uso do conteúdo, como reutilização, devolução ou reciclagem; • pode ser muito pesada ou volumosa para uma movimentação manual. Segundo Moura e Banzato (1997), citados também por Lautenschläger (2001), para que uma embalagem preencha perfeitamente seus requisitos precisa ter algumas características básicas. Das diversas citadas pelos autores, cabe relacionar: • preço compatível, em função do custo do produto e/ou mercado-alvo; • apresentação estética agradável e personalizada; • resistência a impactos e à vibração; • leveza e resistência; • transparência; • limitações de peso, forma e tamanho;
Projeto do Produto
• • • • • • •
ELSEVIER
identificação fácil do produto; utilização de material biologicamente inerte (atóxico, inodoro, imputrescível) e compatível com o produto; facilidade de descarte após utilização; disponibilidade no mercado; facilidade de abertura e fechamento nos locais de uso; facilidade de reposição na linha de produção ou no estoque; provisão de movimentação manual etc.
Pode-se perceber, assim, que a embalagem é muito mais do que mero acessório do produto, muitas vezes responsável pelo seu sucesso (ou fracasso). No caso de alimentos, por exemplo, os fatores a serem considerados no projeto da embalagem são cruciais para a inserção do produto no mercado e seu posicionamento entre os concorrentes, bem como para sua imagem entre os consumidores. O tópico seguinte ilustra um exemplo de projeto de embalagem de um alimento tradicional no Brasil, a goiabada artesanal, cujo desenvolvimento de uma nova embalagem representou uma mudança substancial no posicionamento do produto no mercado, ao mesmo tempo que realçou suas características de srcem.
20.4. O Projeto de uma Embalagem para Goiabada Artesanal O exemplo a seguir é uma descrição de desenvolvimento de embalagem no setor de alimentos, proveniente de um programa do governo do estado de Minas Gerais, o Programa de Desenvolvimento da Agroindústria Artesanal de Alimentos e do Artesanato Rural de Minas Gerais, baseado no trabalho de Miranda e Romeiro (2007). A embalagem para goiabada foi escolhida dentre os diversos produtos da agroindústria artesanal por apresentar uma peculiaridade inerente ao processo de fabricação de doces em barra artesanais e à adequação de uma embalagem que permita, dentro dos preceitos do programa, que o produto seja disponibilizado nos meios de distribuição e comercialização preservando suas características. Por meio desse programa, os produtos passam a ser comercializados em supermercados e a competir com produtos industrializados de empresas de médio e grande porte. O Processo de Produção da Goiabada Artesanal Visando definir a embalagem, primeiramente é descrito brevemente o processo de produção da goiabada artesanal, iniciado pela seleção das frutas que, depois de lavadas, são levadas para o cozimento. O produto é então despejado em formas cuja capacidade determina o tamanho das barras de doce após resfriamento e solidificação. Cada cavidade de forma corresponde a uma barra de aproximadamente 0,750kg de goiabada, conforme mostrado na Figura 20.3.
Capítulo 20
| O Projeto da Embalagem
Figura 20.3: Envase na fabricação da goiabada artesanal (Miranda e Romeiro, 2007).
Os produtos artesanais têm como uma de suas características uma grande carga simbólica, despertando atração peculiar que provoca sentimentos pela incorporação do estilo de vida, técnicas e valores culturais de grupos, despertando emoções e estabelecendo ligações com identidades culturais, especialmente no caso dos alimentos. Nesse sentido, o consumidor de produtos artesanais poderá estar disposto a um pagamento superior em função das características típicas do produto, justificando a relevância de ressaltá-lo por meio de uma embalagem adequada. No caso de pequenos produtores familiares, Bittencourt (2002) sugere a priorização de produtos com maior valor agregado, oriundos de processos da agroindustrialização, agroecologia ou da produção orgânica. Lourenzani (2005) caracteriza essa sugestão como uma possível diretriz estratégica de marketing, congruente às políticas governamentais de fomento do segmento da agricultura familiar. Dessas definições delineiam-se os contornos do que pode ser chamado de requisitos básicos da embalagem em questão, oriundos da caracterização do produto: • realçar as características artesanais da goiabada e o valor do produto artesanal; • permitir a visualização da cor e textura do doce; • desenvolver uma programação visual esteticamente agradável e coerente com o produto; • utilizar matérias-primas e processos adequados à produção manual e em lotes reduzidos; • ser coerente com o processo de fabricação artesanal e com o processo de distribuição e comercialização; • trazer a identidade do Programa Minas Artesanal, caracterizando o incentivo e apoio governamental. Com base nessas características, a escolha do papel-cartão para a embalagem pode ser justificada pela possibilidade de agregar valor à embalagem final do produto, por meio do uso de elementos formais que remetem ao produto artesanal, tais como a imagem gráfica de uma textura em renda, curvas e cores que lembram o ambiente e a realidade cultural do meio onde o doce é produzido. O design gráfico apresenta elementos rebuscados nas fontes e imagens selecionadas, e a estrutura permite a visualização do
Projeto do Produto
ELSEVIER
doce. O processo de fabricação é a impressão em off-set em papel-cartão, que se apresenta como uma opção de baixo custo, simples e de grande disponibilidade na região atendida, onde se situa a Cooperativa. Assim, garante-se com isso a sustentabilidade e continuidade do programa, que passa a ser conduzido pelos próprios associados. O projeto da embalagem buscou então refletir os aspectos definidos e esperados, como o realce das características artesanais da goiabada, permitindo a visualização da cor e a percepção da textura do doce através de uma janela de corte especial, como ilustra a Figura 20.4. A programação visual foi especialmente desenvolvida na escolha das cores e elementos visuais que compõem a comunicação e a interface visual do produto. A matéria-prima escolhida, o papel-cartão impresso, cortado e dobrado, é coerente com os processos de envase e embalagem manual, tanto quanto para com o sistema de produção da Cooperativa a ser atendida. A diferença entre a embalagem anterior e a proposta pode ser observada na Figura 20.4, que mostra como o produto era embalado e a nova proposta aprovada. Porém, cabe aqui uma observação importante relativa ao formato do doce. Este é determinado pelas dimensões da forma utilizada no envase (Figura 20.3). Como se trata de um produto de base artesanal, cuja fabricação não é regida por normas ou regulamentos que determinem suas dimensões finais, e cujas características típicas do modo de fabricação, ingredientes e métodos específicos lhes conferem uma morfologia própria, o projeto fornecido somente se adapta à produção específica dessa cooperativa. Essa irregularidade foi considerada no projeto, pois é uma das características que diferenciam esses produtos dos produtos industrializados cujas dimensões são mais precisas, oriundas de processos mecanizados e previamente determinados e planejados. Essa característica dos produtos artesanais não pode ser desprezada, pois é um dos aspectos que os diferencia dos produtos industrializados e que, consequentemente, mais os valoriza.
Figura 20.4: Imagens da embalagem srcinal (à esquerda) e do protótipo da embalagem aprovada (à direita).
Dentro dos contornos propostos pelo Programa de Desenvolvimento da Agroindústria Artesanal de Alimentos e do Artesanato Rural de Minas Gerais, se houver qualquer outra demanda proveniente de outra cooperativa ou associação, o projeto deverá ser revisto, e essa tipologia do uso de uma caixa de papel-cartão pode se tornar inadequada diante de uma possível nova condição de variedade de formatos e dimensões. Essa afirmação evidencia a importância da etapa de planejamento de uma embalagem focada no sistema produtivo e no produto.
Capítulo 20
| O Projeto da Embalagem
Referências ADG Brasil. O valor do design: guia ADG Brasil de prática profissional do designer gráfico. São Paulo: Senac São Paulo; ADG Brasil Associação dos Designers Gráficos, 2003. BITTENCOURT, G. Agricultura familiar e agronegócio: Questões para pesquisa. In: LIMA, D.M.A.; WILKINSON, J. (Org.). Inovação nas tradições da agricultura familiar. Brasília: CNPQ/Paralelo 15, p. 85-94, 2002. LOURENZANI, W.L. Modelo dinâmico para gestão da agricultura familiar. (Tese de Doutorado em Engenharia de Produção) – Departamento de Engenharia de Produção. Universidade Federal de São Carlos, 2005. MESTRINER, F. Design de embalagem: curso básico. São Paulo: Makron Books, 2002. MIGUEL, P. A.C. Implantação do QFD para desenvolvimento de novos produtos. São Paulo: Atlas, 2008. MIRANDA, C.A.S.; ROMEIRO FILHO, E. Design de embalagem focado no sistema produtivo da agricultura familiar: o caso da goiabada artesanal. Anais do XXVIII Enegep. Foz do Iguaçu, 2007. MOURA, R.A.; BANZATO, J.M. Embalagem, unitilização & conterização. 2. ed. São Paulo: IMAM, 1997. v. 3.
A Representação do Produto Ricardo Manfredi Naveiro Este capítulo tem por objetivo apresentar a função dos desenhos de engenharia na progressão do projeto, associando cada tipo de desenho a cada etapa do desenvolvimento do projeto. Inicialmente é apresentado um histórico da representação gráfica para, em seguida, passar à descrição dos diversos tipos de representação gráfica em uso no PDP. Ao final, o capítulo procura explicar as características dos sistemas CAD/CAE utilizados não só para a representação gráfica do produto, mas também para simulações diversas, permitindo realizar uma série de análises e mudanças no projeto antes da construção do objeto. Esse uso dos sistemas CAD/CAE recebe a denominação de prototipagem virtual. Existem vários livros sobre como executar desenhos de engenharia, porém poucos discutem a sua função principal. O desenho de engenharia é uma consequência da Revolução Industrial, sendo possível rastrear as suas srcens nas ilustrações técnicas da época do Renascimento nos domínios da arquitetura e da construção naval. As srcens do desenho remontam ao período do ReNascimento, durante o qual a técnica de desenhar ganhou o realismo, a incidência da luz e o sombreado, assim como a perspectiva. Os desenhos de Leonardo da Vinci representam bem essa época com seu extremo detalhe e realismo, não só para mostrar o conjunto, mas também o funcionamento dos artefatos projetados. Considera-se que essas representações são na realidade mais ilustrações do que propriamente desenhos. Nessa época, a concepção passava diretamente da mente do artesão para a matéria-prima sem a representação do produto em um desenho. Havia desenhos rudimentares, equivalentes aos nossos esboços, representações livres de partes do artefato que não apresentavam o objeto de forma completa. A “linguagem” utilizada para descrever completamente o artefato era o modelo físico tridimensional. O século XVI e o século XVII assistiram a um desenvolvimento enorme do conhecimento teórico que fazia a ponte entre a matemática e a representação gráfica. Somente em meados do século XVIII
Projeto do Produto
ELSEVIER
é que o engenheiro politécnico francês Gaspar Monge desenvolveu as bases teóricas da geometria descritiva, alicerce sobre o qual, ao final do século XIX, se criou o desenho técnico atual. Até o advento da Revolução Industrial o design e a manufatura eram atividades inseparáveis praticadas pelos artesãos. Mais tarde, com o surgimento dos “princípios da administração científica” de Taylor, no final do século XIX, é rompido o elo que unificava as atividades de design e manufatura, separando a concepção da execução. Como consequência dessa ruptura cria-se a necessidade de um meio não ambíguo de comunicação entre o projeto e a produção. Nesse contexto é que surgiu o desenho técnico como linguagem codificada capaz de descrever o produto projetado de tal forma que a sua produção pudesse ser realizada por qualquer um e em qualquer instalação fabril. O desenho introduziu uma mudança radical na maneira de projetar; ele passou a ser o meio de experimentação e mudança dos conceitos gerados. Além disso, o desenho possibilitou dividir o trabalho em “partes” que poderiam ser realizadas por diferentes pessoas, assim como a concepção por um único designer de peças constituintes de produtos de grandes dimensões, como aviões e embarcações.
21.1. Formas de Representação do Projeto As formas de representação do projeto são consideradas como representações externas ao pensamento do projetista, utilizadas não apenas como auxiliares da memória, mas também como facilitadores das tarefas de projeto, como, por exemplo, a melhor compreensão do problema e o compartilhamento de uma concepção com a equipe de projeto. Também serve como motor de busca de soluções para o designer através da geração e do registro das alternativas geradas para posterior avaliação e refinamento a serem feitos pelo próprio. Essas funções atribuídas às formas de representação do projeto estão vinculadas a própria atividade de concepção, através da interação entre a representação e os processos cognitivos para a sua interpretação. Os esboços e croquis representam um bom exemplo dessa interação; o registro de ideias colocadas no papel permite ao projetista analisar e interpretar seus próprios esboços, conseguindo visualizar relações espaciais e formais não previstas. A Figura 21.1 representa esse ciclo inicial em que a interação entre as ideias na mente do projetista, o seu registro em um meio qualquer e sua interpretação caracterizamse como a etapa inicial do processo do projeto, objetivando-se não só a criação e geração de alternativas, mas também a estruturação e compreensão do problema. Alguns autores sugerem que, além de sua função de representação de imagens concebidas mentalmente, os esboços iniciais de engenheiros e designers também atuam como instrumento de geração de novas ideias, ou seja, croquis executados de forma aleatória, sem uma intenção prévia de representação de alguma ideia ou conceito, podem vir a gerar representações de soluções iniciais para um determinado problema.
Capítulo 21
| A Representação do Produto
Figura 21.1: Ciclo de esboço, análise e revisão.
A classificação apresentada a seguir é uma adaptação de categorizações sugeridas por diversos autores. O objetivo é o entendimento do papel de cada tipo de representação em função do seu emprego em determinada etapa da progressão do projeto.
Desenhos de Referência São representados por anotações gráficas ou registros sobre objetos, edificações ou paisagens já existentes. Esses registros auxiliam na estruturação da base de conhecimentos interna, representados por volumes, formas, cores, texturas etc., que são utilizados pelo projetista no seu processo criativo, sobretudo nas fases preliminares de concepção do artefato. Normalmente, esses registros se apresentam sob a forma de esboços rápidos, croquis executados à mão livre que não têm necessariamente um vínculo direto com o projeto a ser desenvolvido. O ato de desenhar o que já existe possibilita também ao projetista uma compreensão mais profunda do objeto observado, permitindo seu registro na memória de forma mais permanente. Croqui O croqui pode ser considerado como um desenho à mão livre, sem grandes preocupações dimensionais. Possui como principais vantagens a facilidade e a rapidez de execução. Os croquis permitem a visualização rápida de soluções propostas, propiciando a geração de diferentes versões de produtos e dando subsídios aos primeiros estudos. São normalmente utilizados nas primeiras etapas de geração de alternativas, quando ainda estão sendo exploradas as diversas possibilidades de solução para o projeto. Atualmente
Projeto do Produto
ELSEVIER
existem softwares para desenvolvimento de projeto que permitem ao designer realizar o croqui no computador.
Diagramas Pode-se considerar o uso de diagramas como uma forma de exclusão de informações consideradas irrelevantes num dado momento. O uso de diagramas permite trabalhar com um nível de abstração maior do que o utilizado nas formas convencionais de representação. O que distingue os diagramas de outros tipos de desenho é o seu grau de reducionismo, seu extremo nível de simplicidade abstrata. Essa abstração permite que se compreenda melhor o aspecto global da proposta e as inter-relações entre as diversas partes da estrutura, facilitando um posicionamento crítico em relação aos princípios de solução adotados. Observa-se, também, que os diagramas geralmente apresentam uma geometria implícita, verificada quando se analisam, por exemplo, os diagramas de fluxos e a interrelação espacial entre os diversos componentes de uma caixa de engrenagens, conforme mostrado na Figura 21.2. Esse tipo de representação facilita a transição de uma fase topológica para uma fase geométrica na progressão do projeto.
Figura 21.2: Representação esquemática do processo do projeto (Naveiro, R.).
Um tipo de diagrama muito usado na etapa de projeto preliminar é o diagrama sintético ou esquema, no qual as peças constitutivas do produto, a sua disposição mútua e a sua ligação são representadas sob a forma de designações convencionais, símbolos gráficos sintéticos que traduzem o conceito representado. Os diagramas no Quadro 21.1 são utilizados em sistemas mecânicos para representar o desenvolvimento dos conceitos preliminares da arquitetura de um produto.
Capítulo 21
| A Representação do Produto
Quadro 21.1: Esquemas Cinemáticos Elemento representado
Perspectiva
Simbologia
Mancais no eixo a) Mancal de rolamento b) Mancal de encosto
Ligação de peça com o eixo a) Deslizante com rotação b) Deslizante sem rotação c) Fixo
Conexão entre eixos a) Fixa b) Articulada
Embreagens a) De dentes b) De dentes – bilateral c) De fricção
Transmissão por correia
Engrenagens a) Exteriores b) De dentes retos c) De dentes cônicos
Cremalheira
---------
----------
----------
Projeto do Produto
ELSEVIER
Existem outros tipos de diagramas, como diagramas operacionais, diagramas funcionais, diagramas de fluxo, diagramas analíticos, utilizados para situações específicas.
Desenhos para Projeto Diversos tipos de desenho são utilizados para a representação da progressão do projeto. Conforme mostrado na Figura 21.2, o projeto se inicia com especificações verbais, numéricas e funcionais. O registro das informações niciais i de um projeto é uma coleção de especificações que procuram descrever em linguagem coloquial os parâmetros do projeto. Em seguida, as alternativas de solução vão surgindo e sendo representadas por diagramas ou esquemas, formas sintéticas que remetem a conceitos de protótipo previamente conhecidos. O conjunto de linhas mostrado na concepção preliminar do esquema da Figura 21.2 faz sentido apenas para aqueles conhecedores dos esquemas cinemáticos. O desenho como representação de uma forma geométrica aparece na etapa de projeto conceitual, momento no qual os esquemas ganham corpo, isto é, o componente eixo representado por um segmento de reta ganha volume e passa a ser um cilindro dotado de massa de um determinado material. A partir daí vários tipos de desenho são utilizados para a representação do produto: a perspectiva isométrica, a vista explodida, o desenho de conjunto do produto e o desenho técnico da peça.
Vista Isométrica A isométrica é um tipo de perspectiva que representa o produto segundo uma projeção feita em três eixos a 120º. A Figura 21.3 mostra um grampo simples usado para prender uma peça a uma outra. São apresentadas a perspectiva isométrica e a vista explodida do grampo.
Figura 21.3: Exemplo de perspectiva isométrica e vista explodida.
Desenho de Montagem ou Desenho de Conjunto O desenho de conjunto determina a estrutura do produto, identificando as suas partes constituintes, a interação entre elas e permitindo visualizar o funcionamento do mesmo. O desenho de montagem deve conter uma representação do conjunto que mostre qual é a disposição e a interligação das suas partes, as dimensões principais, as indicações relativas ao caráter e ao modo de ligação das peças. Também deve conter os números de referência das partes constituintes do produto colocadas nas linhas de suporte. O desenho de conjunto e a perspectiva isométrica permitem visualizar a execução da montagem do produto.
Capítulo 21
| A Representação do Produto
Desenho Técnico O desenho técnico é uma forma padronizada e normatizada de representação gráfica de engenharia. Sua elaboração é fortemente baseada em normas técnicas, o que permite que o desenho técnico seja, por excelência, a forma mais usada para a representação detalhada do produto. Consiste na representação dos componentes, normalmente em três vistas, com as suas dimensões, tolerâncias dimensionais, tolerâncias de forma e tolerâncias de posicionamento, assim como observações sobre acabamentos. Caso necessário, pode ser apresentado um corte para melhor apresentar um detalhe do componente. A cotagem do desenho técnico obedece ao processo de fabricação do componente, isto é, as superfícies de referência a serem utilizadas como ponto de partida da cotagem devem ser aquelas que correspondem à referência da máquina. A Figura 21.4 apresenta o desenho de conjunto do mesmo produto e o desenho técnico das peças constituintes do mes mo. A Tabela 21.1 procura sintetizar a relação existente entre as etapas do projeto e o tipo de representação gráfica utilizada. Tabela 21.1 Relação entre as diferentes etapas de Projeto do Produto e tipo de representação gráfica utilizada. Etapa do Projeto
Tipo de Representação Gráfica
Planejamento do projeto
Tabelas, especificações escritas, gráficos
Projeto preliminar
Desenhos de referência, croquis, diagramas e esquemas
Projeto conceitual
Perspectiva isométrica, vista explodida, desenho de conjunto
Projeto detalhado
Desenho técnico de cada peça individualmente
Figura 21.4: Exemplo de desenho de conjunto e desenho técnico das peças.
Projeto do Produto
ELSEVIER
21.2. O Uso de Sistemas CAD/CAE/CAM para Representação de Produtos 1 Nesses últimos anos, o desenvolvimento tecnológico do software destinado ao desenvolvimento de produtos foi muito grande. Inicialmente, os softwares CAD (desenho auxiliado pelo computador) eram utilizados para a representação gráfica de peças em 2D (duas dimensões) ou então para passar a limpo os desenhos de conjunto em 2D elaborados pelo projetista em prancheta. Hoje em dia, as ferramentas CAD, que inicialmente serviam apenas para representar graficamente os conceitos, se tornaram instrumentos de projeto, auxiliando o designer ou projetista desde as fases iniciais do projeto (sobre esse assunto, veja também o Capítulo 5). CAD (Computer Aided Design) e CAE (Computer Aided Engineering) O termo CAD vem do inglêsComputer Aided Design(projeto auxiliado por computador), e é o nome genérico dado a sistemas computacionais ( ) que são utilizados software nas áreas de engenharia, geologia, arquitetura design e para facilitar os processos de projeto e desenho técnico. Em geral, um sistema CAD consiste basicamente uma série de ferramentas para construção de entidades geométricas planas (como linhas, curvas, polígonos) ou mesmo tridimensionais (cubos, esferas etc.), juntamente com ferramentas para modificar essas entidades gráficas, como, por exemplo: copiar, mover, criar um arredondamento (filete) entre duas linhas ou subtrair as formas de duas entidades tridimensionais para se obter uma terceira. O termo CAE, do inglêsComputer Aided Engineering(engenharia auxiliada por computador), é um termo genérico que denota o uso de recursos computacionais em tarefas essenciais na engenharia de umproduto. Tais tarefas envolvem diversasetapas da elaboração de um projeto, como seleção de material, análises térmicas, de resistência, vibração, barulho, dentre outras. A utilização desses recursos visa à análise e resolução de problemas presentes em projetos de engenharia para calcular parâmetros operacionais, funcionais e de manufatura do produto que, geralmente, são muito complexos para os métodos clássicos. Os softwares de CAE utilizam modelos digitais para simular fenômenos reais através de métodos numéricos. Dentre os diversos métodos numéricos disponíveis atualmente, os sistemas CAE mais difundidos são baseados no método dos elementos finitos, que analisa os modelos elaborados nos sistemas CAD, discretizados em partes muito pequenas (elementos de malha). Um conjunto de equações algébricas é definido sobre essa malha com a meta de resolver um determinado problema que está sendo investigado, como, por exemplo, a deformação experimentada por um pilar ou pela viga de uma edificação. Os resultados são obtidos em função de diversos parâmetros, como temperatura ou forças atuantes (carregamento) e suas respectivas condições de contorno, podendo ser expressos numericamente ou de forma gráfica. Em busca da competitividade, as empresas procuram cada vez mais se adaptar às novas tendências do mercado, que exige grande diversificação dos produtos. Nesse 1
Adaptação do texto de Dani furtado, intitulado CAD HigerEnd em processo de publicação pelo SENAI/DN.
