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DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTOS PROJETO DETALHADO E O OLHAR SUSTENTÁVEL NO DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS A u t o r : E s p . L o r e n a T â m a r a S e n a D a S i l v a R e v i s o r : R a f a e l A r a ú j o Introdução Nesta unidade, você conhecerá a última fase da macrofase do modelo unificado de Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP) - o projeto detalhado! Ele é caracterizado por uma série de ciclos que tem como intenção validar, testar e otimizar as determinações das fases anteriores do PDP. Posteriormente, apresentaremos os conceitos e os princípios relacionados do desenvolvimento de produtos com a sustentabilidade e eficiência produtiva: a engenharia simultânea, o ecodesign (DFE) e a avaliação do ciclo de vida (ACV). Ao concluir esta unidade, você será capaz de relacionar as fases principais de desenvolvimento do PDP com as novas determinações do mercado, que pressionam para produtos cada vez mais direcionamentos a complexa cerne socioambiental. Projeto Detalhado A fase de projeto detalhado é a última fase antes da produção começar, de tangibilizar o produto que estava no campo teórico na forma de projeto. Segundo Baxter (2000), nesta fase são desenvolvidos os desenhos técnicos e especificações de fabricação, elas devem ser suficientes para viabilizar com detalhes e especificações técnicas a produção industrial do produto. Após as devidas aprovações dessa etapa, o produto é autorizado para fabricação. Segundo Rozenfeld et al. (2006). O projeto detalhado dá prosseguimento à fase de projeto conceitual e tem como objetivo detalhar, estabelecer as relações entre as partes do produto e acabar todas as especificações estabelecidas na concepção. “Na fase de projeto conceitual, normalmente, são realizados desdobramentos sucessivos dos sistemas em subsistemas, depois em componentes, os quais são associados aos processos de fabricação, documentados no plano de processo macro, a partir da análise dos requisitos dos clientes. Ou seja, é realizado um processo top down (de cima para baixo—do produto final para os componentes) de raciocínio para a definição desses elementos. Pode acontecer a primeira integração física entre os SSCs (sistemas, subsistemas e componentes), caso algum protótipo tenha sido produzido e testado no projeto conceitual. Em seguida, no projeto detalhado, acontece um processo contrário, bottom up (de baixo para cima—dos componentes para o produto final), no qual são integrados os componentes, subsistemas, sistemas, sucessivamente, até o produto final. Outros detalhamentos completam a concepção (resultante do projeto conceitual) com o objetivo de obter um produto integrado, contendo as tolerâncias de seus parâmetros e especificações críticas dentro de uma faixa de valores que atenda aos requisitos dos clientes e todas as especificações-meta da fase de projeto informacional. Em outras palavras, primeiro, os SSCs são definidos e desdobrados para atender aos requisitos. Depois, eles são integrados, e o todo é avaliado.” (ROZENFELD et al., 2006, p. 294) Enquanto o projeto conceitual define, descreve e detalha o produto com o olhar voltado a atender as necessidades dos clientes, o projeto detalhado integra e avalia o que foi descrito no projeto conceitual. Este relacionamento é ilustrado na Figura 3.1. A principal entrada que embasa o desenvolvimento da fase de projeto detalhado é a concepção do produto, já a saída é o Protótipo funcional aprovado. Assim, como nas outras fases, o projeto detalhado começa com a atualização do plano de projeto. A diretriz central é que se realize o detalhamento do SSCs (sistemas, subsistemas e componentes), portanto, segue para o ciclo de detalhamento, o ciclo de aquisição e o ciclo de otimização. Nesta fase, diferentemente das anteriores do PDP, as atividades não são sequenciais, mas cíclicas. Ao longo deste tópico iremos descrever cada uma dessas fases. Ciclo de Detalhamento O ciclo de detalhamento é o momento em que se desdobra ou detalha o