Capítulo 21
| A Representação do Produto
contexto é crucial a redução do tempo de lançamento de novos produtos, bem como a redução de custos dos projetos. O CAE é uma filosofia que responde perfeitamente a esses objetivos, ou seja, a utilização de uma abordagem de engenharia preditiva, em que os erros e/ou problemas são previstos ainda no ciclo do projeto, reduzindo o número de correções de alto custo na fase de implementação. Essa abordagem envolve a construção e teste de protótipos virtuais, o que reduz substancialmente os custos e o tempo de projeto, enquanto aprimora a qualidade do produto, pois o comportamento dos componentes é simulado no computador, onde são previstas falhas e as consequentes correções dos problemas por intermédio de técnicas de simulação. Pode-se dizer que o CAE é um complemento do CAD. Com auxílio do CAD são elaborados os projetos dos produtos, especificações, detalhamentos, características dos materiais (densidade e propriedades mecânicas, por exemplo), dados para a programação de máquinas de usinagem CNC etc. Uma vez escolhida a concepção de um produto, passa-se para a utilização do CAE, que visa otimizar o projeto do produto. Para isso, processa diversos cálculos de engenharia que simulam deformações mecânicas, dinâmica dos fluidos, termodinâmica, transmissão de calor, dentre outras funções. Com o CAE é possível, por exemplo, ver qual parte de uma peça estará sujeita à ruptura com determinada carga atuando sobre ela, ou seja, o software calcula a tensão atuante e verifica se a seção resistente da peça suporta a carga atuante. Modelamento por Sólidos Os sistemas CAD podem ser bidimensionais (2D) ou tridimensionais (3D). Os sistemas tridimensionais podem criar peças 3D por modelamento de sólidos ou por modelamento de superfícies. Sistemas CAD dotados de recursos para modelamento por sólidos são capazes de gerar objetos tridimensionais com matéria que poderá ter propriedades físicas, como, por exemplo, massa, centro de gravidade e volume. Produtos projetados com essa tecnologia são dotados de funcionalidades relativas à realização de operações booleanas (soma, interseção e subtração de componentes, como ilustram as Figuras 21.5 a 21.16) entre os elementos geométricos, o que torna o trabalho com esses softwares extremamente produtivo. Dessa maneira, a peça final gerada possui um “histórico” das operações realizadas para sua construção (denominado árvore topológica), que contém diversas informações sobre a construção da peça, entre elas as operações booleanas realizadas. Na maioria dos sistemas com modelamento sólido, essa árvore está à disposição do usuário e ele poderá alterar a qualquer momento uma das operações, obtendo como resultado uma configuração diferente para a peça projetada. Tomemos como exemplo o projeto de umskate. Se for necessária a alteração do diâmetro do eixo, por exemplo, basta que o projetista acesse a ramificação referente a essa operação na árvore topológica do projeto e altere o diâmetro do “cilindro” gerador do eixo. Os outros elementos que guardam alguma relação com o eixo serão modificados automaticamente (no caso do projeto em questão são o suporte do eixo e as rodas skate do ), de maneira
Projeto do Produto
ELSEVIER
a se adequar à nova configuração. Essa funcionalidade representa um auxílio significativo para o modelamento de produtos, uma vez que, com o acesso fácil ao histórico de operações, os projetistas podem obter facilmente diversas configurações diferentes de uma mesma peça.
Figura 21.5: Primitiva geométrica, construída com recursos de desenho 2D (linhas e arcos).
Figura 21.6: Sólido obtido através do recurso de “extrusão”, baseado na primitiva da Figura 21.5.
Figura 21.7: Sólido obtido através da extrusão de uma elipse.
Figura 21.8: Posicionamento dos sólidos das Figuras 21.6 e 21.7 para realização de operações booleanas.
Figura 21.9: Sólido obtido através da operação de “interseção”.
Figura 21.10: Primitivas geométricas 2D, construídas com recursos de linhas, arcos e círculos.
Figura 21.11: Sólido obtido com a extrusão das primitivas e depois com a operação booleana de “subtração” entre a peça e o cilindro.
Figura 21.12: Primitivas geométricas 2D, construídas com recursos de linhas, arcos e círculos.
Figura 21.13: Sólido obtido com a extrusão das primitivas e depois com a operação booleana de “subtração” entre a peça e o cilindro.
Figura 21.14: Peças independentes obtidas pelas operações descritas nas Figuras 21.10 e 21.13.
Figura 21.15: Peça obtida através da operação booleana de “união”.
Capítulo 21
| A Representação do Produto
Figura 21.16: Skate obtido após a montagem das peças obtidas nas Figuras 21.9 e 21.15
Modelamento por Superfícies Essa classificação para sistemas CAD é utilizada para enquadrar soluções que utilizam o uso de formulações matemáticas para geração de superfícies. Essa metodologia permite o modelamento tridimensional de formas geométricas extremamente complexas. As geometrias criadas são superfícies e não possuem espessura. Qualquer ponto de uma superfície pode ser editado. As posições (direções X, Y, Z) de cada ponto podem ser alteradas, mantendo o objeto tridimensional. Isso possibilita o modelamento de praticamente qualquer tipo de geometria, das mais simples até as mais complexas. Um sistema CAD modelador de superfícies em geral não permite a utilização de operações booleanas para a interseção entre geometrias, fato que torna o trabalho de modelamento mais demorado e difícil de ser realizado. No entanto, já existem no mercado diversos softwares “híbridos” que permitem a combinação das duas técnicas (modelamento por sólidos e por superfícies). Geralmente, softwares CAD modeladores por superfícies são utilizados para definição de forma e design do produto e sistemas com modelamento sólido para o projeto de engenharia em si .
Figura 21.17: Tela do software Alias ImageStudio mostrando um projeto de design de automóvel.
Outro tipo de classificação de sistemas CAD que foi muito difundido nos últimos anos diz respeito à abrangência de aplicação do sistema. Os sistemas poderiam ser divididos em aplicações horizontais ou aplicações verticais.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Aplicações Horizontais Foram classificadas como aplicações horizontais as soluções CAD dotadas de recursos genéricos, que podem ser aplicados a diversas disciplinas de projeto, ou seja, podem atender desde projetos de arquitetura e engenharia civil até projetos mecânicos ou de eletrônica, por exemplo.
Figura 21.18: Tela do AutoCAD. Sistema CAD predominantemente horizontal. Pode ser aplicado ao projeto técnico de diversas áreas do conhecimento.
Aplicações Verticais São denominadas aplicações verticais as soluções CAD destinadas a atenderem somente um tipo específico de projeto. Gradualmente foram sendo lançadas no mercado soluções específicas para projetos de arquitetura, outras para instalações hidráulicas, elétricas, projetos mecânicos e de eletrônica.
Figura 21.19: Tela do software Mechanical Desktop. Aplicação vertical para área de projetos mecânicos.
As diferentes formas de aplicação de cada recurso para representação gráfica dependem de fatores como o tipo de projeto desenvolvido, o estágio de desenvolvimento e a disponibilidade de ferramentas tecnológicas, como sistemas CAD/CAE. A partir dessa abordagem, este capítulo procurou descrever os principais tipos de representação gráfica
Capítulo 21
| A Representação do Produto
utilizados no projeto do produto, ressaltando a etapa do desenvolvimento de projeto associada a cada forma de representação. Em seguida, foi feita uma breve descrição das características dos sistemas CAD/CAE de forma a auxiliar o leitor a compreender as diferenças entre os sistemas e as suas aplicações típicas. Caberá ao projetista definir quais as formas mais adequadas para cada etapa de seu trabalho.
Referências AKIN, O. Psychology of architectural design. Londres: Pion, 1986. BAYNES, K.; PUGH, F.The art of the engineer. [S. l.] Lutterworth Press, 1981. BORGES, M. M. ; NAVEIRO, R. M. . Requisitos funcionais para o desenvolvimento de ambientes colaborativos para o suporte de projeto de produtos. In: CBGDP – Congresso Brasieliro de Desenvolvimento de Produto, 2003, Gramado, RS. Congresso Brasileiro de Desenvolvimento de Produto, 2003. v. 1. p. 1-12. FERGUSON, E.S. Engineering and the mind’s eye. Massachusetts: The MIT Press, 1993. FRASER, I.; HENMI, R. Envisioning architecture: an Analysis of drawing . Nova York: Van Nostrand Reinhold, 1994. GOLDSCHIMIDT, G. On visual design thinking: the vision of architecture. Design Studies, Butterworth-Heinemann, v. 15, n. 2, p.158-174, 1994. Green, M., “Conceptions and Misconceptions of Knowledge Aided Design”, Knowledge Aided Design, vol. 10, Academic Press, London, 1992.
Uso de e Protótipos noModelos Projeto de Produtos Ricardo Manfredi Naveiro Eduardo Romeiro Filho Conforme já visto anteriormente, a atividade de projeto de novos produtos é reconhecida como um fator-chave para o bom desempenho empresarial. As empresas são desafiadas a desenvolver novos produtos com maior diversificação, melhor qualidade, maior produtividade e em menor tempo. Nesse contexto é crucial a redução do tempo de lançamento de novos produtos,vem bem reduzindo como a redução de custos dos mesmos. A de indústria automobilística, por exemplo, o tempo de desenvolvimento novos veículos ao longo dos últimos anos com o emprego de novas tecnologias de projeto e manufatura. Conforme também já mencionado, aproximadamente 80% dos custos de um produto são comprometidos nas etapas iniciais do PDP. Dessa forma, é muito importante validar o quanto antes os conceitos gerados pela equipe de desenvolvimento do projeto. As tecnologias CAD/CAE/CAM são muito utilizadas para abreviar o ciclo de desenvolvimento de novos produtos tirando proveito das possibilidades de simulação e experimentação viabilizadas pelos softwares. Construção e teste de protótipos virtuais reduzem substancialmente os custos e o tempo de desenvolvimento de um projeto, visto que a simulação do comportamento dos componentes em situações reais de trabalho permite prever falhas e possibilita executar as correções necessárias antes de qualquer peça ter sido fabricada. O ciclo tradicional de desenvolvimento de projetos projetar-construir-testar-otimizar é substituído por outro composto das seguintes atividades: elaborar o modelo 3-D, validar o modelo, prototipagem virtual e prototipagem rápida. Os protótipos virtuais ou protótipos reais cumprem inicialmente o mesmo papel do desenho técnico, que é facilitar a comunicação entre a equipe de projeto, fornecedores e clientes no melhor entendimento do componente e de seu funcionamento no produto. Porém, a utilidade
Capítulo 22
| Uso de Modelos e Protótipos no Projeto de Produtos
dos protótipos vai além disso, visto que podem ser montados no produto para realização de testes de desempenho em condições reais de utilização. Os protótipos são “produtos ainda em desenvolvimento” utilizados ao longo do processo de projeto do produto para analisar a viabilidade do negócio, a estabilidade ou o desempenho da tecnologia-chave, a compreensão das necessidades e requisitos, a avaliação de conceitos, a aparência, assim como algumas características relacionadas ao ciclo de vida do produto (montagem, uso, desempenho, manutenção etc.). Neste capítulo serão vistos os diversos tipos de modelos, maquetes e protótipos usados no projeto. Protótipo Virtual (Maquete Eletrônica)
O produto é gerado em um CAD 3-D com modelamento por sólidos, permitindo a visualização das soluções de design, simulações de funcionamento, verificação das interferências entre componentes, aplicação de cores, encaixes etc. (Figura 22.1). Os dados geométricos do projeto podem ser utilizados nas etapas seguintes da produção, tais como testes de engenharia ou geração de dados para a manufatura. A integração desses sistemas, de srcens diferentes, é denominada forma genérica CAE/CAD/CAM (engenharia, projeto e manufatura auxiliados por computador) e pode ser vista de forma detalhada no Capítulo 5.
Figura 22.1: Simulação de aplicador para vacinas, gerado por um sistema CAD.
Mockup
O mockup é uma representação tridimensional do produto, parcialmente funcional, que tem por objetivo simular alguns aspectos, como estética, volumetria e ergonomia, sendo normalmente feito em material facilmente moldável e de baixo custo, como papel, poliuretano, madeira etc. O mockup serve para validação das soluções de projeto por partefinal. da equipe e nemcasos, sempre fiel ao produto final ou todoseos detalhes do produto Em muitos sãoé construídos modelos de possui baixo custo rápida execução, bastante úteis na validação de determinados aspectos do produto. O mockup pode ser utilizado em experimentos diversos em projeto do produto, como simulações de uso e avaliações de natureza ergonômica. A Figura 22.2 mostra o modelo de um misturador portátil (mixer) que permite que seu acionamento seja realizado a partir de diferentes empunhaduras. O modelo testado é construído em madeira.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 22.2: Exemplo de mockup de um mixer construído em madeira (Jacques e Romeiro, 1986).
Maquete
A maquete é um meio de representação tridimensional não funcional e, na maioria das vezes, em escala reduzida. Sua principal função está no apoio à avaliação geral do projeto, nas concordâncias dimensionais e na aprovação de soluções estético-formais. A Figura 22.3 mostra um exemplo da maquete (em escala de 1:5) de uma cadeira reclinável. A maquete também pode ser útil para a simulação (normalmente limitada) de determinadas funções do produto. Na figura, pode-se avaliar duas das posições possíveis, mais ou menos inclinada.
Figura 22.3: Maquete em escala de cadeira reclinável. À direita, a cadeira encontra-se na posição vertical,
enquanto à esquerda na posição mais inclinada (Soares, Jacques e Romeiro, 1986).
Figura 22.4: Protótipo da cadeira da Figura 22.3 (Soares, Jacques e Romeiro, 1986).
Modelo de Apresentação
São utilizados para apresentação em feiras, exposições, fotografia etc. Seu objetivo é apresentar aos clientes uma imagem o mais próximo possível da aparência final do
Capítulo 22
| Uso de Modelos e Protótipos no Projeto de Produtos
produto. O modelo de veículo apresentado na Figura 22.5 foi desenvolvido no Instituto Nacional de Tecnologia em escala 1:5. O aspecto geral do modelo é bem próximo ao do produto que foi industrializado posteriormente, apresentando pintura e acabamento compatíveis com um veículo da sua categoria. A Figura 22.5 mostra a confecção do modelo no Instituto Nacional de Tecnologia.
Figura 22.5: Exemplos de modelos de representação (cortesia da Universidade de Desenho Industrial do
Instituto Nacional de Tecnologia).
Protótipo
O protótipo é um modelo funcional que, embora seja construído por processos de fabricação artesanais, apresenta quase todas as características do produto final. É utilizado para a realização de testes, para a avaliação de desempenho em campo, para testes com consumidores etc. Para certos tipos de produtos, como edificações, navios etc., o protótipo é o próprio produto, pois ele não é alterado após sua construção. No caso de produtos fabricados em série, o protótipo servirá para os últimos testes antes do lançamento no mercado. A seguir, é descrito o uso de protótipos no desenvolvimento de uma semeadora adubadora realizados com o apoio da Divisão de Engenharia Agrícola do Instituto Agronômico de Campinas. A semeadora foi projetada a partir de um “chassi porta-implementos triangular” básico, no qual são acopladas diversas ferramentas utilizadas nas atividades do meio rural. No seu desenvolvimento, foram elaborados diferentes modelos, sendo primeiramente construído um protótipo do chassi porta-implementos (foto à esquerda, Figura 22.6). Depois, foi desenvolvido um novo sistema de semeadora, para utilização em sistemas de tração mecânica (foto do centro, Figura 22.6) para ser adaptado posteriormente para tração animal (foto à direita, Figura 22.6).
Figura 22.6: Exemplos de protótipos (Romeiro, 1987).
Projeto do Produto
ELSEVIER
A partir desses protótipos e da realização de testes em campo, foi proposto o redesenho do implemento, visando à melhoria dos aspectos ergonômicos e de design. As hastes utilizadas para direção da semeadora (denominadas “rabiças”) foram prolongadas, e o sistema técnico como um todo foi redesenhado. Para demonstração do resultado final, foi construída uma maquete em escala 1:5 (Figura 22.7), com a nova configuração do produto. Dessa maneira, os protótipos foram utilizados para testes em campo, sem maiores preocupações com aspectos estéticos ou de interface com o usuário, enquanto as maquetes ilustram os resultados obtidos a partir do redesenho.
Figura 22.7: Maquete da semeadora adubadora (Romeiro, 1987).
Técnicas de Construção de Modelos
Os modelos podem ser construídos manualmente por conformação de materiais plásticos que adquirem a forma geométrica desejada através da deformação e aglutinação do material. Para a realização de modelos são usadas argilas, plasticinas, resinas etc. Os modelos também podem ser feitos por adição ou por subtração. No primeiro caso, as partes construídas isoladamente são coladas para obtenção do modelo final desejado, enquanto no segundo um bloco de material é cortado até atingir a forma desejada. A Figura 22.8 ilustra o protótipo de um automóvel construído com a tecnologia cardboard, que consiste na construção de modelos utilizando camadas sucessivas de cartolina colada e sobreposta. A técnica é simples e de baixo custo; possibilita a obtenção de um modelo em tempo relativamente curto para a realização de testes de usabilidade e de manufaturabilidade.
Figura 22.8: Protótipo construído por tecnologia cardboard.
Capítulo 22
| Uso de Modelos e Protótipos no Projeto de Produtos
O processo de usinagem CNC é muito utilizado na fabricação de protótipos físicos porque permite reproduzir no material a forma geométrica desenhada em um sistema CAD. A partir dos dados geométricos do modelo CAD da peça, é gerada uma trajetória da ferramenta cortante que obedece rigorosamente à geometria desenhada para a peça. A Figura 22.9 ilustra uma fresadora CNC usinando o capô de um modelo de automóvel.
Figura 22.9: Usinagem do capô de um modelo de automóvel.
22.1. Prototipagem Rápida A técnica mais moderna para obtenção de protótipos teve srcem no final da década de 1980 e denomina-se prototipagem rápida. Utiliza o princípio de adição de material em camadas planas e, por esse motivo, também é conhecida como manufatura por camada. O processo de prototipagem rápida possui vantagens relevantes quando comparado a outros que se utilizam do princípio de adição, como soldagem e colagem, pois permite a execução do protótipo diretamente a partir das informações geométricas da peça. A técnica dispensa a existência de moldes e ferramentas, e demanda pouca intervenção humana. A prototipagem rápida possibilita produzir protótipos (físicos) diretamente a partir do modelo sólido 3D (virtual) gerado no sistema CAD, sendo necessário para isso a utilização de um software de “modelagem”. Esses softwares possibilitam que o objeto criado seja analisado como um sólido e que os desenhos criados possam ser “lidos” e reproduzidos tridimensionalmente pelas máquinas de prototipagem. Depois que esse arquivo é gerado, as operações são realizadas pelo próprio software que acompanha essas máquinas. Além de operações básicas de visualização, esse software irá gerar as secções transversais do modelo, como camadas. Essas “camadas” são “lidas” pela máquina de prototipagem, que deposita sucessivamente o material até que a peça esteja completa.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Existem vários tipos de máquinas e técnicas de prototipagem, que geram peças em diferentes materiais e cujos preços variam consideravelmente, atingindo centenas de milhares de reais. Ainda que os custos estejam em declínio (da mesma forma que ocorre com outras tecnologias informatizadas), a prototipagem rápida ainda representa um investimento muito alto para pequenas e médias empresas (e mesmo para as grandes), o que faz com que esse serviço seja normalmente terceirizado. É necessário, ainda, escolher entre as várias técnicas de prototipagem rápida disponíveis, de acordo com o trabalho a ser desenvolvido, já que cada uma delas apresenta características próprias de precisão, material, acabamento e custos. Tendo em vista a grande variedade de soluções técnicas requeridas pelas diferentes soluções formais geradas em projeto do produto, ainda não é possível definir uma só técnica mais adequada a esse ou aquele caso. Molinari e Meggazini (1998) descrevem cerca de 10 técnicas de prototipagem rápida diferentes. Entre as mais utilizadas estão: – Stereolithography – STL (estereolitografia): Produz protótipos em resina (veja Figura 22.11). Baseia-se na solidificação, camada a camada, de resina líquida fotocurável com raios laser. – Laminated Object Manufacturing – LOM (fabricação de objeto laminado): Utiliza como matéria-prima um tipo de papel especial, que vai sendo sobreposto e cortado a laser, camada a camada. – Fused Deposition Modelling – FDM (modelagem por deposição de materiais fundi-
–
–
dos): A peça é fabricada através da extrusão de um fio plástico com o uso de uma bomba volumétrica de precisão. Three Dimensional Printing – TDP (impressão tridimensional): Produz modelos cerâmicos através de um jato de aglomerante que é lançado sobre uma camada de pós-cerâmicos. Selective Laser Sintering – SLS (sinterização a laser seletivo): Permite a fabricação de protótipos em diversos materiais. Laser de baixa potência incide sobre material em pó, que pode ser policarbonato, náilon ou materiais cerâmicos e metálicos.
Podem ser ainda citadas: modelagem a vácuo (Vacuum Casting), Solider (solidificador), Multijet (multijato), Ballistic Particle Manufacturing (fabricação com partículas por balística) etc. Dessa forma, está à disposição do projetista de produtos uma série de soluções para a geração de protótipos, que atendem a diferentes requisitos de projeto. Apesar do alto custo da tecnologia, normalmente a prototipagem rápida traz vantagens, como a geração de componentes complexos em curto espaço de tempo, o que reduz o prazo de desenvolvimento do produto, antecipando o seu lançamento no mercado. Para a produção do protótipo, deve-se fatiar eletronicamente um modelo computacional 3D da peça, que se encontra na forma de arquivo CAD. Após o fatiamento, são obtidas curvas de nível 2D, que por sua vez irão determinar onde deve ser adicionado material em cada camada, processada seguidamente, gerando a peça ou protótipo. De ma-
Capítulo 22
| Uso de Modelos e Protótipos no Projeto de Produtos
neira geral, a construção de uma peça pelo processo de prototipagem rápida compreende os seguintes passos: 1. Criação de um modelo CAD da peça ou realização do scanner da peça. 2. Conversão do arquivo CAD em formato STL. 3. Fatiamento da peça em finas camadas transversais. 4. Construção física do modelo, empilhando-se uma camada sobre a outra. 5. Limpeza e acabamento do protótipo. O uso do scanner para o levantamento da superfície de uma peça já existente é uma prática utilizada na área de manutenção, quando se quer reproduzir uma peça danificada que não se encontra mais disponível no mercado. Também pode ser utilizada para a manufatura de produtos personalizados, como no caso do capacete de um piloto mostrado na Figura 22.10.
Figura 22.10: Modelo de capacete gerado a partir da utilização de scanner (imagem elaborada pelo SENAI,
unidade Caxias do Sul).
As diversas tecnologias de prototipagem rápida podem ser classificadas em três grupos: processos baseados em líquidos, baseados em sólidos e baseados em pó. A Tabela 22.1 apresenta a classificação dos processos de prototipagem rápida segundo o tipo de material utilizado. Tabela 22.1: Classificação dos processos de prototipagem rápida (Voltpato, 2007) Tecnologias Baseadas em Líquido
Tecnologias Baseadas em Sólido
Tecnologias Baseadas em Pó
Estereolitografia SL (stereolithography) Impressão a jato de tinta
Modelagem por fusão e deposição FDM (Fusion Deposition Modelling) Manufatura laminar de objetos
Sinterização seletiva a laser SLS (Selective laser sintering) Sinterização a laser
IJP (ink jet printing)
LOM (Laminated object manufacturing) Impressão tridimensional Tecnologia com lâminas de papel Fabricação da forma final a laser PLT (Paper lamination technology) Impressão de metal (Prometal) IJP (Termojet)
Para exemplificar o uso da prototipagem no processo de desenvolvimento de produto são apresentados alguns protótipos elaborados com tecnologias distintas e para diversas finalidades.
Projeto do Produto
Tecnologia: Estereolitografia, a qual utiliza uma resina líquida fotocurável, sendo a cura obtida pela aplicação de laser Aplicação: Testes físicos
ELSEVIER
Tecnologia: Usinagem direta dos materiais ureol, ABS, náilon, polipropileno, alumínio Aplicação: Testes de engenharia e marketing
Tecnologia: Poliuretano sólido usinado em CNC (comando numérico computadorizado). Aplicação: Testes de engenharia e marketing
Figura 22.11: Protótipo físico para realização de testes.
Neste capítulo foram apresentados diferentes tipos de modelos e protótipos utilizados em diferentes etapas do projeto do produto. Cada um apresenta vantagens e desvantagens que vão determinar a escolha pela equipe de projeto. Não é correto imaginar que um protótipo construído por um moderno equipamento informatizado poderá sempre substituir com vantagens o uso, por exemplo, de um mockup construído em material de baixo custo. Muitas vezes, a facilidade de construção ou aspectos característicos de cada aplicação deverão nortear os projetistas na seleção da melhor alternativa para a simulação do produto. Um equívoco comum é considerar que o nível de detalhamento deve ser extremo e que a fidelidade é essencial. Naturalmente, o modelo deve representar de maneira adequada o produto que está sendo desenvolvido, mas o nível de detalhamento necessário à representação dependerá do estágio em que se encontra o projeto e, especialmente, das aplicações previstas para o modelo. Referências Burns Marshall, Automated Fabrication, Prentice Hall, New Jersey, 1993. Volpato Neri (org.) Prototipagem Rápida: tecnologias e aplicações. Editora Blucher, São Paulo, 2007. JACQUES, Márcia Cristina Pereira; ROMEIRO FILHO, Eduardo. Projeto de Produto: Misturador Portátil. Trabalho de disciplina. Orientação Roberto Verschleisser. Rio de Janeiro: ESDI/ UERJ, 1986. SOARES, Cláudio Luiz Lutterbach; JACQUES, Márcia Cristina Pereira Jacques; ROMEIRO FILHO, Eduardo. Cadeira CEM. Trabalho de disciplina. Orientação Roberto Verschleisser Rio de Janeiro: ESDI/UERJ, 1986. ROMEIRO FILHO, Eduardo. Semeadora-Adubadora a Tração Animal. Trabalho de conclusão de curso. Orientação: Freddy Van Camp. Rio de Janeiro: ESDI/UERJ, 1987.