produto em sistemas, subsistemas e componentes, para depois os integrar. As atividades que constituem essa etapa são: • Desdobrar SSCs; • Calcular e desenhar SSCs; • Especificar tolerâncias (todo processo contém variações e os projetos de produtos devem contemplar essas variações); • Integrar SSCs (analisar as interfaces); • Finalizar os desenhos técnicos (especificação das tolerâncias subsidiam a obtenção de desenhos finais). Ciclo de Aquisição Ele ocorre concomitantemente ao ciclo de detalhamento. Segundo Rozenfeld et al. (2006), sempre que existirem informações sobre a viabilidade do projeto no ciclo de detalhamento será decidido se há disponíveis para comprar ou fabricar um SSC ( make or buy decision ). Desta forma, inicia-se o ciclo de aquisição. Após o levantamento de informações do SSC como informações de custos, tempo, capacidade e competências internas, estima-se e se compara o orçamento de produzir esses componentes ou terceirizar (usar fornecedores). Caso opte por comprar, o gestor de produto deve atentar aos seguintes fatores: selecionar os melhores fornecedores, enviar as especificações, avaliar amostras produzidas pelos fornecedores segundo as especificações de PDP e, por fim, homologar (aprovar) o dado fornecedor. Ciclo de Otimização Este ciclo também ocorre paralelamente ao ciclo de detalhamento, no momento em que os SSCs são construídos (protótipos) e testados. Quando necessário, eles são otimizados (ROZENFELD et al., 2006). As atividades dessa fase são: • Analisar falhas – as falhas mais prováveis e riscos; • Avaliar tolerâncias; • Planejar testes; • Desenvolver modelos - representar a geometria do produto em escala diferente. Desenhos 2D ou 3D, CAD, mapas e mockups (empregados para validar e/ou homologar o produto); • Avaliar resultados - averiguar, a partir do resultado das avaliações dos primeiros protótipos, se as especificações atendem às normas específicas. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Vamos Praticar Segundo Baxter (2000), o projeto detalhado se desenvolve baseado em alguns inputs de fases preliminares, para construir detalhes de integração das configurações e determinando como o produto será produzido. Isso envolve decisões de fabricar (produzir na empresa) ou comprar os componentes de terceiros. Considerando o texto apresentado, assinale a alternativa que apresenta a principal entrada e saída da fase de projeto conceitual. BAXTER, M. Projeto de Produto: guia prático para design de novos produtos. 2. ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2000. a) Concepção do Produto e Protótipo funcional. b) Especificação meta e protótipo funcional. c) Plano de trabalho e protótipo funcional. d) Concepção do Produto e Produto validado. e) Concepção do Produto e Lista de fornecedores. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Engenharia Simultânea e Preparação para Produção Ao finalizar os detalhamentos de SSCs, sua integração, eventuais melhorias e objetivos das fases intermediárias do PDP, faz-se necessário que o projeto seja de fato executado em termos de produção. Este tópico abordará sobre as fases imediatamente anteriores a produção. Engenharia Simultânea Para que se obtenha o sucesso do produto, além da eficiência e integração das fases do PDP, os engenheiros devem gerir e projetar seus processos, atividades e uso de certas ferramentas/metodologias, a fim de garantir a sinergia com as exigências do mercado e restrições do próprio projeto. Nesse sentido, o PDP deve atuar para buscar as melhores soluções que gerem satisfação ao cliente. Neste contexto surgiu a Engenharia Simultânea, que se baseia na concomitância na execução das atividades do PDP, e objetiva antecipar eventuais não conformidades ou necessidades de atualização (SOBEKII et al ., 1999). Com a integração de todas as fases do PDP é possível reduzir, consideravelmente, o tempo de lançamento do produto (ALMEIDA, 2000). Para Rozenfeld et al. (2006), a Engenharia Simultânea ou Engenharia Simultânea Baseada em Conjuntos (SBCE) é uma abordagem sistemática para o PDP. Nela, todos os colaboradores