QFD: Desdobramento da Função Qualidade Paulo Augusto Cauchick Miguel Cristiano Vasconcellos Ferreira A partir deste capítulo, serão apresentadas diversas técnicas e ferramentas de apoio ao projeto, como QFD, FMEA, FTA e TRIZ. Tais ferramentas são utilizadas na maior parte das vezes para integração entre a equipe de projeto e aquela responsável pela introdução do produto nos meios de produção, sendo importantes para a definição dos processos de fabricação e preparação para a produção. Issodenão quer dizer que (não poderão ser utilizadas em outras etapas do desenvolvimento produtos. O QFD Quality Function Deployment ou desdobramento da função qualidade) é utilizado de diferentes maneiras ao longo do PDP, desde a pesquisa de mercado, para obtenção e análise dos pontos de vista dos consumidores sobre o produto desenvolvido, até a adequação dos meios de produção às características técnicas que atendam aos requisitos estabelecidos na pesquisa. Dentre as técnicas aplicadas no desenvolvimento de novos produtos e serviços, o QFD é considerado um dos métodos mais importantes. O QFD foi criado no Japão, no final da década de 1960, durante um período em que as indústrias japonesas quebraram o paradigma da oferta de novos produtos que eram sinônimos de imitação e cópia. Seu desenvolvimento foi iniciado por Mizuno e Akao (1994) com o propósito de desenvolver um garantia da qualidade que pudesse transformar os requisitos dos clientes nos método atributosde(ou especificações) do produto. Destacam-se também o trabalho de Larry Sullivan do American Supplier Institute, que contribuiu com a disseminação do QFD na indústria automobilística norte-americana, publicando nos Estados Unidos, em 1986, trabalho muito referenciado em todo o mundo.1 Ainda na década de 1980, Donald Clausing trouxe essa técnica para a Xerox e depois para o MIT (Massachusetts Institute of Technology). Desde sua introdução, o 1
Sullivan, L.P. Quality Function Deployment.Quality Progress, p. 39-50, June, 1986.
Projeto do Produto
ELSEVIER
método vem sendo aplicado para desenvolver uma ampla variedade de produtos em diversos segmentos industriais, não somente nos Estados Unidos e Japão, mas também em outros países no mundo.
23.1. Conceito de QFD O QFD é um processo estruturado no qual os requisitos dos clientes (suas necessidades e expectativas) são transferidos para as fases do desenvolvimento de um novo produto. O método utiliza-se de uma ou mais matrizes que relacionam dois grupos de informações. No início do processo, os requisitos dos clientes são obtidos e analisados em uma fase inicial denominada levantamento da voz do cliente (VoC – Voice of Customer) para, na sequência, serem traduzidos em características da qualidade dos produtos, ou seja, em especificações e atributos que sejam, preferencialmente, mensuráveis. A matriz que representa essa fase relaciona, portanto, os requisitos dos clientes versus as características do produto (especificações). Essa é a matriz mais comum nas aplicações do QFD e é aquela na qual se inicia todo o processo de desdobramento da qualidade no desenvolvimento do novo produto. Essa matriz é ilustrada na Figura 23.1.
Figura 23.1: Requisitos de clientes × características da qualidade (Miguel, 2008).
Aos requisitos dos clientes é atribuído um grau de importância, geralmente utilizando-se uma escala Licker, variando de 1 a 5 (1: sem importância; 5: muito importante). Em seguida, é feita a qualidade planejada (lado direito da matriz na Figura 23.1), que compreende uma avaliação (feita pelo cliente) sobre o desempenho do produto da empresa e dos produtos concorrentes (em uma escala de 1 a 5, variando de 1, péssimo, a 5, excelente). A partir dessa comparação, determina-se a qualidade planejada (também em uma escala de 1 a 5) e a taxa de melhoria (qualidade planejada dividida pelo desempenho atual do produto) e o argumento de vendas. O valor do argumento de vendas é
Capítulo 23
| QFD: Desdobramento da Função Qualidade
uma ponderação, que pode ser de 1, 1,2 ou 1,5 sobre quão estratégica é cada qualidade exigida (1 é designado para uma qualidade “óbvia”, 1,2 é uma qualidade “comum” e 1,5 para uma qualidade “especial” ou “atrativa”). Finalmente, calcula-se o peso absoluto e relativo (peso absoluto normalizado) de cada qualidade exigida pela multiplicação desses fatores (grau de importância × taxa de melhoria × argumento de vendas). As características da qualidade do produto correspondem à “voz da empresa” ou “voz da engenharia” (no centro superior da Figura 23.1), ou seja, consiste nos atributos do produto que têm como objetivo atender aos requisitos dos clientes; em outras palavras, correspondem às especificações. Na parte central da matriz tem-se uma análise do impacto que cada característica da qualidade tem nas qualidades exigidas, expressa pelo grau de relação de intensidade (forte, moderado, fraco ou inexistente, geralmente numa escala derivada de uma escala exponencial, respectivamente, de 9, 3, 1 e 0). Por meio da multiplicação do peso relativo de cada qualidade exigida por essa relação de intensidade e somando-se na coluna de cada característica da qualidade tem-se como resultado o peso absoluto de cada uma das características da qualidade. Essa importância (peso absoluto) pode ser expressa por (Miguel, 2008): n
PCQj = i=1 PCQixRj
∀j, j
= 1,..., m
(3.1)
onde: PCQj = peso absoluto da j-ésima característica da qualidade PCQi = peso relativo (ou absoluto) do i-ésimo requisito do cliente Rj = relação de intensidade entre o i-ésimo requisito do cliente e a j-ésima característica da qualidade n = número de requisitos do cliente m = número de características da qualidade Ter-se-ão como resultado as características da qualidade que devem ser priorizadas no desenvolvimento, a partir do maior peso absoluto (ou peso relativo, que corresponde ao absoluto normalizado). É também importante destacar que a decisão sobre quais características da qualidade devem ser priorizadas não é feita somente com base nesse resultado. Além disso, também é realizada uma comparação entre o produto da empresa com o(s) produto(s) concorrente(s), nesse caso realizado pela própria engenharia utilizando as grandezas correspondentes às especificações. O objetivo é verificar se o produto da empresa tem um desempenho superior naquela dada característica da qualidade. A partir dessa análise, tem-se como resultado a qualidade projetada, isto é, o valor de especificação que deverá ser adotado e perseguido no projeto. A Figura 23.2 apresenta um exemplo de matriz da qualidade (também denominada na literatura “casa da qualidade”). Essa figura foi adaptada de um caso clássico para o desenvolvimento de uma porta de automóvel pela Toyota, sendo um dos primeiros trabalhos sobre o método publicados no Ocidente.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Posteriormente, a qualidade deve ser desdobrada para as outras fases no desenvolvimento do novo produto. Essas fases são associadas à obtenção do produto, que geralmente envolvem os componentes do produto, matéria-prima e processo de produção. Para representar essas outras fases, outras matrizes podem ser utilizadas, resultando em um conjunto de matrizes inter-relacionadas denominado “modelo conceitual do QFD” (não detalhado neste tópico). No tópico seguinte é apresentado um exemplo de aplicação do QFD para desenvolvimento de um abridor de latas. Análise
Planejamento
Comparativa
da Qualidade
Características da Qualidade
a tr o p a r a h c fe a r a p a i g r e n E
Requisitos dos Clientes (Qualidade Exigida)
) a d a in l c n i( ta r e b a r te n a m a r a p
) a d a l e v i (n ta r e b a r te n a m a r a p a ç r o F
a rt o p a r a h c e f ra a p a im n í m a ç r o F
a tr o p a ri r b a a r a p
a i g r e n E
a ç r o F
ro id v o d a ic t s ú c a o ã ç a d e V
o ã ç a d e v à ia c n tê s i s e R
Fácil de fechar por fora
a n o íd u R
5
Permanece aberta na colina retorno Osuave é
3
1143
resistente É chuva a
3
533
Peso Relativo das Características (%)
Produto da Empresa Concorrente A Concorrente B Qualidade Projetada Unidade
341,1 130,5 391,5 90,9 341,1 427,5 10,2 30,6 18,9
2,5
7,2
21,6
5,0
18,9
23,6
0,6
1,7
11
12
6
10
18
3
0,1
9
70
9
12
6
9
13
2
0,1
5
60
9,5
11
7
11
14
2
0,1
6
60
7,5
12
8
7,5
12
3
0,1
9
70
ft.lb
lb
lb
ft.lb
ib
ft/lb
-
db
psi
3 1
3
2 45,9
m E a d o t u d ro P
3 1
3
silenciosa É (em movimento) PesoAbsolutoC aracterísticas
a s e r p
im e d u ra G
1 5
Fácil de abrir por fora
ia c n â tr o p
a u g á à ia c n tê s i s e R
a d a tr s e
4
5 2 1809,3
A te n e rr o c n o C
3 1
2
B te n e rr o c n o C
3
5
a ir o lh e M e d a x a T
s a d n e V e d o t n e
m u g r A
2
) % ( s e d a d il a u Q s a d o v it a l e R o s e P
15,0 25,3
,67
6,0 10,1
3
10,8 18,2
1 5
s e d a d li a u Q s a d to lu o s b A o s e P
22,5 37,9
2 51
3
a d ja e n e l P e d a d li a u Q
PESO
3,0 1
5,1
2,0 3,4 TOTAL 59,3
Relação: Forte x9 Moderada x3 Fraca x1
100,0
Argumento de Vendas: Especial x1,5 Comum x1,2 Óbvio
Figura 23.2: QFD para porta de automóvel (matriz adaptada de Hauser e Clausing, 1988).
23.2. QFD no Projeto de um Abridor de Latas Suponha o desenvolvimento de um novo projeto para um abridor de latas (Figura 23.3). Para esse desenvolvimento, a seguinte sequência para elaboração da matriz da qualidade é sugerida (adaptado de Miguel e Weidmann, 1998, e Miguel, 2001): • Identificar os clientes. • Listar os requisitos dos clientes e desenvolver a qualidade planejada (grau de importância dos requisitos dos clientes, avaliação do produto atual e concorrentes, argumento de venda e peso absoluto e relativo dos requisitos dos clientes). • Identificar as características do produto (especificações), que devem ser mensuráveis e relacionadas com pelo menos um dos requisitos dos clientes. • Definir a relação de intensidade entre os requisitos dos clientes e características da qualidade.
Capítulo 23
•
•
| QFD: Desdobramento da Função Qualidade
Desenvolver a qualidade projetada (calcular o peso absoluto e relativo das características da qualidade, avaliar as características da qualidade do produto atual e concorrentes e definir a qualidade projetada). Construir a matriz da qualidade considerando as tabelas elaboradas na fase anterior.
Figura 23.3: Alternativas para o abridor de latas (adaptada de Miguel, 2001).
Como início do processo do QFD, uma definição de quem são os clientes e quais seus requisitos deve ser feita, por meio da questão: quem são os usuários de um abridor de latas? No caso, os clientes seriam, por exemplo: donas de casa e familiares, empregadas domésticas, estudantes, pequenos empresários. Após a identificação de quem são os cli entes, é necessário então analisar como os clientes usarão o produto, no caso o abridor de latas. Essa fase é importante porque, conforme o tipo de clientes, o abridor de latas pode ser usado em bares e restaurantes e/ou residências. A seguir deve-se levantar os requisitos dos clientes por meio da questão: quais são os requisitos/necessidades para o abridor de latas? Após a identificação dos requisitos dos clientes, estes devem ser organizados e hierarquizados conforme mostra a Tabela 23.1. Tabela 23.1: Desdobramento dos requisitos dos clientes Níve1l
Ser fácil de usar
Ser durável
Níve2l
Níve3l
Ser fácil de abrir a lata Ser leve Ter bom corte Usar pouca força Ter formato anatômico Ser fácil de lavar Ter poucas cavidades Ser liso Ter poucas pontas Manter o corte
A partir do terceiro nível de detalhamento dos requisitos dos clientes, é desenvolvida a qualidade planejada. A Tabela 23.2 apresenta uma síntese para definir cada coluna, enquanto a Figura 23.4 mostra o resultado final da qualidade planejada.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 23.2: Significado das colunas na qualidade planejada Coluna
Descrição
Grau de importância
Avaliação feita pelo cliente da importância do requisito do cliente em uma escala de 1 a 5, sendo 5 “muito importante” Produto da empresa Avaliação feita pelo cliente do desempenho do produto atual da empresa em cada requisito do cliente, em uma escala de 1 a 5, sendo 1 “péssimo” e 5 “excelente” Concorrentes A e B Avaliação feita pelo cliente do desempenho dos concorrentes A e B naquele requisito do cliente, em uma escala de 1 a 5, sendo 1 “péssimo” e 5 “excelente” Qualidade planejada Atribuição feita pela equipe de QFD do quanto se deseja melhorar o desempenho de cada requisito do cliente (valor-alvo a ser alcançado), em uma escala de 1 a 5, sendo 1 “péssimo” e 5 “excelente” Índice (ou taxa) de melhoria Divisão do valor-alvo pelo desempenho do produto atual em cada um dos requisitos do cliente Argumento de venda Ponderação adicional que considera o benefício estratégico do requisito do cliente que auxilia nas vendas do produto, na seguinte escala: 1 — “nenhum”; 1,2 — “comum”; 1,5 — “especial” Peso absoluto Multiplicação do grau de importância pelo índice de melhoria pelo argumento de vendas Peso relativo (%) Conversão do peso absoluto em contribuição percentual de cada requisito do cliente em relação ao pelo total (peso absoluto de cada requisito do cliente dividido pelo somatório dos pesos absolutos)
Nível 3
Ser leve 1 Terbomcorte 5 Usarpoucaforça 5 Terformatoanatômico 4 Terpoucascavidades 3 Ser liso 2 Terpoucaspontas 2 Manterocorte 5
a i c n â rt o p m I e d u a r G
5 3 1 2 4 3 4 4
a s e r p m E a d o t u d ro P
3 3 2 4 3 3 1 5
A te n e rr o c n o C
B te n e rr o c n o C
4 4 3 4 3 4 3 4
2 5 4 4 4 4 4 5
a d a j e n a l P e d a d li a u Q
a ri o lh e M e d e c i d n Í
s a d n e V e d to n e m u g r A
o t u l o s b A o s e P
o v ti a l e R o s e P
0,40 1 0,4 0,6 1,67 1,5 12,5 18,5 4 1,5 30,0 44,5 2 1,2 9,6 14,2 1 1 3,0 4,4 1,33 1 2,7 3,9 1 1 2,0 3,0 1,25 1,2 7,5 11,1 67,7 100,0
Figura 23.4: Qualidade planejada.
O próximo passo é traduzir os requisitos dos clientes em características da qualidade (especificações ou atributos do produto). Essas características são definidas na linguagem de engenharia, seguida de sua respectiva unidade: massa (g), comprimento (mm), vida útil (m), força de corte (N) e número de peças. A parte central da matriz da qualidade considera o julgamento da equipe de QFD sobre a intensidade na relação entre os requisitos de clientes com as características da qualidade, ou, ainda, quanto cada característica da qualidade “mede” cada requisito de clientes. A Figura 23.5 mostra a matriz da qualidade completa. A matriz de relações é mostrada na parte central da figura. Após a definição das relações internas na matriz, é necessário definir a qualidade projetada (par-
Capítulo 23
| QFD: Desdobramento da Função Qualidade
te inferior da Figura 23.5). A “importância relativa” de cada característica da qualidade é obtida pelo somatório, em cada coluna, da multiplicação entre o grau de importância dado a cada requisito do cliente (lado direito da Figura 23.5) e a importância dessa relação (forte, moderada, fraca ou nenhuma), mostrada na parte central da Figura 23.5. A linha “produto atual/protótipo” é a avaliação em cada característica da qualidade para seu produto nas unidades respectivas de cada característica da qualidade. As colunas “concorrente A” e “concorrente B” são as comparações de cada característica da qualidade com os produtos concorrentes. Finalmente, a “qualidade projetada” é a meta (valor-alvo) que a empresa determinará para cada característica. Pela matriz, conclui-se então que a “força de corte” é o que resultou no maior valor e deve, portanto, ser priorizado no projeto e etapas posteriores de produção. Características da Qualidade (CQ)
s a ç e P e d o r e m ú N
ia c n tâ r o p Im e d u a r G
leve Ser Ter bom corte Usar pouca força Ter formato anatômico
1 5 5 4
Ter poucas cavidades liso Ser Ter poucas pontas Mater corte o
3
Qualidades Exigidas (QE)
a s s a M
o t n e m ir p m o C
l ti Ú a id V
te r o C e d a rç o F
a d a j e n la P e d a id l a u Q
s a d n e V e d to n e m u g r A
a s e r p m E a d o t u d o r P
A e t n rre o c n o C
5 3 1 2
3 3 2 4
4 4 3 4
2 0,40 10 ,4 0,6 5 1,67 1,5 12,5 18,5 4 4 1,5 30,0 44,3 4 2 1,2 9,6 14,2
4
3
3
4
B e t n e rr o c n o C
ira o lh e M e d e ic d n Í
E Q o t u l o s b A o s e P
E Q o iv t la e R o s e P
Nível 3
Peso Absoluto CQ 9,8
63,1 7,1 Produto atual/protótipo 12 80 Concorrente “A” 93,5 150 Concorrente“ B” 51,7 135 QualidadeP rojetada 120 155 Unidades g mm Peso Relativo CQ 1,1
2
3
2 4 5 4 199,55 98,51 6,8 887,7 22,5 67,4 1,9 100,0 754,0 0,9 4 502,6 0,65 10 251,3 0,25 9 750 0,25 15 m N -
3 1 5
4 3 4
4 4 5
1 1 3,0 4,4 1,33 12 ,7 3,9 1 1 2,0 3,0 1,25 1,27 ,51 1,1 67,71 00,0
Relação: Forte x9 Moderada x3 Fraca x1
Figura 23.5: Matriz da qualidade.
Como se viu neste capítulo, o QFD é um instrumento importante para a identificação dos critérios de qualidade desejados pelos clientes, bem como, em conjunto com outras técnicas de gestão, para a melhoria do processo de desenvolvimento de produtos no sentido de agilizar e possibilitar a melhoria da qualidade desses produtos. Entretanto, para transformar os critérios de qualidade apontados pelo consumidor em critérios técnicos compreensíveis pelos membros das equipes de projeto, se faz necessário o apoio de outras áreas, notadamente o marketing. O QFD é, portanto, uma ferramenta adequada à utilização por equipes multifuncionais, facilitando a interação entre os diferentes componentes do grupo. É também utilizado em diferentes etapas do projeto, seja para rede-
Projeto do Produto
ELSEVIER
senho de produtos, adequação dos produtos projetados às características dos processos produtivos disponíveis ou mesmo para auxílio às pesquisas de mercado.
Referências HAUSER, J.R.; CLAUSING, D. The House of Quality. Harvard Business Review, n. 3, p. 63-73, June, 1988. MIGUEL, P. A.C. Qualidade: enfoques e ferramentas. São Paulo: Artliber, 2001. MIGUEL, P. A.C. Implementação do QFD para desenvolvimento de produtos. São Paulo: Atlas, 2008. MIGUEL, P. A.C.; WEIDMANN, A. Exemplo de desenvolvimento de projeto através do ensino de QFD em disciplinas de gestão da qualidade. CD Rom do XXVI Congresso Brasileiro de Ensino em Engenharia, Cobenge, v. 4, p. 1721-1738. São Paulo, outubro de 1998. MIZUNO, S.; AKAO, Y. QFD – the customer-driven approach to quality planning and deployment. Tóquio: Asia Productivity Organization, 1994. SULLIVAN, L.P. Quality function deployment.Quality Progress, p. 39-50, June, 1986.
TRIZ – Teoria Solução Inventiva dedaProblemas Cristiano Vasconcellos Ferreira A TRIZ é o acrônimo russo da TIPS (Theory of Inventive Problem Solving), que, em português, pode ser definida como teoria da solução inventiva de problemas. Foi desenvolvida por Genrich S. Altshuller, em 1926, na antiga União Soviética, com o objetivo de identificar soluções de problemas contraditórios relacionados a distintos campos do conhecimento. Também pode ser considerada uma ferramenta para otimização conceitual de problemas de projeto. Segundo a definição de Buarque (1966), uma contradição pode ser entendida como sendo uma incoerência entre o que se diz e o que se disse, entre palavras e ações e, ainda, um desacordo, exclusão recíproca e necessária entre duas proposições. Este capítulo apresenta essa ferramenta e seus princípios, além de um exemplo de aplicação. Para desenvolver a TRIZ, Altshuller pesquisou mais de 200.000 patentes, procurando levantar os problemas inventivos e como eles foram solucionados. No âmbito dessa pesquisa, Altshuller introduziu o conceito de “problema inventivo” como sendo aquele no qual a sua solução faz gerar outro problema. Por exemplo, o aumento da potência do motor de um automóvel causa aumento do consumo de combustível. Assim, ao longo do processo de desenvolvimento de produto, os engenheiros são levados a fazer um trade-off, isto é, assumir compromissos entre as características do problema (no caso, potência do motor e consumo de combustível), e acabam não alcançando a solução ideal do problema (isto é, um automóvel com maior potência e que tenha baixo consumo de combustível). Como resultado do seu estudo, Altshuller observou que muitos pesquisadores eliminaram as contradições (trade-off) entre os requisitos de projeto do problema através de uma solução inventiva. Com base nisso, o autor desenvolveu a teoria da solução inventiva de problemas, a qual tem as seguintes premissas: 1. ser sistemática, apresentando os procedimentos passo a passo; 2. ser um guia, sem restringir o espaço de busca da solução ideal;
Projeto do Produto
3. 4. 5. 6.
ELSEVIER
apresentar repetibilidade, confiabilidade e não depender de ferramentas psicológicas; permitir o acesso ao corpo de conhecimento inventivo; permitir adicionar ao corpo de conhecimento inventivo; ser familiar o bastante para os inventores.
A TRIZ auxilia a equipe de projeto na busca de solução em outros campos do conhecimento que não aqueles habitualmente conhecidos pela equipe. Em problemas com soluções conhecidas, essas soluções são resolvidas com consulta a livros, manuais técnicos ou aos especialistas. A busca por essas soluções ocorre segundo o fluxo apresentado na Figura 24.1. Nessa situação, o problema em questão é comparado com um problemapadrão, semelhante ou análogo. Por exemplo, considerando o projeto de equipamentos com movimentos giratórios operando com um motor de 100 rpm, como a maioria dos motores de AC disponíveis no mercado apresenta uma rotação de 3.600 rpm, tem-se um problema de redução da velocidade do motor. No caso, a solução-padrão é empregar uma caixa de engrenagem ou transmissão. Em outras palavras, a solução do problema segue um padrão.
Figura 24.1: Modelo tradicional de solução de problemas.
No caso de problemas sem solução aparentemente conhecida, denominados problemas inventivos e nos quais ocorrem os requisitos contraditórios, a depender da complexidade do problema o número de tentativas poderá tornar-se muito elevado e dispendioso para a empresa. Essa realidade conduz ao que é chamado de “inércia psicológica”, quando os especialistas buscam soluções para seus problemas dentro do próprio campo de conhecimento e, consequentemente, acabam por não buscar tecnologias emergentes, alternativas, para desenvolver novos conceitos. No caso de a equipe de projeto apresentar elevada inércia psicológica, tem-se dificuldade de encontrar soluções fora dos campos tradicionais de conhecimento. Esse fato pode um ser dispositivo observado na Figura 24.2, onde a solução paradeum dado problema é utilizar eletromecânico que está fora doideal campo conhecimento do engenheiro mecânico. Para ilustrar esse fato, considere o projeto de um dosador de sementes utilizado em implementos agrícolas de elevada velocidade. Nesse caso, a solução do problema está na utilização de dosadores eletromecânicos ou pneumáticos, ou seja, fora do campo de conhecimento da engenharia mecânica que, tradicionalmente, utiliza dosadores puramente mecânicos.