envolvidos no desenvolvimento do produto consideram todos os elementos do projeto, ou seja, ela enfatiza o desenvolvimento paralelo de opções de soluções. Para que a SBCE ocorra é necessária uma equipe multidisciplinar em todas as fases do projeto, para atender os clientes da forma mais eficiente possível. A engenharia simultânea relaciona-se bastante com as metodologias de projetos ágeis, na medida que foca na busca por soluções para diminuir o tempo de lançamento de produtos no mercado. A informação deve estar disponível no momento e lugar certo, e também na quantidade adequada. Nesse sentido, é essencial a aplicação da engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções. Winner et al. ( 1988) descreve o SBCE incluindo a manufatura e o suporte, envolvendo e direcionando todos os profissionais do PDP, para que considerem desde o início do desenvolvimento todos os elementos do ciclo de vida do produto, do conceito até o descarte, analisando a qualidade, custos, prazos e os requisitos dos clientes. A abordagem, também originada no Toyotismo, tem como foco atender às expectativas do consumidor no projeto do produto. Segundo essa metodologia, uma ampla escala de alternativas é considerada e, com o passar do desenvolvimento, as alternativas vão sendo descartadas até que se encontre a melhor solução (ZAYKO, 2007). Saiba mais Existem diversos cases sobre a importância e complexidade do uso da Engenharia Simultânea em nichos da indústria. A SIEMENS, conhecida por seus eletrônicos, na verdade é uma megaempresa que participa ativamente de vários segmentos, em que a tecnologia e inovação são essenciais. No ramo farmacêutico, a engenharia reversa foi a base conceitual para criação do “COMOS XHQ – Operations Intelligence”, um software para a gestão integrada do projeto, do planejamento até a manutenção. Os dados de engenharia podem ser manipulados por diversos engenheiros, técnicos e projetistas ao mesmo tempo, garantindo mais economia, produtividade e qualidade. Fonte: PANORAMA FARMACÊUTICO. Siemens apresenta soluções em digitalização para indústria farmacêutica . 2019. Kennedy (2003) afirma que o uso de SBCE evita riscos de redundância, melhora a robustez e facilita a captura de conhecimento. A Engenharia Simultânea possibilita a melhoria da gestão das informações por meio da integração das funções e da sobreposição de algumas etapas do desenvolvimento. Desta forma, torna o processo mais rápido e eficiente no que diz respeito à produtividade dos recursos e redução do número de retrabalhos (CAMARGO; YU, 2008). Preparação para Produção Segundo Baxter (2000), após o desenvolvimento completo do projeto de desenvolvimento de produto e seus testes com modelos e protótipos, ou seja, a macro fase de desenvolvimento, pode-se iniciar a fabricação. Para isso, são necessários esforços organizacionais e de integração com a cadeia produtiva para o fornecimento de insumos para a produção, bem como para a distribuição e comercialização. O objetivo desta fase é garantir que a empresa, parceiros, fornecedores e afins tenham os meios necessários para a fabricação do novo produto em volumes e especificações formalizadas na Declaração de Escopo, garantindo que o lote protótipo atenda aos requisitos dos clientes, considerando todo o ciclo de vida do produto. Vale salientar que, segundo o modelo unificado de PDP, as duas últimas atividades antes da produção formal são as de preparação da produção e lançamento. Elas acontecem quase ao mesmo tempo, sendo que o lançamento de produção foca em aspectos de marketing e venda. Segundo Rozenfeld et al. (2006), enquanto a fase de preparação da produção abrange a produção do lote piloto, a definição dos processos de produção e manutenção; a fase de lançamento de produto inclui o detalhamento dos processos de vendas e distribuição (atacado, varejo, e-commerce e etc.), definição dos processos de atendimento ao cliente (assistência técnica), e até as estratégias de marketing. Estas fases consideram as especificações criadas no projeto conceitual e projeto detalhado. A Figura 3.2 sumariza as