Capítulo 24
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
Figura 24.2: A solução do problema pode situar-se fora do campo de conhecimento do especialista.
Para desenvolver a TRIZ, Altshuller, pesquisando as patentes, observou a existência de 39 parâmetros de engenharia, os quais buscam definir e caracterizar o produto. Também notou a existência de 40 princípios inventivos, os quais são orientações e sugestões para obter uma solução inventiva para o problema de projeto. A utilização da TRIZ no processo de desenvolvimento de produtos envolve os passos ilustrados na Figura 24.3 e descritos a seguir. Identificar o problema de projeto Formular o problema sob a abordagem da TRIZ Determinar os parâmetros de engenharia Buscar uma solução análoga (princípio inventivo) ao problema de projeto em questão Adaptar a solução análoga ao projeto em questão Figura 24.3: Metodologia de aplicação da TRIZ.
Passo 1: Identificar o problema de projeto: Contempla o entendimento do problema de projeto, principalmente a identificação dos requisitos de projeto. Por exemplo, considerando o desenvolvimento de uma lata de refrigerante, os requisitos de projeto incluem espessura da parede da lata, resistência ao empilhamento, peso, pressão interna, rigidez da lata, entre outros. A função principal desse produto é conter bebida. A equipe de projeto deseja um baixo custo de material e produção, assim como otimização do espaço de armazenamento. Portanto, o resultado ideal é um recipiente que possa ser empilhado a uma altura comparável sem causar danos ao próprio recipiente e à bebida e, ainda, a um valor de custo adequado.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Passo 2: Formular o problema sob a abordagem da TRIZ: Envolve a descrição do problema em termos de contradições de projeto. Para facilitar o entendimento do termo contradição entre requisitos pode-se recorrer à primeira matriz do QFD (Quality Function Deployment). No caso, as contradições entre os requisitos são identificadas pelo relacionamento do tipo negativo ou fortemente negativo, no telhado da matriz do QFD. No caso do exemplo da lata de refrigerante, a engenharia de projeto deseja uma lata com maior espessura da parede para aumentar a resistência ao empilhamento. Por outro lado, a engenharia de custo busca uma espessura de parede menor para reduzir o custo do produto. Logo, os requisitos “espessura da parede da lata”, “custo do produto” e “resistência ao empilhamento” estão em contradição. Em suma, a equipe de desenvolvimento de produto deve questionar se a melhoria de um requisito de projeto, visando resolver um problema, ocasiona problemas com os demais requisitos ou se faz com que surjam outros problemas de projeto. Passo 3: Determinar os parâmetros de engenharia: A equipe de desenvolvimento de produto deve associar os requisitos de projeto em contradição aos parâmetros de engenharia da TRIZ, identificando os parâmetros a serem satisfeitos ou otimizados e aqueles parâmetros que causam conflito com o primeiro. Como resultado da pesquisa nas patentes, Altshuller observou a existência de 39 parâmetros de engenharia, os quais buscam definir e caracterizar o produto, como descrito na Tabela 24.1. No caso do projeto da lata de refrigerante, o parâmetro de engenharia relacionado ao requisito de projeto “espessura da parede da lata” é comprimento “ do objeto estático”. E o parâmetro de engenharia associado ao requisito de projeto “resistência ao empilhamento” é “tensão”. De acordo com a definição do problema, se aparede do recipiente for estreita, a capacidade de empilhamento de carga diminuirá. Assim, o parâmetro de engenharia a ser otimizado é “comprimento do objeto estático” e o respectivo parâmetro em conflito é t“ensão”. Tabela 24.1: Os 39 parâmetros de engenharia da TRIZ Parâmetro de Engenharia
Significado do Parâmetro de Engenharia
1. Peso do objeto móvel A massa do objeto em movimento no campo gravitacional. A força que o corpo apresenta para se apoiar ou sustentar. 2. Peso do objeto A massa do objeto parado no campo gravitacional. A força que o corpo estático apresenta para se apoiar ou sustentar. 3. Comprimento do Qualquer dimensão linear, não necessariamente a maior, é considerada o objeto móvel comprimento do objeto em movimento. 4. Comprimento do Qualquer dimensão linear, não necessariamente a maior, é considerada o objeto estático comprimento do objeto parado. 5. Área do objeto móvel Uma característica geométrica representada pela parte de um plano fechado por linhas. A parte de uma superfície ocupada pelo objeto ou a medida da superfície, interna ou externa, de um objeto em movimento. 6. Área do objeto Uma característica geométrica representada pela parte de um plano fechado estático por linhas. A parte de uma superfície ocupada pelo objeto ou a medida da superfície, interna ou externa, de um objeto parado. (Continua)
Capítulo 24
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
Parâmetro de Engenharia
Significado do Parâmetro de Engenharia
7. Volume do objeto móvel
A medida cúbica do espaço ocupado pelo objeto em movimento. Por exemplo, comprimento x largura x altura de um objeto retangular, altura x área de um cilindro, entre outros. A medida cúbica do espaço ocupado pelo objeto parado. Por exemplo, comprimento x largura x altura de um objeto retangular, altura x área de um cilindro, entre outros. Corresponde à distância percorrida em função do tempo. Força medida da interação entre os sistemas. Na física newtoniana, força = massa x aceleração. A força é qualquer interação que ocorre no sentido de
8. Volume do objeto estático 9. Velocidade 10. Força
alterar o estado de um objeto. 11. Tensão, pressão Força por unidade de área. Também denominada tensão. 12. Forma Os contornos externos do sistema, a aparência do sistema. 13. Estabilidade do objeto Representa a integrida de do sistema e a relação entre os component es que formam o sistema. Uso, decomposição química e desmontagem do sistema contribuem no sentido de diminuir a estabilidade do sistema. No sentido crescente da entropia, diminui a estabilidade do sistema. 14. Resistência Ponto até o qual o objeto pode resistir a mudar de estado. Por exemplo, resistência à frenagem. 15. Durabilidade do O tempo em que o objeto pode executar a ação. O tempo de vida do objeto. O objeto móvel tempo de duração de uma ação até o momento em que ocorre uma falha do objeto. Também durabilidade. 16. Durabilidade do O tempo em que o objeto pode executar a ação. O tempo de vida do objeto. O objeto estático tempo de duração de uma ação até o momento em que ocorre uma falha do objeto. Também durabilidade. 17. Temperatura 18. Brilho
19. Energia gasta pelo objeto móvel
20. Energia gasta pelo objeto estático
21. Potência 22. Perda de energia
23. Perda de substância 24. Perda de informação
Aporcondição do sistema. Incluique outros parâmetros como,de exemplo,térmica a capacidade térmica, determina a taxatérmicos, de mudança temperatura. Fluxo de luz por área de unidade. Pode ser também qualquer outra característica de iluminação do sistema, como, por exemplo, brilho, qualidade clara, entre outras. A medida da energia gasta pelo sistema objeto para executar uma ação. Na mecânica clássica, a energia é dada pelo produto da força pela distância. Isso inclui a utilização da energia provida por supersistemas (como, por exemplo, energia elétrica ou calor). Também pode ser a energia exigida para fazer uma atividade particular. A medida da energia gasta pelo sistema objeto para executar uma ação. Na mecânica clássica, a energia é dada pelo produto da força pela distância. Isso inclui a utilização da energia provida por supersistemas (como, por exemplo, energia elétrica ou calor). Também pode ser a energia exigida para fazer uma atividade particular. A taxa de tempo no qual uma ação é executada. A taxa de uso da energia. Corresponde ao uso de energia que não contribui para a realização de uma ação. Em muitos casos, para se reduzirem as perdas de energia é necessário empregar diferentes técnicas. Parcial ou completa, permanente ou temporária, corresponde à perda de alguns dos materiais, substâncias ou subsistemas do sistema. Parcial ou completa, permanente ou temporária, corresponde à perda ou aquisição de dados que ocorrem no sistema. Frequentemente, ocorre a inclusão de informações sensórias, como, por exemplo, aroma, textura, entre outras. (Continua)
Projeto do Produto
ELSEVIER
Parâmetro de Engenharia
Significado do Parâmetro de Engenharia
25. Perda de tempo
Tempo é a duração de uma atividade. Reduzindo as perdas de tempo, o tempo necessário para realizar uma atividade é minimizado. “Redução de tempo de ciclo” é uma expressão comumente empregada. Corresponde ao número ou quantidade de materiais das substâncias, das partes, dos subsistemas ou dos sistemas que podem ser alterados completa ou parcialmente, permanente ou temporariamente. A habilidade do sistema em executar suas funções de maneira e em condições previsíveis. A proximidade entre o valor especificado e o valor medido de uma propriedade do sistema. Reduzindo o erro de uma medida tem-se um aumento da precisão do sistema. Corresponde às características e aos requisitos do sistema obtidos durante o processo de manufatura, em relação às características especificadas. A suscetibilidade do sistema em gerar, externamente, efeitos prejudiciais.
26. Quantidade de substância 27. Confiabilidade 28. Precisão de medida
29. Precisão de manufatura 30. Fatores prejudiciais, externos, do objeto 31. Efeitos colaterais da ação do objeto 32. Manufaturabilidade 33. Conveniência de uso
34. Reparabilidade 35. Adaptabilidade ou versatilidade 36. Complexidade do dispositivo
37. Complexidade de controle
38. Nível de automação
39. Produtividade
Um efeito prejudicial é aquele que causa a redução da eficiência ou da qualidade do sistema. Esses efeitos prejudiciais são gerados pelo sistema como resultado da sua operação. Refere-se ao grau de facilidade, conforto ou esforço despendido na fabricação do sistema. Simplicidade. Um sistema não é simples se a sua operação requer grande número de pessoas e processos, exigindo a utilização de ferramentas especiais. Os sistemas simples são preferidos aos complexo, pois é mais fácil executar as suas funções. Refere-se às características de qualidade dopara sistema, tais como conveniência, conforto, simplicidade e tempo, necessárias consertar as falhas ou defeitos do sistema. Corresponde ao modo pelo qual o sistema responde, positivamente, a mudanças externas. Também se refere à capacidade do sistema de poder ser utilizado em diferentes modos e circunstâncias. Corresponde ao número, à relação e à diversidade de componentes do sistema. O usuário pode ser um elemento do sistema, aumentando a sua complexidade. A dificuldade de controlar o sistema é uma medida de sua complexidade. A dificuldade de analisar (detectar, medir, controlar) o sistema pode ser avaliada considerando o custo, o tempo e as atividades para obter informações, diagnosticar e corrigir o sistema e, também, as relações entre os componentes do sistema. Até que ponto um sistema executa as suas funções sem necessitar da interface humana. O nível mais baixo de automação é aquele em que o sistema pode ser operado manualmente. Nos níveis intermediários de automação, os especialistas programam as ferramentas, observam como elas operam e interrompem ou reprogramam caso seja necessário. Nos níveis mais altos de automação, a máquina analisa o processo, desenvolve o programa e controla as suas operações. Corresponde ao número de funções ou operações executadas por um sistema por unidade de tempo. O tempo para uma função ou operação unitária. A produção por unidade de tempo ou o custo por unidade de produção.
Capítulo 24
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
Passo 4: Buscar uma solução análoga e adaptá-la ao problema de projeto: A última etapa da aplicação da metodologia na TRIZ envolve a busca por uma solução análoga e, posteriormente, a sua adaptação para o problema de projeto. Para realizar essa tarefa, deve-se empregar a matriz de contradição, a qual constitui uma importante ferramenta para a geração de soluções para o projeto. Analisando as patentes de projeto, Altshuller observou a existência de 40 princípios inventivos, os quais são orientações e sugestões para obter uma solução inventiva para o problema de projeto. Para auxiliar a busca pelos princípios, Altshuller desenvolveu a matriz de contradições da TRIZ. A utilização da matriz de contradição da TRIZ, ilustrada esquematicamente na Figura 24.4, envolve, inicialmente, a identificação, no “campo 1”, do parâmetro de engenharia a ser otimizado, e, no “campo 2”, do correspondente parâmetro que se encontra em contradição. Do relacionamento entre esses requisitos é obtido, no “campo 3”, um ou mais princípios de solução, que indicam a solução para o problema. MATRIZ DE CONTRADIÇÃO DA TRIZ CAMPO 2 –
Parâmetro de Engenharia em Contradição Parâmetro de Parâmetro de ... Parâmetro de Engenharia 2 Engenharia 3 Engenharia n Princípios de Princípios de Princípios de Princípios de Solução Solução Solução Solução Princípios de Princípios de Princípios de Princípios de Solução Solução Solução Solução CAMPO 3 Princípios de Princípios de Princípios de Princípios de Parâmetro de Engenharia 1
Parâmetro de Engenharia 1 e d o rt e m â r a P – 1 O P M A C
o d a z i im t o r e s a a ir a h n e g n E
Parâmetro de Engenharia 2 Parâmetro de Engenharia 3 ... Parâmetro de Engenharia n
Solução Princípios de Solução Princípios de Solução
Solução Princípios de Solução Princípios de Solução
Princípios de Solução Princípios de Solução
Solução
Solução Princípios de Solução
Princípios de Solução
Figura 24.4: Representação esquemática da matriz de contradição da TRIZ.
Dessa forma, considerando o projeto da lata de refrigerante, o parâmetro de engenharia a ser satisfeito ou otimizado é o de número 4, comprimento do objeto estático, e o respectivo parâmetro que se encontra em conflito é o de número 11, “tensão”. Do relacionamento desses parâmetros na matriz de contradição da TRIZ, obtêm-se os princípios inventivos de números 1 (segmentação), 14 (esfericidade) e 35 (transformação dos estados físicos e químicos de um objeto). A aplicação desses princípios no projeto da lata de refrigerante á descrita a seguir. • Princípio inventivo 1. Segmentação: a. divida um objeto em partes independentes; b. faça uma seção no objeto; c. aumente o grau da segmentação do objeto. Considerando que, nesse caso, pode-se empregar o item “aumento do grau de segmentação do objeto”, pode-se substituir a parede lisa da lata de refrigerante por uma parede corrugada, conforme ilustrado na Figura 24.5. Esse fato aumenta a resistência da parede da lata e permite que se reduza a espessura da parede da mesma.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Figura 24.5: Seção circular da parede corrugada.
•
Princípio inventivo 14. Esfericidade: a. substitua as partes lineares e as superfícies planas por superfícies curvas; substitua as formas cúbicas por formas esféricas; b. use roletes cilíndricos e esferas; c. substitua um movimento linear por um movimento giratório; utilize o princípio da força centrífuga. Empregando esse princípio, o ângulo perpendicular, no qual a maioria das tampas das latas é soldada, pode ser substituído por uma superfície curva, conforme ilustrado na Figura 24.6.
Figura 24.6: Aplicação do princípio da es fericidade no projeto da lata de refrigerante.
•
Princípio inventivo 35. Transformação dos estados físicos e químicos de um objeto. Altere o estado, a densidade, o grau de flexibilidade e a temperatura do sistema técnico. Nesse caso, pode-se alterar a composição da liga metálica da parede da lata de refrigerante. Os 40 princípios inventivos da TRIZ apresentados por Altschuller são listados a seguir. 1. Segmentação: a. divida um objeto em partes independentes; b. faça uma seção
2.
no objeto; c. aumente o grau da segmentação do objeto. Exemplos: mobília modular, componentes modulares do computador; as mangueiras de jardim podem ser unidas para formar o comprimento desejado. Extração: a. extraia (remova ou separe) uma parte ou propriedade indesejada do objeto; b. extraia somente a parte ou propriedade necessária.Exemplo: para afugentar os pássaros da proximidade de aeroportos pode ser empregado um aparelho de som para reproduzir o som dos pássaros. O som está separado dos pássaros.
Capítulo 24
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
Qualidade local: a. transição de uma estrutura homogênea do objeto ou fora do ambiente/ação para uma estrutura heterogênea; b. ter diferentes partes do objeto que desempenham diversas funções; c. arranje cada parte do objeto sob condições mais favoráveis para sua operação. Exemplos: para combater o pó nas minas de carvão, é aplicada uma névoa de água, em forma cônica, próximo às máquinas perfuratrizes e carregadeiras. Quanto menor o tamanho das gotas da névoa, maior a capacidade de combater a poeira; entretanto, sob essas condições, o trabalho dos mineiros torna-se difícil. Uma solução é desenvolver uma cortina de névoa grossa ao redor da névoa fina. Outro exemplo pode ser um lápis e uma borracha formando um único componente. Assimetria: a. substitua uma forma simétrica por uma forma assimétrica; b. se um objeto já é assimétrico, aumente o grau de assimetria. Exemplos: projetar um lado do pneu do carro mais resistente que o outro, de modo a resistir ao impacto com o meio-fio. No processo de descarregamento de areia molhada de um caminhão, se for utilizado um funil simétrico tem-se um fluxo irregular de material. Por outro lado, se for utilizado um funil de forma assimétrica, tem-se um fluxo contínuo, portanto, melhor. Combinando: a. combine, no espaço, objetos homogêneos ou objetos que se destinam a operações contíguas; b. combine, no tempo, operações homogêneas ou contíguas. Exemplo: o elemento de atuação de um escavador apresenta bocais especiais a vapor, para descongelar o solo congelado. Universalidade: a. ter um objeto capaz de executar múltiplas funções, eliminando a necessidade do uso de outro(s) objeto(s). Exemplos: sofá que se converte em uma cama. Minivan com assentos que se ajustam para acomodar mais pessoas ou levar carga. Alinhamento: a. conter um objeto dentro de outro que pode ser colocado dentro de um terceiro objeto; b. passe um objeto através da cavidade de um outro objeto. Exemplos: antena telescópica, cadeiras que empilham uma sobre as outras visando o armazenamento, lapiseira com grafite armazenado em seu interior. Neutralizar o peso (Counterweight): a. compense o peso de um objeto unindo-o a outro objeto que apresenta força de levantamento; b. compense o peso de um objeto através de interação com um ambiente, de modo que, dessa interação, sejam providas forças aerodinâmicas ou hidrodinâmicas. Exemplos: barcos com hidrofólios, aerofólio traseiro dos carros que causa aumento da pressão do carro sob o solo. Contador de ação antecessor (prior counter-action): a. projete um contadoração antecessor; b. se o objeto está (ou estará) sob tensão, planeje um efeito de antitensão antecessor. Exemplos: coluna de concreto reforçada. Estrutura reforçada de tubos que foram deformados, previamente, com o objetivo de criar um ângulo específico.
Projeto do Produto
ELSEVIER
10. Ação antecessora: a. mantenha tudo ou parte da ação exigida com antecedência; b. organize os objetos, de modo que eles possam executar uma ação no momento oportuno e de uma posição conveniente. Exemplos: uma faca com uma lâmina especial, capaz de restabelecer o gume, assim que o mesmo estiver danificado. Aplicar, uniformemente, em garrafas, uma camada de borracha colada é difícil. Para facilitar esse processo pode ser empregada uma borracha em formato de fita. 11. Amorteceder antecipadamente: Compense baixa confiabilidade do objeto através de medidas (countermeasures) antecipadas. Exemplo: as mercadorias de uma loja são magnetizadas para intimidar a ocorrência de furtos. 12. Equipotencialidade; a. altere as condições de funcionamento, de tal forma que um objeto não necessite ser elevado ou abaixado. Exemplo: o óleo do motor de um automóvel é mudado por trabalhadores que descem em uma cova, evitando o uso de equipamento para levantar o carro. 13. Inversão: a. em vez de implementar uma ação especificada do problema, implemente uma ação contrária (oposta); b. transforme uma parte imóvel do objeto em móvel e vice-versa. Ou, ainda, torne imóvel o ambiente externo; c. alterar a posição do objeto, isto é, da posição superior para a posição inferior. Exemplo: Processo de abrasão, em que os componentes são limpos através da sua própria vibração, em vez dos movimento do abrasivo, propriamente dito. 14. Esfericidade: a. substitua as partes lineares e as superfícies planas por superfícies curvas; substitua as formas de cúbicas por formas esféricas; b. use roletes cilíndricos e esferas; c. substitua um movimento linear por um movimento giratório; utilize o princípio da força centrífuga. Exemplo: mouse do computador, que utiliza roletes e esferas para transferir o movimento de dois eixos, linear, em movimento vetorial. 15. Dinamicidade: a. faça um objeto ou seu ambiente ajustar, automaticamente, visando otimizar o seu desempenho, em cada fase do seu ciclo de operação; b. divida o objeto em distintos componentes, que permitem movimento relativo, mudar de posição, entre si. c. se um objeto está imóvel, faça-o móvel ou intercambiável. Exemplos: uma lanterna com abertura flexível entre o seu corpo e a lâmpada. Um recipiente de transporte com formato cilíndrico. Para facilitar a manipulação da carga, esse recipiente pode ser construído de duas partes dobradas, semicilíndricas, as quais podem ser abertas. 16. Ação parcial ou exagerada: a. caso seja difícil desempenhar uma ação totalmente, faça isso gradativamente, simplificando o problema apresentado. Exemplos: um cilindro metálico é pintado imergindo-o em pintura, mas o excesso de pintura deve ser removido. Para isso, o cilindro é girado rapidamente. Para obter descarga uniforme de um pó metálico proveniente de um reservatório, dispõe-se de um funil interno especial, o qual é enchido até a sua totalidade, a fim de prover o sistema de uma pressão quase constante e contínua.
Capítulo 24
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
17. Movendo para uma nova dimensão: a. remova problemas de objetos que se movem em linhas, movendo-os em um plano bidimensional; b. use montagem em vários estágios (n dimensões), em vez de um único estágio (unidimensional); c. incline o objeto ou vire o objeto de lado. Exemplo: uma estufa que possui refletor, côncavo, situado no lado norte da casa. Esse refletor pode ser empregado para melhorar a iluminação daquele lado da casa, refletindo luz do sol. 18. Vibração mecânica: a. faça um objeto oscilar; b. caso exista oscilação, aumente sua frequência, até mesmo a frequência ultrassônica; c. use a frequência ressonante; d. em vez de vibrações mecânicas, utilize vibrações piezoelétricas; e. use vibrações ultrassônicas juntamente com um campo eletromagnético. Exemplos: para remover o gesso do corpo sem causar ferimento à pele humana, a serra de mão convencional foi substituída por uma faca vibrando. O preenchimento do molde de fundição é realizado com movimentos vibratórios, a fim de melhorar o fluxo de material e as suas propriedades estruturais. 19. Ação periódica: a. substitua uma ação contínua por uma ação do tipo pulso (período único); b. se uma ação já é periódica, mude sua frequência; c. use pulsos entre impulsos para prover ação adicional. Exemplos: O flash de luminária de emergência, utilizado para indicar uma situação de advertência, tornando-a mais visível do que uma iluminação contínua. 20. Continuidade de uma ação útil. a. faça uma ação ser contínua, sem pausas, com todas as partes do objeto operando em capacidade máxima; b. remova movimentos intermediários ou inativos. Exemplo: uma broca com extremidades cortantes que permite cortar nas direções horária e anti-horária. 21. Tornar mais rápido (rushing through): a. execute as operações prejudiciais ou perigosas em velocidade muito alta. Exemplo: no processo de corte de tubos plásticos de paredes finas, a deformação desse tubo pode ser prevenida se, durante o processo, ocorrer a uma velocidade muito alta. Em outras palavras, deve-se cortar o tubo antes de o mesmo deformar. 22. Converter dano em benefício: a. utilize fatores ou efeitos ambientais prejudiciais para obter um efeito positivo; b. remova um fator prejudicial combinando com outro fator prejudicial; c. aumente as ações prejudiciais até que elas deixem de ser prejudiciais. Exemplos: a areia congela quando transportada por climas frios. Se aplicar à areia uma carga térmica fria (por exemplo, usando nitrogênio líquido), a camada de gelo formada torna-se frágil e, consequentemente, a situação é revertida. A corrente elétrica de alta frequência pode ser usada para aquecer uma placa metálica, entretanto, somente a camada exterior fica aquecida. Esse efeito, negativo, pode ser empregado no tratamento térmico da superfície da placa. 23. Realimentação: a. introduza realimentação; b. se a realimentação já existe, inverta o seu sentido. Exemplos: a pressão de água em um poço é mantida constante aliviando a pressão interna desse poço e acionando uma bomba hidráulica, caso a pressão seja muito baixa.
Projeto do Produto
ELSEVIER
24. Mediador: a. use um objeto intermediário para transferir ou manter uma ação; b. temporariamente conecte um objeto a outro, que seja fácil de ser removido. Exemplo: para reduzir a perda de energia quando se aplica uma corrente elétrica sobre um metal líquido, são empregados eletrodos resfriados e um metal líquido, intermediário, com baixa temperatura de fusão. 25. Autosserviço: a. faça o objeto se autorreparar e mantenha as operações suplementares e de reparo; b. utilize material e energia perdida. Exemplo: para prevenir o desgaste de um equipamento de distribuição de material abrasivo, a superfície desse equipamento é fabricada de material abrasivo. No processo de soldagem elétrica, o eletrodo é avançado empregando um dispositivo especial. Para simplificar esse sistema, o eletrodo pode ser avançado empregando um solenoide controlado pela corrente de soldagem. 26. Copiando: a. use uma cópia de um objeto, simples e barata, em vez de um outro objeto, complexo, caro, frágil ou de inconveniente operação; b. substitua um objeto pela sua cópia ótica ou pela cópia da sua imagem. Uma escala pode ser empregada para reduzir ou aumentar a imagem; c. se as cópias visíveis são utilizadas, substitua-as por cópias infravermelhas ou ultravioleta. Exemplo: a altura de objetos altos pode ser determinada medindo suas sombras. 27. Objeto barato e descartável em vez de objeto caro e durável: a. substitua um objeto caro por um barato, deixando de lado suas propriedades (por exemplo, longevidade). Exemplo: fraldas descartáveis. 28. Substituição de um sistema mecânico: a. substitua um sistema mecânico por um sistema ótico, acústico ou olfático (odor); b. utilize um campo elétrico, magnético ou eletromagnético para interagir com o objeto; c. substitua campos: c.1. campos estacionários por campos móveis; c.2. campos estacionários por campos dinâmicos, no tempo; c.3. campos fortuitos por campos estruturados. d. use um campo juntamente com partículas ferromagnéticas. Exemplo: para aumentar a interação entre uma camada metálica que reveste um material termoplástico, é mantido um campo eletromagnético que, por sua vez, aplica força sobre o metal. 29. Construção pneumática ou hidráulica: a. substitua as partes sólidas do objeto por gás ou líquido. Pode ser utilizado ar ou água para inflar o objeto ou, ainda, ar ou dispositivos hidrostáticos. Exemplos: para aumentar a eficiência de uma chaminé industrial, tubo espiral com insulfladores foi instalado ao logo da chaminé. Quando o ar flui pelos insulfladores, cria-se uma camada de ar, que reduz o efeito de arraste e, consequentemente, o ar quente flui melhor. Para transportar produtos frágeis de modo seguro, esses produtos são envoltos em bolhas de ar ou materiais de espuma. 30. Membranas flexíveis ou filmes finos: a. substitua construções tradicionais por princípios que utilizam membranas flexíveis ou filmes finos; b. isole um objeto de seu ambiente usando membranas flexíveis ou filmes finos. Exemplo: para prevenir
Capítulo 24
| TRIZ – Teoria da Solução Inventiva de Problemas
evaporação da água das folhas de planta é aplicado sobre as plantas um spray de polietileno. Depois de um tempo, o polietileno se solidifica e a planta tem o seu crescimento melhorado, uma vez que, através do filme formado, o oxigênio passa melhor. 31. Utilize material poroso: a. projete um objeto poroso ou adicione elementos porosos (insertos, coberturas etc.); b. se um objeto já é poroso, encha os poros, com antecedência, de alguma substância. Exemplo: para evitar o aquecimento de uma máquina, algumas partes dela podem ser preenchidas com material poroso embebido em líquido resfriado. Com a operação da máquina, esse líquido se evapora, provendo um resfriamento uniforme da máquina, a curto prazo. 32. Alteração da cor: a. altere a cor de um objeto ou dos seus ambientes; b. altere o grau de transparência de um objeto ou de um processo quando eles forem de difícil visualização; c. utilize elementos adicionais, coloridos, para visualizar objetos ou processos que são difíceis se visualizar; d. se tais elementos aditivos já são usados, empregue rastros ou elementos luminescentes. Exemplos: uma bandagem transparente que possibilita a visualização de uma ferida, a ser inspecionada, sem precisar remover essa bandagem. No processo de fundição do aço, uma cortina de água foi utilizada para proteger os trabalhadores dos raios infravermelhos; entretanto, essa cortina não bloqueava a luminosidade proveniente do aço derretido. Para bloquear a luz, foi adicionada à cortina de água uma coloração, criando um efeito de filtro e preservando a transparência da água. 33. Homogeneidade: a. projete os objetos que interagem entre si com material de mesma natureza ou material que próximo em comportamento. Exemplo: a superfície de um equipamento que trabalha com grãos abrasivos é feita do mesmo material desses grãos, permitindo que haja uma contínua restauração da superfície do equipamento. 34. Rejeitando e regenerando partes: a. depois que a função do sistema foi desempenhada ou tornou-se inútil, rejeite ou modifique (por exemplo, descarte, dissolva, evapore) um componente desse sistema; b. restabeleça, imediatamente, qualquer componente do sistema que esteja danificado. Exemplos: as cápsulas de balas de fogo são descartadas depois que a arma é disparada. Os tanques de combustível do foguete são separados da cápsula depois de impulsionar esse foguete. 35. Transformação dos estados físicos e químicos de um objeto: a. altere o estado, a densidade, o grau de flexibilidade e a temperatura do sistema técnico. Exemplo: para aumentar o peso de um equipamento, mantendo o seu tamanho srcinal, pode ser empregado material de maior densidade. 36. Transformação de fase: a. implemente um efeito durante a transição de fase de uma substância. Por exemplo, durante o processo de mudança de volume, ocorre liberação ou absorção de calor. Exemplo: para controlar a expansão de tubos guarnecidos com suportes, eles estão cheios de água e esfriaram a uma temperatura gelada.
Projeto do Produto
ELSEVIER
37. Expansão térmica: a. use um material que expanda ou contraia com o calor; b. use vários materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica. Exemplo: para controlar a abertura das janelas de uma estufa são conectadas placas bimetálicas às janelas. A mudança de temperatura causa a expansão das placas e, consequentemente, a janela da estufa pode abrir ou fechar. 38. Utilize oxidantes fortes: a. substitua ar normal por ar enriquecido; b. substitua ar enriquecido por oxigênio; c. aplique no objeto, situado em ambiente normal ou com oxigênio, radiação ionizada; d. use oxigênio ionizado. Exemplo: para gerar mais calor com uma tocha, alimenta-se a mesma com oxigênio, em vez de ar atmosférico. 39. Ambiente inerte: a. substitua o ambiente normal por um ambiente inerte; b. mantenha o processo a vácuo. Exemplo: para prevenir que o algodão mantido no armazém pegue fogo, o mesmo é tratado com gás inerte enquanto está sendo transportado. 40. Materiais compostos: a. substitua um material homogêneo por um material composto. Exemplo: as asas de aeronaves militares são fabricadas com materiais que combinam plásticos e fibras de carbono; assim, obtém-se elevada resistência e baixo peso. Como se pode perceber, existem diversos princípios da TRIZ que podem auxiliar no projeto do produto. Este capítulo apresentou de forma sucinta esses princípios, com um exemplo de aplicação. Naturalmente, aplicações mais complexas demandam estudos aprofundados, de acordo com as características do projeto e a capacidade da própria equipe.
and FMEA (Failure ) EffectsMode Analysis Paulo Augusto Cauchick Miguel Cristiano Vasconcellos Ferreira A FMEA (Failure Mode Effects Analysis) ou análise dos modos e efeitos das falhas é uma das técnicas de análise de falhas mais adotadas. Foi inicialmente desenvolvida nos anos 1960 pela NASA, buscando maior confiabilidade nos projetos da indústria aeroespacial. Posteriormente, a técnica foi incorporada por outros setores industriais, mais especificamente nas indústrias automotiva No finalestruturada dos anos 1960, a Ford americana identificouaeronáutica, a necessidade do uso edenuclear. uma técnica para detectar e prevenir problemas em potencial. A FMEA foi então implantada para que as falhas potenciais fossem identificadas nos projetos de desenvolvimento de projetos novos, produtos modificados ou mesmo produtos regulares, para que, a partir dessa identificação, medidas corretivas e/ou preventivas pudessem ser introduzidas. Mais tarde, em 1972, a Ford introduziu a aplicação da FMEA em processos no contexto de um programa de confiabilidade no qual incluía um módulo de treinamento. A partir de então, desde os anos 1980, a técnica passou a ser muito usada na indústria automobilística em geral, estendendo-se para seus fornecedores na indústria de autopeças.
25.1. Conceito de FMEA A FMEA é uma técnica analítica para identificar e documentar de forma sistemática falhas em potencial, de maneira a eliminá-las ou reduzir sua ocorrência, por meio de um processo de aplicação estruturado. Geralmente esse processo é utilizado no estágio de desenvolvimento de novos produtos, embora possa ser usada também para produtos regulares, processos novos ou implantados. Existem basicamente três tipos: FMEA de sistema, FMEA de projeto e FMEA de processo. A FMEA de sistema é usada para analisar sistemas e subsistemas na fase de concepção. Concentra-se nos modos de falhas potenciais associados às funções do sis-
Projeto do Produto
ELSEVIER
tema, causados por deficiências de projeto, incluindo interações entre os elementos do próprio sistema e interação com outros sistemas. A FMEA de projeto é usada quando o detalhamento do projeto está disponível, geralmente baseado na FMEA de sistema, mas é mais detalhada e envolve a análise de causas específicas de falhas em componentes individuais. A FMEA de processo é usada para analisar processos de fabricação em geral e de montagem, conduzidos quando o processo de produção já está definido. No entanto, pode ser aplicada quando houver alteração no processo de produção ou mesmo para analisar problemas de qualidade relacionados aos processos em regime.
25.2. Aplicação da FMEA O ponto de partida na aplicação da FMEA é a identificação de falhas em potencial, isto é, falhas que podem vir a ocorrer durante a vida útil do produto. Deve ser conduzida por uma equipe que tenha representantes de diversas áreas da empresa envolvidos no processo de desenvolvimento de produtos, visando compartilhar as experiências das diversas áreas funcionais. A condução é feita por meio de reuniões regulares periódicas até que a análise do sistema ou componente seja concluída. É utilizada uma planilha para registro e análise das falhas (Figura 25.1), cujo objetivo final é atuar naquelas falhas que são prioritárias. Uma falha decorre da interrupção de funcionamento ou queda de desempenho em um sistema ou um componente que não atende às especificações, ou seja, não cumpre os requisitos funcionais definidos no projeto. Exemplos de falhas são desgaste prematuro, quebra, deformação, corrosão acentuada, trinca, vibração etc. Por sua vez, o modo de falha é a maneira pela qual uma falha ocorre, ou seja, como ela é observada. Cabe destacar que as falhas em potencial são observadas em termos físicos e não como sintomas sentidos pelo cliente, ou seja, como ele notará a falha. Por exemplo, uma quebra em um eixo de um veículo pode levar ao descontrole, total ou parcial, ao dirigi-lo. Esse descontrole é o sintoma. A forma pela qual o eixo quebrou é o modo de falha. O cliente notará o sintoma da falha, que, por sua vez, gerará um efeito, ou seja, terá uma consequência que pode ser ou não grave, tanto em termos de danos físicos ou materiais como em insatisfação do cliente. Os efeitos devem sempre ser descritos em termos do desempenho do produto, como, A por exemplo: ruído, instabilidade componente, interrupção operaçãoanalietc. partir da identificação das falhasdo potencial e seu(s) efeito(s), éna necessário sar sua(s) causa(s). As causas das falhas são os motivos pelos quais a falha ocorre associados ao modo de falhas, como, por exemplo: incrustações ou porosidade no material, tratamento térmico inadequado, sobrecarga etc. O conceito de risco é usado para avaliar as falhas de maneira a eliminá-las ou reduzir as chances de ocorrerem. Assim, é calculado um “fator de risco” em função da “probabilidade de ocorrência” (indicada por “O” na Figura 25.1), “gravidade” ou “seve-
Capítulo 25
| FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
ridade” (indicada por “G” na Figura 25.1), ou seja, sua(s) consequência(s), além de “detecção” (indicada por “D” na Figura 25.1), isto é, a chance de serem detectadas antes que ocorram. Para cada um desses índices é atribuído um valor (em uma escala de 1 a 10) e o fator de risco é calculado pela multiplicação desses índices (ocorrência, gravidade e detecção). Os fatores de risco com maior valor são aqueles que devem ser priorizados, ou seja, aquelas falhas em potencial para as quais devem ser introduzidas ações preventivas. Projeto de Produto Processo Revisão de Processo Revisão de Projeto de Produto Cliente Aplicação Data ___/____/___ Produto/Processo Fornecedor Áreasenvolvidas Data elaboração ____/____/____ ATUAL NOME DO ITEM COMPONENTE FALHASPOSSÍVEIS ÍNDICES OU PROCESSO MODO EFEITO(S) CAUSA(S) CONTROLES O G D
FMEA
R
Figura 25.1: Exemplo de um formulário de FMEA (Miguel, 2001).
ilustra umde exemplo de FMEA de produto. caso,fadiga, o produto lisado éA oFigura braço25.2 de suspensão um veículo. O modo de falhaNo é por sendoanaas possíveis causas sobrecarga (excesso de peso do veículo), utilização de material fora do especificado e espessura do braço de suspensão fora do especificado. Como efeito dessa falha, o usuário poderá perder o controle do veículo. Projeto de Produto Processo Revisão de Processo Revisão de Projeto de Produto Modelo/Ano hatch Aplicação Conj. Suspensão dianteira Data da revisão 15/out/2008 Equipe P. Catarini, Y. Kim, C. Lou, I. Son, C. Alves, A. Castelli Fornecedor Áreas envolvidas Vendas, produção, eng. produto, processo, qualidade Data elaboração2 9/jan./2008 ATUAL NOME DO ITEM COMPONENTE FALHASPOSSÍVEIS ÍNDICES
FMEA
1
OU PROCESSO
Braçoda suspensão
MODO
Fadiga
EFEITO(S)
o eixo separa-se do braço inferior (possível perda de controle do veículo)
CAUSA(S) CONTROLES O
G
D
R
sobrecarga
nenhum
4
10 10 400
material errado
ensaio de tensão a cada bobina
1
10 10 100
espessura inspeça por inadequada amostragem
3
10 9
Figura 25.2: Exemplo de FMEA de um braço de suspensão.
270
Projeto do Produto
ELSEVIER
Para identificação das falhas pode ser necessário reunir todas as informações possíveis sobre o item em estudo (um novo produto ou um processo), como desenhos, memoriais de cálculo, especificações de materiais, normas internas ou externas (nacionais ou internacionais), procedimentos de ensaio e inspeção, roteiros de fabricação, FMEAs realizadas em produtos ou processos similares, registros internos e externos de falhas, dentre outros. A partir da identificação dos modos de malhas, efeitos e detecção, atribuem-se valores para cada um dos índices de ocorrência, gravidade e detecção, com base nas Tabelas 25.1 a 25.3. Tabela 25.1: Índices de ocorrência Índice 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Critério ProbabilidadeRemota ProbabilidadeBaixa
Probabilidade 0 1/20.000
Ocorrência Exepcional Rara
ProbabilidadeM oderada
1/2.000 1/1.000 1/200l 1/100 1/20 1/10
Ocasional
ProbabilidadeAlta Probabilidade Muito Alta
10
1/2
Frequente
Inevitável
Tabela 25.2: Índices de gravidade Índice 1
Critério Sem Gravidade
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Gravidade Baixa Gravidade Moderada
Gravidade Alta Gravidade Muito Alta
Ocorrência A ocorrência não causará nenhum efeito no sistema O cliente não será capaz de notar a ocorrência da falha Os efeitos quase não são percebidos Oclientenãonotaráperdadedesempenhodosistema Perda progressiva de desempenho Oclientenotaráafalhaeficaráinsatisfeito Baixa eficiência. O sistema poderá deixar de operar Oclienteperceberáafalhaeficarámuitoinsatisfeito Pode envolver problemas de segurança Oclienteperceberáafalhaeficarámuitoinsatisfeito
É importante considerar que o índice de gravidade está associada à segurança e à confiabilidade requerida para o produto. Por exemplo, em um automóvel, a perda de eficiência da bomba de combustível está associada a uma gravidade moderada, ao passo que, em um avião, a perda de eficiência dessa bomba é de uma gravidade alta. A relação entre essas duas características pode ser entendida melhor ao compararmos
Capítulo 25
| FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
a expectativa de consumidores quanto ao nível de confiabilidade e segurança de diversos produtos, como mostrado na Figura 25.3. A confiabilidade está normalmente associada à expectativa de que um item funcione ou não, e a segurança está ligada à preocupação dos males ou danos que um produto possa causar . Essa análise também remete ao conceito de falha segura ( fail-safe). Assim, o usuário deseja que o sistema não falhe (preocupação com a confiabilidade), mas, se o mesmo vier a falhar, que seja de forma segura (preocupação com a segurança), isto é, que não cause maiores danos ao usuário.
Figura 25.3: Expectativa de consumidores quanto ao nível de confiabilidade e segurança de diversos produ-
tos (Transport Canadá, 2007).
Tabela 25.3: Índices de detecção Índice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
de Detecção Muito Alta Alta Moderada
Baixa MuitoBaixa
Probabilidade do Defeito Chegar no Cliente 5% –0 15% –6 25% – 16 26 35% – 45% – 36 55% – 46 65% 57 – 75% – 66 76–85% 100% – 86
A partir da atribuição dos índices, calcula-se o fator de risco. Cabe observar que no exemplo da Figura 25.2, o formulário é simplificado, ou seja, foi preenchido somente para a análise da FMEA. Entretanto, devem constar as ações preventivas recomendadas (não mostradas na planilha). As ações recomendadas são aquelas que devem ser registra-
Projeto do Produto
ELSEVIER
das para eliminação da falha ou redução da sua gravidade ou ocorrência, por exemplo, redimensionamento, revisão de cálculos de resistência à fadiga, modificação das tolerâncias etc. Após as ações preventivas terem sido implementadas, as falhas (modo, efeitos, causas) devem ser reavaliadas através de seus respectivos índices. Espera-se, portanto, que os índices de criticidade das falhas – principalmente ocorrência e detecção – e o índice de risco tenham seus valores reduzidos.
Tree Analysis – Análise de Árvore de Falhas) 25.3. FTA (Fault da A análise árvore de falhas (FTA) é um diagrama lógico usado para determi-
nar como uma anomalia em um sistema pode ser causada pelas falhas e combinações de falhas de seus subsistemas e componentes. É uma análise do tipo top-down (de cima para baixo), na qual os eventos contribuintes podem ser avaliados quantitativa e/ou qualitativamente. A partir de um evento não desejável (falha em um sistema, falha em um componente, erro de processamento), suas possíveis razões e combinações podem ser analisadas por meio de representações gráficas e definição de eventos e portas lógicas. O conceito de análise da árvore de falha srcinou-se em 1961 na Bell Telephone Laboratories, nos Estados Unidos, para avaliar o grau de segurança do sistema de controle de lançamento dos mísseis Minuteman. Foi adaptado posteriormente em outros tipos de situações, desde projetos de máquinas e equipamentos até a análise de processos industriais ou administrativos. Dentre os objetivos, a FTA identifica as possíveis falhas e a combinação delas, além das suas razões, documenta e descreve os mecanismos de falhas e suas respectivas relações funcionais, identifica os eventos críticos e busca compreender o comportamento do sistema, além de determinar os aspectos do sistema que sejam mais relevantes em relação a uma dada falha. A análise inicia a partir de uma falha ou problema particular do sistema, denominado “evento de topo”. O evento de topo é um estado do sistema considerado anormal, decorrente de fatos normais ou não. A análise continua com a elaboração de uma sequência hierárquica ou combinação de fatos capazes de conduzir ao tal evento, representada pela árvore de falhas. Essa representação gráfica permite demonstrar o encadeamento dos diferentes eventos que podem no evento de cuja topo.análise A análise é conduzida sequencialmente até atingir eventosresultar ou situações básicas considera-se não necessitar de mais aprofundamento. A representação e a análise partem de uma situação no sistema e descem até as causas mais básicas, responsáveis pela situação. Por esse motivo, o raciocínio é caracterizado como sendo “de cima para baixo”. Uma vez obtido o conjunto de eventos que constituem a árvore de falhas, deverá ser elaborado um plano de ação visando à eliminação das mesmas.
Capítulo 25
| FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
Entre as vantagens de se realizar uma FTA, é possível citar que, por ser um método gráfico, é geralmente fácil de ser entendida pela equipe de engenharia; é capaz de trabalhar com falhas múltiplas ou combinações de falha; permite determinar quantitativamente a necessidade de ações para se diminuir o risco. Por outro lado, uma análise mais detalhada revela que o método apresenta algumas desvantagens, sendo elas: necessidade de grande esforço para produzir uma árvore de falhas completa; falhas com causa comum, que ocorrem por propagação de falhas (efeito dominó), podendo não ser modeladas adequadamente; e a ordem de ocorrência dos eventos não é considerada. A Figura 25.4 mostra um exemplo de árvore de falhas de um evento de topo “motor não dá partida”, correspondente a um circuito elétrico.
Figura 25.4: Exemplo de árvore de falhas (Helman e Andery, 1995).
A estrutura de árvore de falhas mostrada na Figura 25.4 apresenta o evento não desejado no topo, ligado a eventos mais básicos por meio de “símbolos de eventos” e “portas lógicas”. A Tabela 25.4 apresenta os símbolos mais usados para caracterizar os diferentes eventos, com seus respectivos significados, bem como os símbolos que caracterizam as diferentes portas lógicas. A árvore finaliza nos seus eventos considerados como causas fundamentais ou causas básicas.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 25.4: Simbologia para eventos e portas lógicas (Helman e Andery, 1995) S ím b o lo
Descrição do Evento Eventos que são saídas lógicas Eventos associados a falhasbásicas
Símbolo
Descrição Evento de saída que só ocorre se todos os de entrada ocorrerem Evento de saída que só ocorre se todos os de entrada ocorrerem
E OU
Eventos não realizados (ou omitidos)
Evento de entrada que só conduz ao de saída se o condicional ocorrer Inibição (Condicional)
Parâmetro associado a um evento que deve ser monitorado Evento condicional, usado emjanelasdeinibição
E
Evento de saída ocorre se pelo menos um dos de entrada ocorrer
de prioridade Evento de saída ocorre se um, mas não ambos, dos de entrada ocorrer OU Exclusiva Evento de saída ocorre se m em n dos de entrada ocorrerem
Indica a conexão com outro símbolo ou evento M em N
As ferramentas de análise de falhas são importantes para as etapas referentes à preparação do projeto para a produção, tendo em vista suas aplicações para a detecção de problemas referentes aos processos de projeto e produção. Embora sua aplicação, conforme descrito neste capítulo, nem sempre seja simples ou rápida, o aprendizado de suas diferentes formas de utilização pode trazer grandes benefícios à empresa, seja em termos de projeto do produto, seja na melhoria de seus indicadores relacionados aos processos produtivos.
Referências FORD. Potential Failure Mode and Effect Analysis for Design (Design FMEA). Ford Instruction Manual, EU 163, outubro de 1984. FORD. Potential Failure Mode and Effect Analysis for Manufacturing and Assembly Processes (Process FMEA). Ford Instruction Manual, EU 162, julho de 1984. HELMAN, H.; ANDERY, P.Análise de falhas (aplicação dos métodos de FMEA e FTA). Belo Horizonte: QFCO, 1995. v. 11. MIGUEL, P. A. C. Qualidade: enfoques e ferramentas. São Paulo: Artliber, 2001. TRANSPORT CANADA. Definition of safety. Disponível em: . Acesso em novembro de 2007.