entradas e saídas da fase de preparação da produção, sendo a principal entrada o protótipo funcional e a principal saída a liberação para a produção com o produto homologado. Para Rozenfeld et al. (2006), na fase de preparação da produção ocorre a homologação do processo, que avalia se o processo produtivo consegue fabricar produtos em série equivalentes aos protótipos aprovados e, portanto, de acordo com os requisitos de produto levantados. Certificar o produto na fase de preparação da produção, consiste em receber a aprovação completa do produto e do processo produtivo pelo cliente ou entidade reguladora/normativa, caso necessário. Para sintetizar as fases abordadas nesta disciplina, bem como seus relacionamentos e resultados, verifique o Quadro 3.1 que resume as entradas e saídas das fases do PDP. Por fim, assim como as fases anteriores ocorre o monitoramento da viabilidade econômico- financeira, o registro das decisões tomadas e lições aprendidas. Finalizando com a aprovação da fase, que significa a liberação da produção. Neste momento, todos os parceiros da cadeia produtiva começam a trabalhar para fornecer o produto. Vamos Praticar O planejamento e gestão de produtos é um dos processos mais complexos que uma organização pode ter. Seja pelo grande número de profissionais e áreas da empresa envolvidos ou seja pela subjetividade e incerteza de compreender o mercado e o cliente alvo. Com a perspectiva que a Engenharia Simultânea auxilia no sucesso produtivo e comercial do produto, assinale a alternativa que explica corretamente esse fato. a) Aumenta o número de processos e documentos referências dentro do PDP. b) Integra equipes, processos e atividades do PDP por meio de ferramentas ágeis. c) Trabalha usando métodos cascatas de gestão de projetos. d) Avaliação dos requisitos do cliente durante a preparação da produção. e) Preza pela velocidade máxima dos processos não cabendo controles de qualidade. Avaliação de Ciclo de Vida e DFE Atualmente, ao pensarmos em produtividade e eficiência industrial, os profissionais e empresas não devem planejar e executar estratégias limitadas apenas aos custos. Todo bem produzido gera algum tipo de impacto, seja econômico, social ou ambiental. Então, como desenvolver produtos e serviços que sejam mais efetivos possíveis em todas essas dimensões, considerando o ciclo de vida do produto por completo? Este tópico discorre sobre o desenvolvimento de produtos sob a ótica da sustentabilidade. ACV e PDP As preocupações e pressões dos clientes(mercado), sociedade e legislações governamentais por produtos e serviços ambientalmente mais corretos, ou seja, que gerem menos impactos negativos no meio ambiente, vem inserindo uma série de ferramentas e metodologias que ajudam as empresas neste desafio. Neste contexto, a aplicação do método de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) torna-se fundamental como ferramenta do ecodesign (DFE). A ACV é a compilação de ferramentas e técnicas, primordialmente quantitativas, para a avaliação e interpretação das entradas, saídas e dos impactos ambientais durante todo ciclo de vida do produto ou da aquisição da matéria- prima, passando pela produção, uso e disposição final (ABNT, 2009). Para Chauhan, Chaudhary e Samar (2011), a ACV, por meio de uma abordagem analítica, auxilia na avaliação dos aspectos ambientais, teóricos e potenciais, relacionados a um produto ou serviço durante seu ciclo de vida. Durante a implantação e análise do ACV é preciso analisar os passos da produção, o impactoambiental das matérias-primas, a energia usada na fabricação de produtos e dos seus componentes, a emissão de poluentes durante o processo, os meios e sistemas de distribuição, uso pelo cliente, eventuais tratamento e disposição final (SEIFFERT, 2010). Nesse sentido, equilibrar o atendimento das necessidades dos clientes, efetividade produtiva e dos produtos, e o menor impacto ao meio ambiente são considerados objetivos da ACV (LOFGRE; TILLMAN; RINDE, 2011). Relacionando com o desenvolvimento integrado de produtos, na perspectiva do modelo unificado