SeleçãodedeFabricação Materiais e Processos Ricardo Manfredi Naveiro Cristiano Vasconcellos Ferreira A manufatura é uma atividade muito antiga na humanidade. Os romanos e os chineses produziam seus utensílios domésticos e artefatos de guerra em grande quantidade utilizando a divisão do trabalho e a especialização, conforme as habilidades individuais dos artesãos. Apesar de esse modo de produção permitir grande volume de produção, os produtos não apresentavam a uniformidade e a padronização que se verificam na produção industrial moderna. A primeira Revolução Industrial, no final do século XVIII, viabilizou o surgimento das máquinas-ferramenta, o início da fabricação como atividade técnica, assim como a utilização do método científico na resolução dos problemas de manufatura. O aperfeiçoamento das técnicas e processos de manufatura ao longo do século XIX e o aparecimento das normas técnicas permitiram o aprimoramento da atividade de fabricação, tornandoa uma atividade de engenharia. A manufatura moderna é regida por normas e padrões aceitos internacionalmente, e o ambiente fabril atual é capaz de produzir componentes intercambiáveis com padronização, confiabilidade e eficiência. A segunda Revolução Industrial, iniciada na segunda metade do século XX, introduziu várias inovações tecnológicas no ambiente industrial, tirando partido do desenvolvimento da microeletrônica, da informática e da tecnologia de informação, tendo modificado o padrão de produção vigente. As máquinas-ferramenta atuais são programáveis, podendo executar trajetórias complexas com precisão; os robôs entram no processo produtivo em substituição ao homem em operações repetitivas ou em operações que podem oferecer riscos à saúde do trabalhador. O padrão fabril atual é o da produção flexível, no qual é possível produzir produtos com grande variedade, mantendo a eficiência produtiva e obtendo uma qualidade das peças equivalente à obtida na produção em massa.
Projeto do Produto
ELSEVIER
A atividade de fabricação é caracterizada pela transformação da matéria-prima em peças e componentes que serão montados para a constituição de um produto, objetivo final do processo. Alguns fatores intervêm na atividade de manufatura, a saber: • materiais, objeto do processo de transformação; • capital, representando os investimentos em equipamentos, instalações e matériasprimas; • informação, condensando os procedimentos tecnológicos para a realização dos processos; • •
recursos humanos, traduzido por pessoal capacitado a operar os equipamentos para a realização da produção dos componentes; energia, recurso essencial para o funcionamento das máquinas e equipamentos.
A Figura 26.1 representa a manufatura como um sistema cujas saídas são os produtos e as perdas inerentes ao processo de transformação.
Materiais Materiais Capítal Capital Produtos Produtos Processos Processos de de fabricação fabrica ção Energia Energia Informação Informação
ecursos ursosHumanos Huma nos R ec
Perdas Perdasde de material material ee energia energia Figura 26.1: Manufatura como um sistema.
Projetar um produto é uma atividade que resulta na criação da descrição de algo ainda inexistente, porém capaz de viabilizar a sua construção. As atividades de projeto de um produto, de escolha dos seus materiais e dos seus processos de fabricação são interdependentes. As decisões tomadas na etapa de concepção de um produto referentes à sua forma geométrica, ao seu acabamento superficial, à sua vida útil etc. têm ligação direta com as escolhas dos processos de fabricação e dos materiais constituintes do produto. A atividade de projeto do produto, portanto, não é uma atividade isolada do contexto no qual ela está inserida. O projetista, ao projetar um produto, terá de aplicar sua
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
criatividade, considerando as restrições impostas pelo mercado (custos de fabricação × preço de venda) e pela instalação fabril (processos de fabricação disponíveis na fábrica). Podemos exemplificar alguns aspectos importantes dessa interação: • O produto deve atender às necessidades do mercado e operar satisfatoriamente durante sua vida útil. O produto deve apresentar desempenho compatível com os requisitos definidos pelo mercado; isso significa que a qualidade dos materiais empregados e as tolerâncias de fabricação devem ser escolhidas de acordo com esses requisitos. O acabamento externo do produto interfere diretamente com a
•
•
escolha dos materiais e dos processos de fabricação, uma vez que cada processo de fabricação aplicado a um determinado material confere um acabamento diferente. Normalmente, é importante que o produto seja de fácil manutenção, o que pode interferir com a escolha dos processos de união e montagem. Peças com previsão de troca periódica devem ser montadas por processos de união e montagem compatíveis com o tempo necessário a se executar a manutenção, como união por parafusos, encaixe, união com interferência etc. A atividade de fabricação consiste em transformar matérias-primas em componentes a serem montados no produto final. O projetista escolhe o material baseado na função do componente, na forma geométrica e no processo de fabricação. Os processos de fabricação, ao modificarem a forma geométrica das matériasprimas, ocasionam a mudança de algumas propriedades mecânicas dos materiais em transformação.
26.1. Processos de Fabricação Os processos de fabricação podem ser classificados conforme ilustrado na Figura 26.2. O primeiro nível do fluxograma indica os processos primários para a conformação de peças. Os processos primários são realizados a partir da matéria-prima em estado líquido ou sólido, utilizando-se fundição para a conformação a partir do estado líquido, assim como a deformação e a moldagem, a partir de pó metálico ou grânulos de polímeros. Existem métodos especiais de obtenção de peças, como, por exemplo, a prototipagem rápida. O segundo nível apresenta os processos secundários, que modificam os componentes obtidos pelos processos do primeiro nível, como os processos de usinagem e de tratamento térmico. Em seguida, no terceiro e quarto níveis, temos os processos de união (montagem e soldagem), assim como os processos de acabamento, que envolvem recobrimentos metálicos, cerâmicos ou poliméricos, assim como processos de polimento e pintura. Cada componente de um produto é fabricado por um dos processos listados ou por uma combinação de alguns dos processos que aparecem na Figura 26.2. Cada processo de fabricação pertence a uma família principal (conformação, união etc.) e, dentro
Projeto do Produto
ELSEVIER
de cada família, diversas classes de processos oferecem diferentes resultados e impõem diversas restrições à escolha de materiais e às formas geométricas obtidas. Dentro de cada classe pode-se identificar os processos unitários, os quais definem as características a serem consideradas para a sua seleção. Material Bruto
Confirmação
Processos de
Processos de
Processos de
Processos de
Fundição Areia Coquilha Cera Perdida
Moldagem Extrusão Injeção Sopramento
Deformação Laminação Forjamento Estampagem
Metalurgia do Pó Sinterização
Usinagem Cortar, Tornear, Furar, Retificar
Processos Especiais Prototipagem Rápida Eletroconformação
Tratamento Térmico Envelhecimento Têmpera
União Adesivo Flexíveis Rígidos
Solda MIG, TIG, parafuso, etc. Spray
Montagem Rebite, encaixe, parafuso etc.
Acabamento Polimento Eletropolimento Lapidação
Recobrimento Anodização Eletrodeposição Spray
Pintura / Impressão Silk screen laser
Texturização Recartilha, laser, eletrotextura
Figura 26.2: Fluxograma dos processos de fabricação. (adaptado de Ashby, M., 2008).
Os processos de fabricação pertencentes ao primeiro nível são: fundição, moldagem, deformação, conformação de pós e processos especiais. Os processos de fundição utilizam matérias-primas em estado líquido que adquirem a forma do molde que preenchem. Os processos de deformação podem envolver grandes variações na espessura da dimensão principal da matéria-prima quando feitos a quente pequenas deformações quando realizados a frio, como no caso dos processos de corte, estampagem e dobramento. Os processos à base de metal sob a forma de pó utilizam moldes nos quais os pós são prensados numa determinada forma geométrica. Após a prensagem, a pré-forma prensada é submetida a aquecimento para promover o caldeamento das superfícies intergranulares. Os processos de moldagem envolvem o processamento de material polimérico em moldes para obtenção da forma geométrica final desejada. A injeção e o sopro são muito utilizados para obtenção de peças plásticas de engenharia. Os processos de usinagem são utilizados para obter a forma geométrica do componente através do corte de material; são realizados em equipamentos denominados máquinas-ferramenta, nos quais é possível obter superfícies geométricas cilíndricas, prismáticas, esféricas etc., assim como superfícies geométricas irregulares. Existe também
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
um processo de corte de materiais metálicos que é feito pelo aquecimento da peça, auxiliado por jato de ar que promove a separação da área fundida do restante da peça. Os processos de tratamento térmico não interferem na forma geométrica do componente, sendo utilizados para a modificação das propriedades mecânicas do material constituinte da peça. Os componentes de um produto podem ser unidos de várias formas. Adesivos podem ser utilizados, mas assegurar uma união permanente entre dois materiais colados é difícil. Processos de soldagem são utilizados para unir peças em metal ou plástico para promover uniões permanentes. Parafusos, rebites, grampos e encaixes são utilizados para unir peças que podem ser desmontadas quando necessário. São consideradas atividades de montagem mecânica a união por parafusos, a prensagem e a fretagem (montagem com interferência). Os processos de acabamento podem ser utilizados para melhorar as propriedades mecânicas dos componentes ou simplesmente melhorar o acabamento. A precisão e a rugosidade são propriedades mecânicas importantes para o funcionamento das peças, sobretudo peças sujeitas a esforços dinâmicos ou sujeitas a alta rotação. Os principais processos de melhoria de acabamento são os processos de retificação e polimento mecânicos, assim como os processos de recobrimento superficial com camadas finas de cromo, níquel, titânio etc. ou com materiais cerâmicos ou poliméricos.
26.2. Materiais de Engenharia Os materiais de engenharia podem ser classificados em seis grandes famílias: metais, polímeros, elastômeros, cerâmicas, vidros e híbridos. Cada família de materiais tem características comuns, como aplicações similares, rotas de fabricação similares e propriedades físicas, químicas, elétricas etc. semelhantes. Os metais têm maior módulo de elasticidade e maior resistência mecânica. Eles podem alterar sua resistência por processos de deformação e tratamento térmico; são dúcteis e tenazes, podendo sofrer grandes deformações. Por outro lado, eles são menos resistentes à corrosão e podem sofrer envelhecimento por fadiga. Os cerâmicos são frágeis, duros e não apresentam ductilidade, portanto não podem ser submetidos à deformação. Por outro lado, possuem boa resistência à corrosão, à abrasão e às altas temperaturas, podendo ser utilizados para melhorar as propriedades superficiais de certos componentes. Os vidros são materiais amorfos, não possuindo estrutura cristalina. São como os materiais cerâmicos, frágeis, com dureza alta e muito vulneráveis à concentração de tensões. Os polímeros, genericamente denominados plásticos, apresentam um comportamento bastante variado, se comparados aos demais materiais. Apresentam baixa densidade, e sua resistência mecânica pode variar desde patamares similares aos dos metais até
Projeto do Produto
ELSEVIER
valores 50 vezes menores, de maneira que é comum ocorrer fluência, isto é, deformações permanentes à temperatura ambiente. Por outro lado, são bons isolantes térmicos e elétricos, apresentam baixo coeficiente de atrito e boa resistência à corrosão. Sua principal vantagem é a facilidade de conformação, podendo adquirir as mais diferentes formas, texturas e cores, muitas vezes dispensando processos de acabamento adicionais. Os polímeros com cadeias moleculares lineares ou ramificadas são denominados termoplásticos. Eles amolecem e fundem quando aquecidos e endurecem quando resfriados, permitindo sua reutilização sem restrições. Os polímeros com cadeias moleculares de ligações cruzadas são denominados termofixos ou termorrígidos. Os termofixos se degradam quando submetidos ao calor, portanto não permitem o reprocessamento após endurecidos. Os elastômeros são polímeros de cadeia longa,apresentam baixo módulo de elasticidade e têm comportamento bem diferentedos demais materiais. Seu módulo de elasticidade aumenta com o aumento da temperatura e aceitam altos percentuais de deformação. As borrachas sintéticas e naturais são os exemplos mais representativo de elastômeros. Os materiais híbridos são uma combinação de dois ou mais materiais de forma a obter um novo material com propriedades superiores. Os materiais híbridos envolvem a combinação de metais com polímeros, metais com cerâmicos, cerâmicos com polímeros, polímeros com materiais naturais etc. Eles incluem fibras, compósitos, materiais reforçados com fibras de carbono, materiais laminados, estruturas em sanduíche, espumas, aramados etc.
26.3. O PDP e a Definição dos Processos de Fabricação O processo de desenvolvimento de um produto envolve uma série de disciplinas (áreas do conhecimento) para a sua concretização, sendo os materiais e os processos de fabricação uma dessas disciplinas. A escolha de materiais para um determinado produto, por exemplo, é tratada desde os estágios iniciais do projeto; primeiramente considera-se qual a família de materiais possíveis, mais à frente na progressão do projeto se escolhe a classe de material e os processos de fabricação a ela associados, para finalmente definir o membro da classe de material a ser usado e seu respectivo processo de fabricação. Verificamos, portanto, que as disciplinas “materiais” e os “processos de fabricação” acompanharam o PDP desde as fases iniciais, porém com graus diferentes de concretização e definição. A Figura 26.3 ilustra a progressão do projeto e a evolução das atividades de escolha de materiais e processos de fabricação. Inicialmente, na etapa de projeto preliminar, consideram-se todos os materiais possíveis para um determinado componente, levandose em conta a função do componente, os requisitos de desempenho e as restrições. Os requisitos podem definir a família de materiais, quando, por exemplo, se coloca a resistência à corrosão como atributo a ser apresentado pelo componente. As restrições
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
podem ser técnicas, produtivas e econômicas, como, por exemplo, a necessidade de aprovisionamento fácil do material junto ao mercado, o custo máximo do componente definido pelo cliente etc. Necessidades do Mercado Requisitos do projeto Atividade de Design - Especificar parâmetros do projeto - Definir estrutura de funções - Determinar princípios de solução - Escolha das famílias de materiais - Elaborar alternativas de solução - Definir a arquitetura do produto - Definir a ergonomia do produto - Escolhas das classes de materiais - Escolha preliminar dos processos
- Detalhar componentes - Especificar o material - Especificar tolerâncias - Planejar processos de fabricação - Planejar processos de montagem
Projeto Preliminar
Projeto Conceitual
Projeto Detalhado
Dados necessários sobre os materiais
Dados para todos os materiais, baixa precisão e detalhes
Dados para um subconjunto de materiais, mais precisão e detalhes
Dados para um material, com máxima precisão e detalhes
Especificação do produto Figura 26.3: Escolha de materiais ao longo do PDP. (adaptado de Ashby, M., 2008).
A seleção dos materiais e processos para fabricar um componente está diretamente relacionada com a forma geométrica final do componente. O processo de fabricação é influenciado pelas características do material, isto é, pela sua facilidade à conformação e à moldagem, assim como pela sua usinabilidade, soldabilidade etc. O processo de fabricação e o material determinam a forma geométrica, a precisão e o custo do componente. A forma geométrica de um componente é definida pela sua função. A complexidade da forma geométrica normalmente determina a gama de processos de fabricação possíveis para a produção da peça. A Figura 26.4 é uma proposta de classificação de forma geométrica considerando a complexidade da forma geométrica e a geometria srcinal da peça. Peças com semelhanças na forma geométrica são normalmente fabricadas pelos mesmos processos e, dependendo da precisão, pelas mesmas máquinas. 1
1
A tecnologia de grupo trata da questão de como organizar as peças em famílias para reduzir a variedade de formas geométricas no universo de peças de um produto e facilitar o seu processamento promovendo economias de escala pela similaridade entre os processos de fabricação utilizados.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Na Figura 26.4 pode-se verificar que peças com seção uniforme têm complexidade espacial = 0 (coluna 0 – seção uniforme). Isso significa que apresentam menor dificuldade de fabricação, sendo consideradas para efeito de fabricação como peças bidimensionais, uma vez que a terceira dimensão é constante. Existem processos de fabricação adequados para produzir um sólido geométrico no formato de uma barra com seção retangular constante. Por outro lado, ao modificar a forma geométrica de uma peça da forma R1 para R2 aumenta-se a complexidade geométrica da mesma, aumentando, por consequência, as dificuldades tecnológicas para a obtenção do componente.
Figura 26.4: Complexidade espacial de componentes fabricados.
26.4. Parâmetros para Escolha do Processo de Fabricação Os processos de fabricação são escolhidos com base em critérios tecnológicos e de produção. Os principais parâmetros tecnológicos são os seguintes: • Material da peça: o material da peça, muitas vezes, determina o processo de fabricação, uma vez que existem processos especialmente desenvolvidos para certos materiais. • Forma geométrica: a forma geométrica final do componente é uma restrição forte para determinar o processo de fabricação. A Figura 26.4 é utilizada para indicar as formas geométricas possíveis de serem obtidas por cada processo de fabricação.
Capítulo 26
•
• •
•
•
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
Seção mínima ou máxima: a espessura da parede de uma peça muitas vezes é o parâmetro determinante para a escolha do processo de fabricação. Em alguns casos, espessuras muito finas não são possíveis; em outros, espessuras muito grandes inviabilizam o processo. Peso: o peso de uma peça define quais osprocessos de fabricação viáveis. Peças muito pesadas apresentam restrições para certos processos de fundição e moldagem. Tolerância de fabricação: a tolerância de fabricação serve como critério fino de seleção do processo. Muitas vezes, o peso e a seção mínima da peça definem certo número de processos possíveis; a tolerância vai permitir escolher entre eles aquele que atende aos requisitos do projeto. A tolerância de fabricação pode exigir que uma peça obtida por conformação passe, por exemplo, por um processo subsequente para que a tolerância especificada seja alcançada. Rugosidade: a rugosidade reflete o acabamento superficial de uma peça. Peças com tolerâncias apertadas têm rugosidade baixa, mas muitas vezes os requisitos de rugosidade da peça são muito altos, exigindo processos de acabamento suplementares para conferir à peça melhor qualidade. Outros parâmetros técnicos: são parâmetros específicos a certos processos de fabricação, como porosidade na fundição ou número de passes na soldagem.
Atualmente, muitos desses parâmetros tecnológicos estão incorporados aos softwares de projeto disponíveis no mercado. Ossoftwares de alto desempenho incorporam o conhecimento relativo aos processos de fabricação, sendo possível simular o processo de obtenção da peça ainda na fase de projeto. Esse tópico foi discutido no Capítulo21 sobre representação gráfica do projeto. Os principais parâmetros de produção são: • Custos de equipamento e ferramental utilizados no processo de fabricação. Esses custos variam muito entre os processos de fabricação, assim como ao longo do tempo. Por exemplo, a prototipagem rápida, que já foi muito cara no passado, vem apresentando custos decrescentes de equipamento e ferramental ao longo dos últimos anos. • Custo da mão de obra: cada processo exige qualificações diferentes da parte do operador. Processos convencionais demandam habilidades manuais do trabalhador no exercício da tarefa, assim como habilidades intelectuais no planejamento da realização da mesma, enquanto processos automatizados exigem capacitação do operador para modificar programas de computador, assim como habilidades intelectuais para visualização e planejamento da sequência de fabricação de uma peça. • Tempo de preparação: o tempo de preparação (set-up) representa o tempo necessário para viabilizar os meios de produção para a realização da fabricação de um determinado componente. O processo de fabricação escolhido deve ser capaz de atender aos prazos de entrega definidos pelo setor de controle da produção. Por exemplo, certos processos de fabricação que implicam o uso de moldes me-
Projeto do Produto
ELSEVIER
tálicos exigem tempos de preparação relativamente longos para poder fabricar o ferramental de moldagem necessário. A Figura 26.5 mostra o número de etapas necessárias para fabricar uma biela por conformação a quente e o estampo correspondente. A fabricação do estampo ilustrado na figura demanda um certo tempo para a sua fundição, usinagem, tratamento térmico e acabamento.
Figura 26.5: Sequência de forjamento de uma biela.
•
Quantidade mínima produzida: o custo de fabricação é a soma dos custos de matéria-prima, do equipamento e do ferramental utilizado, compreendendo as matrizes, os moldes, os modelos, os gabaritos etc. Portanto, o lote de fabricação deve ser capaz de amortizar os investimentos feitos no ferramental, uma vez que se trata de dispositivos feitos exclusivamente para a peça a ser produzida.
•
Taxa de produção: a taxa de produção indica a capacidade produtiva do processo. Determinados processos de fabricação são mais eficazes que outros, dependendo do tempo necessário ao processamento e do tempo envolvido com operações não produtivas, tais como esfriamento do molde, tempo de polimerização, ajuste da máquina, troca de ferramentas etc.
26.5. Descrição Resumida dos Processos de Fabricação Processos de Fundição Os processos de fundição podem ser classificados, em um primeiro nível, em molde permanente ou molde descartável. O molde descartável é feito de uma mistura de areia de fundição com um aglomerante e é destruído para a extração da peça. As fundições recuperam essa areia para a confecção de novos moldes, exceto os processos que envolvem resina fenólica como aglomerante, para os quais a areia não pode ser reutilizada. O molde permanente é utilizado para a fundição de metais não ferrosos. O molde é feito em aço refratário e o metal pode ser pressionado para o preenchimento do molde ou ser vazado por gravidade. Os moldes podem ser centrifugados no momento da fusão, sejam eles descartáveis ou permanentes. A centrifugação é utilizada para melhorar as propriedades do fundido, aumentando a sua densidade e garantindo o preenchimento completo do molde. O esquema da Figura 26.6 apresenta os principais processos de fundição.
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
Figura 26.6: Esquema geral dos processos de fundição (Naveir, R).
Os processos de fundição apresentam uma série de características tecnológicas e produtivas. Dentre os fatores tecnológicos importantes na seleção de um processo de fundição estão o peso, o material, o acabamento e os detalhes na forma geométrica da peça, assim como as formas geométricas que podem ou não ser obtidas pelo processo. Dentre os fatores de produção pode-se destacar a quantidade mínima produzida (lote econômico), o tempo de preparação e a taxa de produção. Normalmente, os processos de fundição são intensivos em mão de obra, exigindo pessoal qualificado em várias de suas etapas. Conforme pode ser observado na Tabela 26.1, há processos de fundição que exigem menos habilidade e conhecimento do operador, tais como o processo de molde permanente e molde em coquilha, uma vez que são processos em que a função do operador está restrita a vazar e retirar o material do molde. Por outro lado, esses processos têm maior taxa de produção, exigem maior tempo de preparação e somente se justificam economicamente para encomendas de um grande número de peças. As ligas metálicas ferrosas estão restritas a processos em moldes de areia, moldes cerâmicos e fundição de precisão. Peças fundidas com bom acabamento (A ou B) são obtidas em processos de fundição em molde cerâmico, precisão e coquilha, portanto, processos destinados a peças de massa até 100 kg. A fundição de peças pequenas e de bom acabamento é possível, desde que se use o processo de fundição de precisão. A fundição de precisão, por utilizar modelos em cera, permite a obtenção de peças com geometria complexa, uma vez que não há restrições para a retirada do modelo do molde.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 26.1: Quadro geral das características dos processos de fundição Características
Molde em Areia
Molde em Casca
Todas
Todas
Molde Cerâmico
Fundição de Precisão
ZneCu
Todas
Molde Permanente
Fundição em Coquilha
Al, Cu, Mg, Zn e Latão
Al, Cu, Mg, Zn e Latão
Peça
Material Acabamento
D
C
Massa(kg)
0,1-250.000
Seçãmo ínimam,m
3-6
A
0,1-100
A
0,1-100
2-4
B
0,01-10
1
A- B
0,1-60
0,75
2-4
0,1-30 0,5-1–,5
Produção
Cusedtqouipamento
C-E
Custo do ferramental (modelo e molde) Cusdm toaãdooebra
C-E A- C
Tempo de setup Taxa de produção (peças/ hora.molde) Quantidade mínima (valores de referência)
C
C-E B -C
A- B
C-E C-E
A- B
B B-C
A-B
A B
C
A C-D
Horas/Dias
Semanas
Dias
Semanas
Semanas
Semanas-Meses
1-20
5-50
1-10
1-1000
5-50
20-200
~1-100
~100
~10
~10-1000
~1000
~10.000
Nota: A letra A indica o melhor para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o maior (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo). A letra E indica o pior para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o menor (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo).
O processo de metalurgia do pó muito utilizado para obter peças near-net-shape é um processo que envolve a conformação de um pó sólido denominado peça verde que, aquecida a certa temperatura, tem as suas partículas soldadas umas às outras por fusão na superfície dos grãos. As peças aquecidas podem também ser sujeitas a um forjamento para diminuir a porosidade e melhorar o acabamento.
Processos de Deformação Os processos de conformação por deformação plástica são feitos a quente ou a frio, dependendo da temperatura a que o material é submetido ao processo. A temperatura do material nos processos de deformação a quente é alta (em torno de 0,6 T fusão), o que provoca redução da resistência do material e recristalização, resultando em esforços menores de deformação. Podemos destacar a laminação, a trefilação, a extrusão e o forjamento como os principais processos desse grupo. Os principais produtos obtidos pelos três primeiros processos citados são chapas, perfis, fios, barras, trilhos etc., normalmente produtos de seção reta constante que servem como matéria-prima para processamento subsequente. O forjamento produz peças semiacabadas com poucas restrições de forma geométrica, sendo muito utilizado para peças de maior resistência e peças com responsabilidade estrutural.