de PDP, na macrofase de pós-desenvolvimento, a compreensão de todo o ciclo de vida do produto a ACV pode ser usada como direcionador estratégico para um produto ambientalmente eficiente. Ao acompanhar o desempenho do produto segundo a ACV na produção e no mercado, identificamos as oportunidades de melhoria e garantimos formas para que o fim de vida cause o menor impacto aos consumidores, à empresa e ao meio ambiente. A construção do inventário do ciclo de vida é uma etapa essencial para a aplicação de uma ACV. De acordo com a Norma ISO 14040 (ABNT, 2009), trata-se da fase de avaliação do ciclo de vida envolvendo a coleta de dados, a compilação e a quantificação de entradas e saídas (material – matéria-prima e produtos secundários – energia e resíduo) para um determinado sistema de produto. As entradas e saídas podem incluir o uso de recursos e liberações no ar, na água e no solo. O inventário dos fluxos de matéria, energia e de resíduo deve ser feito a partir de critérios de seleção de dados, que devem ser apresentados e justificados no relatório final. Para tanto, os seguintes pontos devem ser considerados (ABNT, 2009): • aquisição de dados por meio de coleta, medição, cálculo ou estimativa (na ausência de dados que se aproximem da realidade); • importância da qualidade dos dados de entrada; • utilização de dados o mais atualizados possível; • definição das entradas e saídas de recursos; • categorias de dados: i) energia, matérias-primas, materiais auxiliares e outras entradas físicas; ii) produtos; iii) emissões para o ar, água, solo e outras emissões poluentes. Por fim, o ACV pode ajudar uma indústria a identificar as oportunidades para reduzir seus impactos, uso de energia e materiais. Além disso, ele é uma ferramenta de gerência de riscos que ajuda as empresas a compreenderem os riscos ambientais em todo o ciclo de vida do produto e processo (SEIFFERT, 2007). . Saiba mais A norma ISO 14001 (Sistemas de Gestão Ambiental – SGA) apresenta requisitos ligados ao ciclo de vida na cadeia de valor. Especificamente, a ISO 14040 determina a estrutura, os princípios, os requisitos e as diretrizes que devem constar em um estudo ACV. Acesso em: 28 jan. 2020. Fonte Elaborada pela autora DFX e Ecodesign Durante o PDP, os profissionais envolvidos na criação e desenvolvimento de produtos da empresa, direcionados pelo planejamento estratégico, devem decidir que tipo de enfoque ou objetivo do produto deve ser priorizado. Os objetivos são denominados como “Design for X” (DFX). O ‘X’, em DFX, pode significar diferentes maneiras que os sistemas, componentes, soluções do produto devem ser otimizados (custo, manufatura, montagem, forma de desmontagem e etc.); ou sobre as propriedades que o produto deve agrupar durante qualquer um dos sistemas de fase da vida (custo, qualidade, confiabilidade, flexibilidade, meio ambiente e etc.). As metodologias que podem exemplificá-lo são o Design for Manufacturing (DFM), Design for Assembly (DFA), Design for Quality (DFQ) e o Design for Cost (DFC), que são aplicadas durante o processo de projeto a fim de alcançar soluções com determinadas propriedades desejadas (HUBKA; ANDREASEN; EDER, 1988). Neste contexto, surgiu o Design for Environment (DFE) ou Ecodesign, que define os produtos projetados para que aos aspectos ambientais tenham as mesmas importâncias dos aspectos de funcionalidade, durabilidade, custo, tempo para o mercado, estética, ergonomia e qualidade. O ecodesign tem como objetivo a melhoria do desempenho ambiental de produtos ao longo do seu ciclo de vida, e pode ser visto como uma maneira de desenvolver produtos alinhados ao conceito de desenvolvimento sustentável (KARLSSON; LUTTROPP, 2006). Para Rozenfeld et al . (2006), a integração das questões ambientais é essencial devido a maior internacionalização dos mercados, aumento da variedade, customização de produtos e o aumento do nível de exigência dos clientes sobre os produtos. Essa integração das questões ambientais é denominada como Ecodesign ou Design for Environment (DFE). Assim, o Ecodesign trata de uma estratégia que visa integrar as ações tomadas durante o desenvolvimento de produtos para diminuir os impactos ambientais de um produto durante o seu ciclo de vida (PIGOSSO, 2008) Os produtos são influenciadores na nossa qualidade de vida, pois são os principais responsáveis pelos problemas ambientais atuais (CCE, 2001). Assim, atualmente, muitas organizações estão cada vez mais conscientes da necessidade de integrar aspectos ambientais dentro de seus produtos. Entre os principais resultados estão: a redução de custos, o estímulo à inovação, a melhoria na qualidade, a oportunidade de novos negócios, identificação de novos produtos (a partir de bens descartados), a redução das infrações legais, entre outros (ABNT, 2014). Reflita Conceitos, definições e aplicações sobre DFE e ACV estão inseridos em um sistema conceitual ainda mais grandioso! Já ouviu falar de Economia Circular? Tradicionalmente vivemos em uma Economia Linear, em que o sistema econômico é baseado no consumo exagerado, sem consciência da finitude dos recursos naturais e dos altos índices de geração de resíduos, consequentemente, dos seus impactos ambientais. No pensamento da economia circular, os recursos são usados para um propósito específico dentro da cadeia produtiva, sendo descartados ao longo do processo industrial ou ao final do ciclo de vida do produto pelo consumidor. O sistema de produção circular é um conceito em que a ideia de desperdício passa a ser repensada e inserida em um novo ciclo de produção, possibilitando que esse descarte agregue valor novamente. Hoje, as empresas usam desse pensamento para que seus processos, produtos e serviços sejam usados em sua totalidade de forma contínua e retroalimentada. Fonte: ELLEN MACARTHUR FOUNDATION - EMF. Rumo à Economia Circular: o Racional de Negócio para Acelerar a Transição. 2016. Disponível em: https://bit.ly/31uwCHn . Acesso em: 28 jan. 2020. Uma das bases do DFE é a “filosofia 6 RE” (REMMEN; JENSEN; FRYDENDAL, 2007, p. 13): 1. REpensar o produto e suas funções: o produto pode ser utilizado de forma mais eficiente; 2. REparar: tornar o produto fácil de reparar, por exemplo, por meio de módulos que podem ser facilmente alterados; 3. RElocar (replace): substituir substâncias nocivas por alternativas mais seguras; 4. REutilizar: projetar para a desmontagem, permitindo que as peças possam ser reutilizadas; 5. REduzir: energia, material e os impactos socioeconômicos; 6. REciclar: selecionar materiais que podem ser reciclados. Segundo Lewis et al. (2001), os princípios que guiam o DFE são: • Selecionar materiais com menor impacto; • Evitar materiais que são tóxicos ou envolvam danos ambientais substanciais na sua extração ou processamento; • Escolher processos de produção limpos; • Maximizar a eficiência do uso dos materiais, energia e água; • Design para a minimização de resíduos, favorecendo a reutilização e a reciclagem; • Encorajar o utilizador a minimizar os danos ambientais quando usa o produto; • Facilitar o prolongamento do seu ciclo de vida através de um simples reparo e atualização. Com estes princípios o ecodesign promove controle nas primeiras fases do PDP, e como resultado auxilia a eliminar, evitar ou reduzir os impactos ambientais resultantes do produto ou serviço foco do PDP. https://bit.ly/31uwCHnVamos Praticar A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) é uma poderosa ferramenta para avaliar o impacto ambiental dos materiais, produtos e serviços durante o seu ciclo de vida e parte do processo de tomada de decisão para a sustentabilidade. BAUMANN, H., TILLMAN, A. M. The Hitch Hikers Guide to LCA: an Orientation in Life Cycle Assessment Methodology and Application. Lund: Studentlitteratur, 2004. Neste sentido, assinale a alternativa que caracteriza a ACV corretamente. a) É descrita na ISO 9001. b) É considerado até o momento de lançamento do produto. c) É um método qualitativo de análise ambiental do produto. d) O DFQ (design for quality) está inserido no ACV. e) O inventário do ciclo de vida é uma das etapas essenciais do ACV.
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