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
Os processos de deformação a frio são feitos à temperatura ambiente, envolvem pouca quantidade de deformação e, muitas vezes, a deformação está restrita a uma determinada parte da peça. Os principais processos são: corte, dobramento, embutimento (repuxo) e repuxamento. O processo de corte aqui citado se refere ao corte de chapas ou barras por esforços de cisalhamento seguido de ruptura. Para chapas ou barras de metal de grande espessura utiliza-se o corte a maçarico oxiacetilênico ou corte por plasma. A Tabela 26.2 mostra algumas características desses processos que têm influência na sua seleção para a fabricação de um determinado componente. Tabela 26.2: Quadro geral das características dos processos de deformação Características
Corte
Dobramento
Embutimento
Repuxamento
Peça
Materiais
Todos
Todos
Todos
Todos
Formageométrica
F0-F2,T7
R3;B3;S0; S3; S7; SS; T3; F3 – F6
T4; F4 – F7
T1; T2; T4; T6; F4; F5
Espessura máxima, mm
10
100
5
25
Produção
Custo do equipamento
B D –
C E –
A C –
B D –
Custo do ferramental
E C –
B E –
A B –
B D –
Custo da mão de obra
E–C
EB –
Tempo de setup
Dias
Taxa de produção (peças/hora)
10 2 – 105
Quantidademínima
10
2
– 104
E–C Horas–Dias
C B – Semanas–Meses
Dias
10 – 104
10 – 104
10 – 102
1 – 104
103 – 105
1 – 102
Nota: A letra A indica o melhor para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o maior (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo). A letra E indica o pior para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o menor (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo).
Conforme pode ser observado na Tabela 26.2, processos de corte e embutimento têm lote econômico grande, isto é, é necessário um número considerável de peças para justificar os investimentos realizados na confecção das ferramentas. São processos utilizados para peças de pequena espessura e com alta taxa de produção. Peças fabricadas por corte e deformação a partir de chapas metálicas apresentam menor custo em função das altas taxas de produção. Outra característica dos processos de deformação a frio é que eles alteram as propriedades mecânicas do material, conferindo ao mesmo maior dureza e reduzindo a sua ductilidade. A Figura 26.7 mostra a mudança do aspecto do diagrama tensão × deformação de um determinado material em função do percentual de deformação a frio já acumulada. A deformação provoca o encruamento do material, isto é, a assimilação pelo material das tensões impostas pelo processo de fabricação.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Limite de resistência a tração
Limite de resistência a tração 50 40 30 20 10 Trabalho a frio prévio, % (encruamento do material)
0
1
Elongação
Figura 26.7: Influência do encruamento no diagrama tensão × deformação.
Processos de Usinagem Os processos de usinagem podem se dividir em dois grandes grupos: processos com formação de cavaco e processos sem formação de cavaco. O cavaco é o material que vai sendo continuamente retirado da peça pela ferramenta de corte; em certos processos, o cavaco é visível, enquanto em outros ele não é visível ou perceptível claramente. Os processos de usinagem mais comuns são o torneamento, a furação, o fresamento e a retificação. São processos utilizados para obter formas geométricas regulares ou irregulares através do corte do material em passes sucessivos. O torneamento é o processo mais utilizado para obtenção de superfícies de revolução, enquanto o fresamento é usado para obtenção de superfícies planas segundo os três eixos ortogonais. A furação é específica para obtenção de furos em peças, enquanto a retificação é um processo de acabamento para a melhoria da rugosidade das superfícies usinadas. As máquinas-ferramentas convencionais são o torno, a fresadora, a furadeira e a retificadora. A Figura 26.8 mostra algumas das possíveis formas geométricas obtidas por um processo de torneamento convencional. As máquinas-ferramentas por controle numérico ampliaram a gama de geometrias de peças usinadas, permitindo trajetórias não regulares cujo perfil é alcançado pela execução de um programa que informa a máquina qual a trajetória que a ferramenta deve fazer.
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
Figura 26.8: Formas geométricas obtidas por um processo de torneamento convencional.
A Tabela 26.3 apresenta as principais características dos processos de usinagem considerando os processos convencionais. As restrições de forma geométrica apresentadas na tabela são válidas apenas para os processos convencionais de usinagem. Conforme pode ser verificado, o lote mínimo de usinagem de peças em processos convencionais é unitário, uma vez que as máquinas convencionais têm flexibilidade para realizar uma gama muito grande de serviços. Pode-severificar também que o fresamento éo processo mais caro dentre os processos de usinagem; a maior complexidade da fresadora exige mão de obra mais qualificada, assim como o custo de ferramentas de usinagem util izadas nas fresadoras (fresas) é mais alto. Tabela 26.3: Quadro geral das características dos processos de usinagem Características
Torneamento
Furação
Fresamento
Retificação
Peça Material
Todos
Preferenciais
Formas
R0;R1;R2;R7; T0; T1;T2; Sp; U1; U2; U3; U4
Seção mínima, mm Configuração da superfície
<1diâmetro
Todos
Todos
Usinagem livre
Usinagem livre
T0, T6
B; S; SS; F0 F1; F2; F3; F4 F6; F7; U7
0,1(diâmetrodofuro)
Simetria axial
Cilíndrica
Duros
Como torneado ou fresado
<1
<0,5
Tridimensional
Como torneado ou fresado
Produção Custo deequipamento Custo de ferramental Custo de trabalho Tempo de setup Taxas(peças/hora) Quantidade mínima
B– D D E –
D E – D E –
C–A
A C – A D –
D–B
D– C
E–C
1–50
B–A C–A 10–500
1
A C – E D – E–A D–B 1–50
11
1–1000 1
Nota: A letra A indica o melhor para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o maior (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo). A letra E indica o pior para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o menor (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo).
Projeto do Produto
ELSEVIER
A classificação de máquinas-ferramentas que agrupa as máquinas por tipo de superfície usinada não se aplica às máquinas-ferramentas por controle numérico; elas podem executar operações de torneamento, furação e fresamento, sem necessidade de reconfiguração da máquina. Tais máquinas são chamadas de centros de usinagem, e possuem vários eixos controlados numericamente, que permitem uma gama de composição de movimentos muito grande, integrando numa mesma máquina as operações feitas em torno, fresadora e furadeira.
Processos de Soldagem Os processos de soldagem são um caso particular dos processos de união permanente entre duas peças. A classificação a seguir apresenta os diversos processos de união: • união mecânica: rebite, grampo, virola; • estado sólido: fricção, rolamento, costura, ultrassom, por ponto; • estado líquido-sólido: brasagem; • estado líquido (fusão): solda a resistência, arco elétrico, oxiacetilênica. A união térmica entre dois metais pode ser permanente ou desfeita, se necessário. O segundo caso chama-se brasagem, processo no qual o metal de união tem ponto de fusão abaixo dos dois metais a serem unidos, não ocorrendo alterações metalúrgicas nos metais unidos. A união permanente entre dois metais é realizada através dos processos de soldagem em estado sólido ou líquido. Os processos de soldagem em estado sólido são a solda por pontos, a solda por costura, a solda por fricção e a solda por ultrassom. Nesses processos, lâminas sobrepostas de metal são submetidas a pressão, simultaneamente, à passagem de uma corrente elétrica (ou alta frequência no caso do ultrassom). O calor gerado pela passagem de corrente, auxiliado pela compressão, provoca a difusão metálica e a soldagem dos materiais. O processo de solda por pontos, por exemplo, é muito utilizado na indústria automobilística. Os processos de soldagem em estado líquido são aqueles em que o metal de união (metal de adição) tem composição química muito semelhante à do material das peças a serem unidas e ocorre uma zona onde há fusão dos dois materiais: o de adição e o metalbase, formando o cordão de solda. Os principais processos de soldagem elétrica são: • eletrodo revestido • MIG • TIG Revestimento Maçarico Alma
Metal de Adição
Cone inteiro
Eletrodo Revestido
Escória
Chama
Arco Solda
Metal de Adição
Solda
Metal de Base
Metal de Base Poça de Fusão
Figura 26.9: Soldagem por eletrodo revestido e soldagem oxiacetilênica.
Poça de Fusão
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
Os processos de soldagem elétrica envolvem sempre o metal de adição associado a um mecanismo de proteção do cordão de solda contra a contaminação atmosférica. No caso dos processos TIG e MIG, a proteção é feita por um gás inerte que envolve a zona termicamente afetada, enquanto no processo por eletrodo revestido um revestimento mineral funde-se ao metal, formando uma escória protetora na superfície do cordão soldado. A fonte térmica dos processos de soldagem oxiacetilênica é uma chama de maçarico obtida da combustão de uma mistura de oxigênio e acetileno. A chama é orientada a fundir uma vareta de metal de adição associada a um fluxo protetor, provocando a fusão do material sobre o metal-base. A Tabela 26.4 apresenta os principais parâmetros dos processos de soldagem. Os materiais preferenciais para cada processo, a espessura mínima do material, os tipos de corrente elétrica indicados e os principais fatores que interferem no custo do processo são indicados qualitativa e quantitativamente. Tabela 26.4: Quadro geral dos processos de soldagem. Características
TIG
MIG
Eletrodo revestido
Oxiacetilênica
Peça
Material
Todos exceto Zn
Todos os aços
Todos exceto Zn
Preferenciais Espessura mínima, mm
TodosexcetoZn 0,2
AçosdeBaixoC 1,5
Aços 3
Em único passe, máx.
5
6–3
Múltiplos passes, máx.
>6
Distorção
C –B
Necessidadegabaritos
C–A
10 >25
>20
A-B
D– B
Mínima
Não
Ferrofundido,aço 0,6
8-10 >15
Variável
Retirada da escória
Todos, exceto metais refratários
Mínima
Sim
Mínimo
Sim
Não
Corrente
Tipo
DC, AC para Al
Voltagem
DC
60 150 –
Amperagem
AC ou DC
40 70 –
100 150 –
-
40 70 –
30 800 –
-
30 800 –
-
Produção
Custo do equipamento Custo da mão de obra
B C – C–A
Custo do acabamento Taxa de soldagem, m/min Operação
B D – D–A
E–B
C-D A
C–A
0,2 – 1,5 Todas
D E – A
A-B 0,02 – 1,5 Todas
A 1-6 kg/hr Manual
(0,3 – 0,6 Kg/h) Manual
Nota: A letra A indica o melhor para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o maior (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo). A letra E indica o pior para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o menor (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo)
Projeto do Produto
ELSEVIER
Processamento de Polímeros Os processos de conformação de polímeros são análogos aos processos de conformação de metais. Os principais processos são: fundição, extrusão, injeção, sopro e termoformagem. Quando aquecidos, os termoplásticos tornam-se viscosos (consistência semelhante à do mel) e comportam-se como líquidos quando submetidos à pressão dentro de uma matriz. Os processos de fundição são muito utilizados para o náilon, o acrílico, o epóxi, o poliéster e o poliuretano. O processo é basicamente composto da deposição de uma blenda misturada com catalisador dentro de um molde, que pode ser centrifugado para melhorar o preenchimento. Os processos de extrusão são do tipo contínuo, no qual o material é obrigado a fluir através de uma matriz. São muito utilizados para a fabricação de barras, fios, tubos, chapas e filmes. O equipamento utilizado é uma extrusora, na qual polímeros pelotizados são aquecidos por bobinas elétricas e impulsionados a preencher a matriz através de um parafuso central que movimenta a mistura. A Figura 26.10 mostra o esquema de uma matriz de extrusão. banda de aquecimento
cabeça ou corpo da matriz
EXEMPLOS PERFIS
pressão
polímero plastificado
extrusado (produto) orifício
Figura 26.10: Matrizes para extrusão de barras.
Os processos de injeção são descontínuos e consistem no preenchimento de um molde (ou matriz) com o material polimérico fundido, podendo produzir peças sólidas ou ocas, tais como baldes, parachoques, caixas, tampas etc. O equipamento utilizado é uma injetora, cujo processo consiste em aquecer eletricamente a matéria-prima para, em seguida, impulsioná-la para dentro de uma matriz (ou molde). A Figura 26.11 mostra o desenho esquemático de uma injetora montada com uma matriz de injeção.
Figura 26.11: Injetora com uma matriz de injeção na posição aberta.
Capítulo 26
| Seleção de Materiais e Processos de Fabricação
A termoformagem consiste na moldagem de peças por conformação de chapas ou filmes, sendo muito utilizada para a moldagem de embalagens, copos e pratos descartáveis, potes de iogurte, margarina etc. O esquema mostrado na Figura 26.12 ilustra o processo, que consiste em produzir um vácuo dentro da matriz, obrigando o filme ou chapa aquecido a adquirir a forma dela. resistências ligadas
vácuo
Figura 26.12: Desenho esquemático do processo de termoformagem.
A Tabela 26.5 sintetiza as principais características dos processos de moldagem de polímeros. Tabela 26.5: Quadro geral dos processos de moldagem de polímeros Moldagem Características
Fundição
Extrusão
Injeção
Termoformação
Peça
Material
Todos
Todos
Preferenciais Formas Seção mínima, mm
Termoplásticos
Termoplásticos Todas
Todas,Grupo0
(0,2) 0,4
Todas
0,4
T4;F4;F7eS5
0,4
1
Produção
Custodoequipamento
D–E
A–B
A–C
B–D
Custo do ferramental
B E –
A C –
A C –
B C –
Custo do trabalho Tempo de setup Quantidade mínima
C–A
ED – Dias 1
ED – Semanas
E–B Semanas
Dias–Semanas
1000
10 1000 –
Nota: A letra A indica o melhor para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o maior (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo). A letra E indica o pior para parâmetros qualitativos (acabamento) ou o menor (para parâmetros quantitativos, como, p. ex., o custo).
Este capítulo apresentou uma série de materiais e processos de fabricação disponíveis atualmente. Ao projetista de produtos cabe definir os materiais utilizados, bem como os processos adotados para a produção do item concebido. Muitas vezes, entretanto, o projetista tem pouco contato com a área de produção e poucos conhecimentos sobre os
Projeto do Produto
ELSEVIER
processos disponíveis na empresa. Esse fato faz com que surjam muitos problemas de incompatibilidade entre as características definidas em projeto e as limitações técnicas existentes para a produção. Pior do que isso são inconsistências entre o projeto e aplicações do produto em situação real como, por exemplo, a utilização de materiais sujeitos à corrosão em produtos sujeitos a intempéries ou a condições severas de uso. Um desses casos é o de carcaças de condicionadores de ar produzidas em aço e utilizadas em regiões litorâneas, o que reduz em muito o tempo de vida útil do produto devido à deterioração do material. Embora muitas empresas utilizem equipes multifuncionais para o desenvolvimento de produtos, com profissionais especializados em processos de fabricação, ainda assim é fundamental ao projetista conhecimentos básicos sobre o assunto, de maneira a definir de forma coerente os materiais e processos adotados e aproveitar de forma consciente as possibilidades oferecidas pelos diversos tipos de tecnologia existentes.
Referências Schey, J. Introduction to Manufacturing Processes, McGraw Hill, New York, 2000. Ashby M., Materials Selection in Mechanical Design, Elsevier, Oxford, 2008. Mano, E., Polimeros como materiais de engenharia, Editora Blucher, São Paulo, 2003. Lima, M.A., Introdução aos materiais e processos para designers, Ciência Moderna, Rio de Janeiro, 2006. Lesko, J., Design Industrial: materiais e processos de fabricação,Editora Blucher, São Paulo, 2004.
Preparação para a Produção Cristiano Vasconcellos Ferreira A etapa de preparação da produção tem como objetivo prover os recursos (máquinas, equipamentos, ferramental, capacidade de processo, recursos humanos) e criar condições para produzir o produto desenvolvido. Ao final dessa etapa, a empresa deve estar apta a produzir um produto conforme especificado/homologado na fase de projeto detalhado, de acordo com a demanda de mercado e atendendo às necessidades dos (clientes, fornecedores, acionistas) longo do ciclo deplanejamento, vida do produto.envolvidos De forma resumida, a preparação da produçãoaoenvolve definição, aquisição e instalação de máquinas, planejamento da produção-piloto, produção de lotes-piloto, homologação do processo, otimização e desenvolvimento do processo de manufatura. A preparação da produção deve ocorrer de forma integrada ao processo de desenvolvimento do produto, pois impacta nos recursos financeiros necessários para produzilo, nos riscos associados a eventuais mudanças de projeto, no envolvimento de fornecimentos, no tempo de lançamento de produto, na possibilidade de redução de custos e nas oportunidades de otimização do produto. Dessa forma, a preparação da produção deve considerar os cenários possíveis em termos de infraestrutura disponível, tipos de processos de manufatura e envolvimento de fornecedores. A preparação da produção deve três cenários: • considerar, Cenário 1.basicamente, Produção realizada em uma nova instalação, com novos equipamentos. • Cenário 2. Produção realizada em instalações existentes com novos equipamentos. • Cenário 3. Produção realizada em instalações e equipamentos existentes. Outro aspecto a ser considerado nessa etapa envolve o tipo de processo de manufatura a ser adotado na produção do produto. De acordo com Slack et al. (2002), os processos de manufatura podem ser classificados, em ordem de volume crescente e
Projeto do Produto
ELSEVIER
variedade decrescente, conforme descrito na Tabela 27.1 e mostrado na matriz produto/ processo (Figura 27.1). Tabela 27.1. Tipos de processo produtivo – características e aplicações Tipo d e P rocesso Características do s P rocessos P rodutivos
Exemplos d e Ap licação
Projeto
Construção de navios, construção de túneis, desenvolvimento de sistemas de perfuração de petróleo.
Jogging
Lotes
Massa
Contínuos
O produto é discreto e usualmente customizado, apresenta baixo volume e alta variedade. As atividades envolvidas na produção do produto podem ser de difícil definição, apresentar incertezas e às vezes ser modificadas. Os produtos apresentam variedade muito alta e baixos volumes. Enquanto no projeto os recursos para manufaturar o produto são mais ou menos exclusivos, no jogging os recursos são compartilhados. Semelhante ao jogging, mas, cada vez que um produto é produzido em lote, várias unidades dele são entregues. O processo em lote pode ser baseado em uma gama mais ampla de níveis de volume e variedades que outros tipos de processo. Processo de produção de grande volume, mas com variedade pequena. As atividades são repetitivas e amplamente previsíveis. Operam com volume maior que o processo de produção em massa e que possui variedade muito baixa.
Desenvolvimento de ferramentais (moldes e matrizes).
Manufatura de máquinas-ferramentas, a maior parte dos componentes de conjuntos a serem empregados em produtos montados em massa, como os automóveis. Produção em automóveis.
Refinarias, produção de papéis, siderurgia.
Essa classificação, entretanto, vem sofrendo progressivas alterações e não é estanque. Diferentes indústrias, com produtos semelhantes, podem ter processos de produção distintos em função das características do mercado e/ou possibilidades da empresa. Um grande fabricante de móveis pode ter um sistema próximo a uma linha de produção em massa, enquanto uma pequena empresa que atenda ao mercado local trabalha por pequenos lotes ou mesmo sob encomenda. Da mesma forma, as novas possibilidades apresentadas por sistemas flexíveis de produção trazem condições que vão além da produção em massa clássica, com a criação de produtos diversificados que atendam a nichos bastante específicos do mercado consumidor a preços competitivos. Exemplo dessa situação está na indústria automotiva, que desenvolve veículos de características distintas a partir da mesma base mecânica. Essa solução de projeto do produto traz muitos benefícios, pois reduz os custos de desenvolvimento e fabricação, ao mesmo tempo que oferece ao consumidor opções com características estéticas e de uso absolutamente distintas. Exemplos dessa situação são os automóveis GM Corsa e Meriva, que utilizam a mesma base de engenharia. Essa é a solução utilizada também nos modelos Fiesta e Ecoesport, da Ford. Deve-se chamar
Capítulo 27
| Preparação para a Produção
a atenção para o fato de que tanto o Meriva como o Ecoesport foram em grande parte desenvolvidos no Brasil. Sendo assim, embora possamos muitas vezes associar o produto ao tipo de processo produtivo (um túnel será sempre construído por projeto, da mesma forma que uma refinaria será sempre uma planta de produção contínua), essa situação vem sofrendo mudanças, que trazem novas responsabilidades aos projetistas do produto, que são em última análise responsáveis pela definição dos meios de produção. Para que a produção ocorra em tempo hábil e da forma desejada, será necessário um estrito planejamento, que deve ser iniciado já na fase do projeto do produto. Por Encomenda
Ciclo de Vida do Produto Commedity
Preço
Confiabilidade/prazo entrega
Volume Baixo
Volume Modesto
Volume Médio
Volume Alto
Ferramenteira Manutenção
NENHUM
Moveleira Autopeças
LINHA
Papel Químicos Alimentos
NENHUM
Média
Fluxo Irregular
LOTE
PCs Automóveis Siderurgia
Alta
OFICINA
Ba i x a
CONTÍNUA
Fluxo Regular
Muitobaixa
Flexibilidade Introdução de Novos Produtos Figura 27.1: Matriz produto/processo (Slack et al., 2002).
O planejamento da produção deve conciliar aspectos como os suprimentos existentes, os recursos disponíveis e a demanda em termos de qualidade (entregar o que foi especificado), tempo (entregar no momento certo), custo (entregar com o melhor valor). Como o objetivo deste trabalho não é focar na preparação da produção, de forma sintética as atividades de planejamento e controle da produção envolvem (Slack et al., 2002):
Projeto do Produto
•
• • •
ELSEVIER
carregamento, para determinar a disponibilidade dos recursos (alocação do trabalho). Deve ser considerado o tempo necessário para setup da máquina, manutenção, troca de ferramental etc.; sequenciamento, visando à definição da ordem das tarefas a serem executadas; programação, que deve ser baseada no sequenciamento das atividades e ter um cronograma elaborado, indicando o tempo de início e conclusão de cada atividade; monitoramento e controle, para assegurar que as atividades programadas estão ocorrendo conforme especificado.
Com base nesse planejamento, ocorre a produção do lote-piloto. Peças produzidas, conjunto e produtos necessitam ser analisados para verificar se estão de acordo com o que foi projetado pela engenharia. Em se tratando do desenvolvimento de automóveis e aeronaves, os fabricantes, sejam de montadores ou fornecedores, devem emitir um relatório comprovando a qualidade da peça, a capacidade de produção e a estabilidade do processo produtivo. É importante salientar que, em se tratando de fornecedores, muitos deles subcontratam outras empresas e devem, assim, assegurar a qualidade do produto recebido. Esse processo é todo normalizado por procedimentos da ISO e/ou QS. Na APQP (Advanced Product Quality Planning, ou Planejamento Avançado da Qualidade do Produto, muito utilizado na indústria automobilística), no que se refere à validação do produto e processo, são descritos os procedimentos para realizar o teste de produção, planejar e controlar a produção, estudar preliminarmente o processo, e testar e validar a produção. E também procedimentos para avaliar os resultados e determinar ações corretivas nos subcontratados, factabilidade da equipe e garantia de submissão de peças. Portanto, nessa fase é realizado o teste de certificação do processo produtivo que busca avaliar os veículos construídos conforme o processo final de manufatura. É avaliado o produto final produzido em relação ao produto projetado. O objetivo é homologar o produto em processo, ou seja, assegurar que os produtos produzidos estão de acordo com as exigências legais, requisitos dos clientes e especificações de engenharia. A otimização da produção também está contemplada nessa etapa e busca melhorar o desempenho das operações, visando à redução de custo e tempos de produção.
27.1. Produção Enxuta Como citado, os processos de produção vêm sofrendo grandes mudanças nos últimos anos. A produção em massa, surgida a partir da experiência de Henry Ford com a linha de montagem, no início do século passado, não atende às necessidades de segmentação de mercado e flexibilidade da produção exigida pelos consumidores. Dentre as novas formas de abordagem para os processos de produção, destaque especial deve ser dado à chamada produção enxuta (Lean Manufacturing). A produção enxuta pode ser entendida resumidamente como uma filosofia de gestão focada na redução de sete tipos
Capítulo 27
| Preparação para a Produção
de desperdícios. A ideia principal é que, reduzindo ou eliminando esses desperdícios, a qualidade melhora, enquanto o tempo e o custo de produção diminuem. Essa abordagem teve srcem no sistema Toyota de produção, que analisa o processo de produção a partir da perspectiva do cliente, buscando analisar o que os clientes internos (como os operários) e externos (como os consumidores) desejam dos processos. Dessa forma, torna-se possível identificar e separar as atividades dos processos que agregam valor ao produto das que não agregam. Por exemplo, no processo de montagem manual de uma linha de chassis de caminhões (Liker, 2005), o operador executa algumas atividades, como se deslocar pela fábrica para pegar uma ferramenta. Esse é o tipo de atividade que não agrega valor ao produto final, mas é necessário. O objetivo é minimizar o tempo gasto em operações que não agregam valor, posicionando as ferramentas e o material o mais próximo possível da linha de montagem. Nesse sentido, a Toyota identificou sete grandes tipos de perdas sem agregação de valor em processos administrativos ou de produção (sete tipos de desperdícios), os quais são descritos a seguir: 1. superprodução: produção de itens para os quais não há demanda; 2. espera (tempo sem trabalho): recursos que ficam esperando a realização de determinadas atividades, atrasos no processamento, interrupção do funcionamento de equipamentos e gargalos de capacidade; 3. transporte ou movimentação desnecessários: movimento de estoque em processo
4.
5.
6.
7.
por longas distâncias, criação de transporte ineficiente ou movimentação de materiais, peças ou produtos acabados para dentro ou para fora do estoque ou entre processos; superprocessamento ou processamento incorreto: passos/atividades desnecessários para processar as peças. Processamento ineficiente devido a uma ferramenta ou ao projeto de qualidade do produto, causando movimento desnecessário e produzindo defeitos. São geradas perdas quando se oferecem produtos com qualidade superior à que é necessária; excesso de estoque: excesso de matéria-prima, de estoque em processo ou produtos acabados, causando lead time mais longos, obsolescência, produtos danificados, custo de transporte e de armazenagem e atrasos; movimento desnecessário: relativo à movimentação inútil que os funcionários devem fazer durante o trabalho, como procurar objetos, empilhar peças, selecionar ferramentas, entre outros; defeitos: produção de peças defeituosas ou que necessitem de correção. As atividades de retrabalho, correção, substituição, inspecionar significam perdas de manuseio, tempo e esforço.
Esses princípios podem ser aplicados nas diversas fases e etapas relacionadas ao processo de desenvolvimento de produtos. A grande vantagem da Toyota nesse caso foi uma estratégia de desenvolvimento de produtos que conseguia incorporar a considera-
Projeto do Produto
ELSEVIER
ção desses fatores já na etapa de projeto do produto. Dessa forma, muitas das fontes de desperdício poderiam ser controladas ou mesmo eliminadas, a partir de alterações no projeto do produto que reduziam a necessidade de, por exemplo, utilização de múltiplas ferramentas, o que reduzia o tempo para a preparação de máquinas ou o treinamento de operários. Outros detalhes definidos em projeto, como ajuste de tolerâncias do produto às possibilidades da produção, são também fatores que contribuem para a redução do índice de defeitos. Naturalmente, os princípios da produção enxuta são bem mais complexos do que foi aqui apresentado. Mas a importância desses princípios para o projeto do produto está principalmente na relevância dada à integração entre as equipes de projeto do produto e de planejamento da produção. Esse é um dos princípios da engenharia simultânea, tratada no Capítulo 5.
27.2. Manufatura Digital Outra importante ferramenta que vem sendo desenvolvida é a manufatura digital (Digital Manufacturing ou Manufacturing Process Management), que pode ser entendida como sendo um conjunto de tecnologias que integram diversas informações em um ambiente virtual, possibilitando simulação, análise e tomada de decisão sobre processos produtivos/fabris. A manufatura digital integra o projeto do produto, o planejamento da produção, simulações de processos de montagem, simulação da fábrica de todos os segmentos de manufatura, permitindo auxiliar a validação completa dos processos de manufatura através do mock-up digital. Segundo Rowe (2006), a visualização em três dimensões (3D), a realidade virtual e as ferramentas colaborativas do PLM (Product Lifecycle Management) começam a trazer benefícios aos processos de manufatura. Assim como para as ferramentas empregadas no projeto do produto, os instrumentos de visualização da produção estão reduzindo o ciclo de desenvolvimento do produto, reduzindo custos de processos de produção e aumentando a eficiência das plantas produtivas. Essas ferramentas orientadas ao processo são usadas para simular desde leiautes de chão de fábrica até operações em máquina e interações do homem com as máquinas. A seguir são apresentados alguns recursos da manufatura digital. •
• •
Simulação da sequência de montagem e linha de montagem: destinada a otimizar tanto
a engenharia de processo quanto o processo de fabricação e montagem, permitindo ao usuário simular e validar o planejamento do processo de fabricação quando for necessário. Análise de interferências: permite analisar a interferência entre componentes e ferramentas, possibilitando ao usuário simular a trajetória de ferramentas. Análise de processos com manequins humanos: é uma ferramenta de modelagem usada para criar, validar e simular avançados manequins humanos definidos digital-
Capítulo 27
•
| Preparação para a Produção
mente pelo usuário, criando “trabalhadores” no ambiente digital para interação de recursos humanos e análise de processos antes do processo de fabricação. Programação e simulação de equipamentos/células automatizadas; é possível a programação de vários controladores lógicos programáveis (CLP) e validação dessa lógica em uma máquina virtual, uma célula virtual ou uma linha de produção virtual completa e, assim, analisar o desempenho desse sistema.
Entre os benefícios da manufatura digital podem ser destacados: redução do time to market, melhoria na qualidade do produto, redução do custo de prototipagem, redução de perdas e ganhos através da integração completa dos fluxos de engenharia. A integração de informações desde o projeto do produto até o funcionamento das linhas de montagem em ambientes virtuais permite que decisões de projeto que influenciam a produção, como, por exemplo, sistemas de montagem por demais complexos ou conjuntos de difícil montagem, sejam prontamente identificados, antecipando-se eventuais problemas que somente seriam observados na produção do lote-piloto. Nessa etapa, muitas das decisões já foram tomadas, e qualquer alteração no produto trará provavelmente grandes custos. Como se pode perceber, existem diferentes tecnologias e sistemas de produção que podem ser utilizados para a confecção de produtos. Naturalmente, as condições de uso e aplicações de diferentes tecnologias vão ser determinadas por características do produto projetado. Por outro lado, muitas vezes, limitações tecnológicas são determinantes para a adoção ou não de inovações em produtos. O projetista do produto deve, dessa forma, considerar as variáveis envolvidas, sejam elas relacionadas a características do produto como aos meios de produção, para a definição daquilo que vai ser produzido. Para isso, será oportuno incorporar à equipe de desenvolvimento pessoas que detenham conhecimentos acerca das tecnologias disponíveis na empresa ou aquelas que podem ser utilizadas.
Referência SLACK, N.; CHAMBERS, S.; JOHNSTON, R. Administração da Produção, 2. ed. São Paulo: Atlas, 2002.
Prensa de Latas Ricardo Manfredi Naveiro O exemplo apresentado a seguir tem por objetivo articular alguns dos conceitos expostos nesta obra, permitindo ao leitor visualizar a integração dos conhecimentos no projeto do produto. O objetivo é que o leitor possa identificar os conhecimentos articulados para cada etapa do desenvolvimento do projeto de um produto. O produto escolhido para o exemplo foi uma prensa de latas manual, em função da sua simplicidade e da sua baixa complexidade tecnológica. Esse exemplo foi retirado de exercícios realizados pelos alunos do Curso de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica da UFRJ na disciplina de Projeto de Produto. Além disso, o exercício da prensa de latas permite introduzir a discussão sobre o design sustentável e a reciclagem como atividade econômica industrial. Os alunos realizam o exercício em dupla e, ao final, fazem uma apresentação do projeto e constroem um mock-up do produto.
28.1. Metodologia de Projeto Na metodologia utilizada, estruturada a partir de elementos presentes nesta obra, o projeto é dividido em três macrofases: pré-desenvolvimento, desenvolvimento e pósdesenvolvimento. A Tabela 28.1 apresenta as etapas que foram abordadas no projeto. O projeto da prensa de latas ficou limitado às seguintes etapas (marcadas por um asterisco na tabela): planejamento do projeto, projeto preliminar, projeto conceitual e projeto detalhado; o caráter didático da tarefa e a limitação do calendário do semestre letivo recomendaram essa redução de escopo do projeto.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 28.1: Marcadas com asterísco, as etapas abordadas no projeto da Prensa Latas. FASE Pré-desenvolvimento
ETAPAS Planejamento Estratégico do Produto Planejamento de Portfólio Planejamento do Projeto (anteprojeto)*
Desenvolvimento
Projeto Preliminar * Projeto Conceitual * Projeto Detalhado * Preparação da Produção Lançamento do Produto do Mercado
Pós-desenvolvimento
Acompanhamento do Produto no Mercado Retirada e Descarte do Produto do Mercado
A etapa de planejamento do projeto, também conhecida como anteprojeto ou estudo de viabilidade, compreende a definição do escopo do projeto, a viabilidade técnicoeconômica, a definição dos recursos humanos a serem mobilizados, os prazos de execução, os custos esperados, os riscos implicados e as disciplinas envolvidas na resolução dos problemas. O grau de estruturação do projeto é melhorado em relação à etapa anterior. A etapa de projeto preliminar prevê a validação da necessidade, a determinação dos requisitos e das restrições do produto. Nessa etapa são validadas e aprofundadas as definições estabelecidas na etapa anterior e identificadas as informações que faltam ser levantadas ou obtidas experimentalmente. Opiniões, desejos e restrições dos clientes são transformados em parâmetros de projeto através da utilização de técnicas adequadas, tais como o desdobramento da função qualidade. A etapa de projeto conceitual compreende a definição da estrutura de funções do produto, o levantamento do estado da arte e a determinação dos princípios de solução. Nessa etapa também são feitas a escolha do princípio de solução, o estudo ergonômico, a elaboração da arquitetura do produto, a seleção preliminar de materiais, a seleção preliminar dos processos de fabricação, o dimensionamento dos componentes e a elaboração do desenho de conjunto. A etapa de projeto detalhado se concentra no detalhamento dos componentes do produto, na otimização da forma geométrica dos componentes visando reduzir custos de fabricação, na definição das tolerâncias geométricas, no planejamento do processo de fabricação, no planejamento da montagem e no projeto da embalagem.
28.2. Planejamento do Projeto O trabalho teve início com a consulta aos trabalhos anteriores, nos quais outros grupos já haviam feito o levantamento de campo com usuários potenciais em várias situações cotidianas. Uma premissa estabelecida para o projeto é que o produto se destinava ao uso doméstico de usuários de latinhas, não sendo recomendado para situações
Capítulo 28
| Prensa de Latas
festivas em que a quantidade de latas consumidas fosse muito grande. Para esses casos, um outro tipo de prensa de latas é mais indicado. As atividades dessa etapa definiram o cronograma físico do projeto, as atribuições de cada participante da equipe, a estrutura de comunicação entre os membros da equipe, a padronização de documentos a serem utilizados e trocados entre os membros da equipe e os indicadores a serem usados na avaliação do andamento do projeto. Uma atividade muito importante dessa etapa é a definição do formato e nomenclatura dos arquivos gerados ao longo do trabalho. Uma causa comum de erros no projeto do produto é a perda da rastreabilidade da documentação do projeto, normalmente causada por ausência ou omissão de informações nos documentos gerados ao longo da progressão do projeto. Nessa etapa também foram definidas as disciplinas envolvidas no projeto, isto é, as áreas de conhecimento abrangidas pelo projeto. No caso desse projeto estão envolvidas disciplinas de propriedade industrial, ergonomia, mecanismos, dimensionamento mecânico, processos de fabricação, materiais, testes etc.
28.3. Projeto Preliminar Os requisitos do produto foram identificados, conforme a lista a seguir. Esses requisitos foram levantados através dos clientes potenciais para o produto e por levantamento de mercado na busca de produtos similares atualmente disponíveis para venda: 1. a prensa deve ser barata; 2. deve ser de pequeno porte e de fácil operação; 3. deve ser de fácil montagem e apresentar baixo custo de fabricação; 4. deve possuir dispositivos de trava para evitar acionamento eventual; 5. deve atender às características antropométricas da população usuária. As concepções mostradas na Figura 28.1.são exemplos de prensas de latas manuais existentes no mercado.
Figura 28.1: Diferentes modelos de prensas manuais disponíveis no mercado.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Foram estabelecidas algumas restrições para o projeto, tendo em vista os objetivos didáticos da atividade. Nesse sentido, definiu-se que os componentes do produto deveriam ser feitos apenas por usinagem, corte em guilhotina, dobramento e fundição, assim como ficou determinado que a prensa seria operada na postura sentada. As restrições impostas para o projeto estão sintetizadas a seguir: 1. prensa fabricada por certos processos de fabricação, de forma a compatibilizar sua construção nos laboratórios da escola;. 2. o operador deve estar sentado ao operar a prensa; 3. 4.
as latas a serem prensadas são de refrigerante/cerveja em alumínio; o prazo para o desenvolvimento completo do projeto é de três meses.
Como comentado anteriormente, identificar as informações que estão faltando para iniciar o desenvolvimento é uma atividade importante dessa etapa. Identificar quais informações, onde e como consegui-las são atividades normalmente subestimadas pelas equipes de projeto, tomando mais tempo do que normalmente se planeja. No caso em tela, uma informação extremamente importante foi saber a carga necessária para o esmagamento da lata até alcançar uma espessura de 10 mm. Essa informação não estava disponível e foi preciso executar um ensaio de compressão em um lote de latinhas, que foram esmagadas tanto no eixo vertical quanto no horizontal. Os alunos definiram qual a população usuária da prensa, o nível socioeconômico dos usuários potenciais e levantaram os processos de fabricação disponíveis no Laboratório de Tecnologia Mecânica. O significado de “a prensa deve ser barata” e a tradução das necessidades dos usuários em características do produto foram obtidos empregando-se a função desdobramento da qualidade (QFD), técnica usada nas fases iniciais do projeto para transformar opiniões e desejos dos clientes em requisitos técnicos dos produtos (sobre o assunto, veja o Capítulo 23). Ao terminar essa etapa, os parâmetros do projeto da prensa estavam definidos, isto é, a resistência da lata ao esmagamento havia sido levantada em testes de laboratório, os dados antropométricos (ver o Capítulo 10) necessários ao desenvolvimento do projeto haviam sido identificados, assim como o universo de usuários, seus hábitos e suas preferências.
28.4. Projeto Conceitual
O projeto conceitual é a etapa na qual o produto começa a tomar corpo. Nessa fase são identificadas as principais funções da prensa de latas, isto é, os subsistemas do produto que cumprem uma determinada função identificável. O projeto da prensa fica, dessa forma, reduzido à concepção de subprojetos que, uma vez integrados, compõem a prensa de latas. A divisão dos problemas em subproblemas de menor complexidade viabiliza encontrar as soluções parciais de cada subproblema e, mais adiante, e na medida do possível, integrá-las com o todo.
Capítulo 28
| Prensa de Latas
A prensa de latas foi estruturada conforme as seguintes funções: sistemas de acionamento, fixação, esmagamento, alimentação, descarga e coleta; portanto, cada equipe desenvolveu soluções parciais para as funções identificadas e realizou mais adiante a integração das soluções parciais na conceituação do produto. Nessa fase, as descrições verbais do produto são transformadas em atributos geométricos, isto é, nessa fase são escolhidos os princípios de solução para cada uma das funções e, em seguida, propostos os conceitos que vão solucionar o projeto do produto em tela. Profissionais com menos experiência não dispõem no seu “repertório técnico” de um conjunto de princípios de solução e de conceitos para as funções da prensa. Nesse caso, utiliza-se o levantamento de produtos similares e o levantamento de patentes para se adquirir de forma rápida um conhecimento contextual vinculado às soluções para as funções operativas do produto. A Figura 28.2 mostra o resultado de um levantamento junto ao setor de patentes no qual são mostrados os princípios de solução para algumas das funções da prensa de latas. O estudo do estado da arte para o caso da prensa de latas foi centrado em dois focos: visita e consulta ao banco de patentes do Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) e consulta a patentes europeias, norte-americanas e japonesas através da internet. O sistema de propriedade industrial estabelece que patentes em vigor não podem ser copiadas, porém os princípios de solução podem ser combinados de outra forma, resultando num conceito diferente daquele no qual o projetista se inspirou. Pode-se observar que as patentes mostradas apresentam soluções diferentes para a função prensagem: o acionamento é feito por alavanca com esmagamento longitudinal ou transversal da lata (veja também o Capítulo 7).
Figura 28.2: Modelos de utilidade levantados junto ao site americano de patentes (USPTO).
A partir da identificação dos princípios de solução mais empregados nas patentes e nos produtos existentes no mercado, elaborou-se a matriz morfológica contendo os princípios de solução mais encontrados para cada função. A matriz apresentada na Figura 28.3 mostra o que foi realizado. A matriz morfológica e as matrizes de restrição são as ferramentas empregadas quando existe um número muito grande de combinações entre os princípios de solução e as restrições.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Funções
Princípios de solução
Força motriz Direto
Por alavanca
Acionamento (manual)
Esmagamento
Por pivotamento
Normal
Por rolamento
Alimentação Descarga Fixação
Manual Manual Parafusos
Por gravidade Por gravidade Rebites Solda
Encaixe
Figura 28.3: Matriz morfológica.
Uma vez definidos os princípios de solução e escolhidos quais aqueles que serão explorados, procura-se gerar concepções preliminares para a prensa de latas. Os conceitos mostrados na Figura 28.4 foram feitos por uma das equipes de projeto.
Figura 28.4: Conceitos preliminares.
Capítulo 28
| Prensa de Latas
A partir da escolha de qual conceito será desenvolvido, são feitos em seguida os estudos ergonômicos para verificar se as condições de trabalho estão adequadas a toda a população usuária. Foi adotada a abordagem de ergonomia de concepção, na qual a incorporação dos requisitos ergonômicos se faz simultaneamente à concepção do produto (veja o Capítulo 10). Utilizou-se o Ergokit, banco de dados antropométricos elaborado pelo INT, para o estudo ergonômico. O Ergokit dispõe de tabelas e manequins em escala 1:5 para simulação de situações de trabalho. A população usuária da prensa de latas foi definida no intervalo entre o percentil 5% para o sexo feminino e 95% para o sexo masculino, o que resulta em uma gama bastante ampla da população.
Figura 28.5: Estudo ergonômico para homem, percentil 95%.
Ainda utilizando o Ergokit, foram definidas as forças envolvidas na utilização dos produtos, considerando que o indivíduo com força muscular relativa ao percentil 5% deve ser capaz de realizar a prensagem. Dessa forma, se faz o dimensionamento pelo percentil populacional com menor força, resultando que toda a população acima do percentil 5% terá condições de utilizar o equipamento sem dificuldades. Essa informação da força que uma pessoa pode desenvolver através dos membros superiores serviu para o dimensionamento do comprimento da alavanca de acionamento da prensa. A Tabela 28.2 mostra a f orça de tração para um indivíduo percentil 5% e para outro percentil 95%, assim como o comprimento do braço de alavanca a ser adotado. A partir da definição do braço de alavanca, pode ser feito o dimensionamento dos demais elementos do produto.
Projeto do Produto
ELSEVIER
Tabela 28.2: Força de tração média e comprimento da alavanca Percentil (%)
Força de Tração Média (N)
L (mm)
5
406,5
309
95
780,7
161
Em seguida foram selecionados os materiais e feito o dimensionamento mecânico dos componentes. Essa etapa também é conhecida como embodiment, isto é, o momento no qual os elementos da prensa tomam corpo, completando-se a concepção do produto. A escolha de materiais é uma etapa muito importante no PDP e, normalmente, o aluno necessita de ajuda do professor para realizar a escolha mais acertada. Vários fatores interferem na escolha do material e muitos deles são conflitantes, obrigando sempre a se adotar uma solução de compromisso que atende parcialmente aos requisitos do projeto. A Figura 28.6 mostra o desenho da vista isométrica de uma das prensas de latas projetadas pelos alunos.
Figura 28.6: Vista isomética da prensa de latas.
28.5. Projeto Detalhado A etapa de projeto detalhado é responsável pela especificação mais refinada dos componentes concebidos na etapa anterior. A tolerância de fabricação dos componentes é definida; folgas e ajustes normalizados são adotados para os elementos móveis, assim como a definição geométrica dos componentes é simplificada ou modificada para
Capítulo 28
| Prensa de Latas
atender aos requisitos dos processos de fabricação escolhidos. Técnicas como Design for Manufacturing e Design for Assembly são aplicadas de maneira a modificar determinado parâmetro geométrico (veja o Capítulo 13). Somente a título de exemplo, é recomendado que peças fundidas tenham espessura razoavelmente constante, tal como se observa nos componentes com formato de caixa. Nesses casos é recomendado utilizar nervuras para aumentar a resistência mecânica da peça, sem aumento substancial do seu peso. Essa questão é particularmente crítica nos processos de fundição sob pressão, nos quais se procura projetar peças com pouca massa e reforçadas por nervuras nos pontos críticos.
Figura 28.7: Exemplo de utilização de nervuras para aumento da resistência mecânica da peça.
A Tabela 28.3 apresenta os componentes da prensa ilustrada na Figura 28.6. Tabela 28.3: Materiais e processos de fabricação dos componentes da prensa Peça
Material
ProcessodeFabricação
Alavanca e engrenagem de acionamento
Aço SAE 1020
Fundição ou conformação
Cremalheira e dispositivo de prensagem
Aço SAE 1020
Fundição e usinagem
Carcaça
AçoSAE1020
Corteedobramento
Pino-guia
AçoSAE1020
Usinagem
Parafusosecontrapinos Orelhas
AçoSAE1020 AçoSAE1020
Comprados Dobramentoefuração
Manetedaalavanca
Polietileno
Usinagem
Guiadedeslizamento
Náilon
Usinagem
Finalizando, foi construído um mock-up do produto para poder melhor avaliar as simplificações a serem implantadas no projeto e avaliar a robustez das soluções adotadas. A construção do mock-up permitiu retirar a tampa e as orelhas, e fazer a substituição do rasgo ao longo da engrenagem por um furo no centro da mesma.
28.6. Considerações Finais O exemplo da prensa de latas mostra a importância do desenvolvimento sistemático do projeto de um produto. A adoção de uma metodologia de projeto e a rígida observância das etapas e dos seus resultados parciais são uma das chaves do sucesso
Projeto do Produto
ELSEVIER
no PDP. A formalização do projeto é um dos fatores de diferenciação entre as empresas, promovendo a elaboração de melhores produtos nas empresas em que o PDP é uma atividade madura. Outra questão importante é o aspecto interativo existente na atividade de projeto, na qual determinadas soluções parciais não são integradas na solução final. Isso é uma característica que só é apreendida através do exercício de projetar. Os alunos participantes desse projeto consideram o aprender a trabalhar em equipe um dos maiores benefícios desse projeto. Dentro da equipe, as discussões entre integrantes que têm visões parciais do produto promovem o refinamento do projeto, antecipando problemas que estariam ocorrendo mais à frente. Finalizando, o exercício é muito simples e sua escolha foi feita para que a natureza do produto não fosse uma barreira ao entendimento do uso dos métodos de projeto. A experiência tem demonstrado que exercícios como esse têm alargado bastante o horizonte profissional dos estudantes, que saem da universidade mais seguros para o exercício profissional.
Referências BOOTHROYD, G.; DEWHURST, P. Product design for assembly. Wakefield: BoothroydDewhurst Press, 1991. FIOD NETO, M.; BACK, N. Análise crítica de métodos de projeto, visando o desenvolvimento de um sistema CAD para concepção de produtos. Journal of the Brazilian Society
of Mechanical Sciences. Rio de Janeiro, v. 17, n. 1, p. 102-108, 1995. GOMES, D.H.B. Projeto de uma prensa de latas de alumínio utilizando peças recicladas. Projeto de fim de curso. Rio de Janeiro: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2002. KAMINSKI, P. C.Desenvolvendo produtos com planejamento, criatividade e qualidade. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos, 2000. RIBEIRO, F. A.Reciclando a educação: prensa de latas de alumínio para crianças da 1 a a 4a série. Projeto de fim de curso. Rio de Janeiro: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2000. SASSI, G.F.Concepção de uma prensa manual de latas de alumínio. Projeto de fim de curso. Rio de Janeiro: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 1999. SWIFT, K.G.; BOOKER, J.D. Selecting manufacturing process. Bristol: Sharing Experience in Engineering Design Press, 1997.
