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Engenharia e Desenvolvimento de Produto Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Ms. Marcio Nunes Revisão Textual: Prof. Ms. Claudio Brites Projeto Conceitual do Produto • Introdução • O Processo de Geração do Conceito • A Geração do Conceito • Árvore de Classificação de Conceitos • Tabelas de Combinação de Conceitos · Dar ao aluno maior compreensão acerca do processo de desenvolvi- mento de produtos, suas peculiaridades e atribuições. · Fornecer as informações básicas para o entendimento de todo o processo de desenvolvimento, desde a idealização até a produção de um produto. · Entender o que é desenvolver um produto e o processo pelo qual são desenvolvidos novos produtos. · Entender a importância estratégica do processo de desenvolvimento e como contribui para a competitividade da empresa. OBJETIVO DE APRENDIZADO Projeto Conceitual do Produto Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja uma maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como o seu “momento do estudo”. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo. No material de cada Unidade, há leituras indicadas. Entre elas: artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados. Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discussão, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar, lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Contextualização O desenvolvimento de um produto não é tarefa fácil. Nos nossos dias, em que a competitividade é um fator de extrema importância, desenvolver um produto significa empenhar-se em tarefas importantes e trabalhar muitas vezes além dos limites do nosso conhecimento. A velocidade com que as informações trafegam fazem com que o fator tempo seja primordial. Desenvolver um bom produto requer muita habilidade, conhecimento específico, acompanhamento das tendências de mercado, dedicação etc. Além disso, existem fatores ambientais que acabam influenciando os projetos. O aquecimento global e a poluição das grandes cidades hoje estão na mira dos governos, de modo que normas e regras acabam influenciando o projeto de um novo produto. A etapa do projeto conceitual do produto permite à equipe desenvolvedora melhor compreensão das funcionalidades do produto, em resposta às exigências dos clientes. Deste modo, você, caro(a) aluno(a), deve estar afinado(a) com essas tendências do mercado para compreender melhor os pormenores que cercam essa tarefa. Assim, absorva esses conceitos para a sua atuação profissional. 8 9 Introdução Nesta terceira Unidade do curso de desenvolvimento de produtos você terá a oportunidade de entender como é feita a geração e a seleção da concepção de um produto a partir das especificações geradas na fase anterior – a do planejamento do produto. Você entenderá como a modelagem funcional do produto é importante para a obtenção de alternativas de solução para o produto, iniciando pela definição da função total e prosseguindo com a decomposição dessa função em funções de menor nível de complexidade. O Processo de Geração do Conceito Segundo Rozenfeld e colaboradores (2006), um conceito de produto é uma descrição aproximada da tecnologia, dos princípios de funcionamento e da forma do produto. É uma descrição concisa de como o produto satisfará as necessidades do cliente. Um conceito é geralmente expresso como um esboço ou como um modelo tridimensional bruto e é muitas vezes acompanhado por uma breve descrição textual. O grau com que um produto satisfará os clientes e como pode ser comercializado com sucesso depende em grande parte da qualidade do conceito associado. Um bom conceito mal implementado e um conceito ruim raramente podem ser desenvolvidos para alcançar o sucesso comercial. Felizmente, a geração de conceito é relativamente barata e pode ser feita de forma relativamente rápida em comparação ao resto do processo de desenvolvimento. Por exemplo, no desenvolvimento de uma furadeira elétrica, a geração do conceito normalmente consume menos de 5% do orçamento e cerca de 15% do tempo de desenvolvimento. Como a atividade de geração de conceito não é tão onerosa, não há justificativa para a falta de diligência e de cuidados na elaboração de um método de geração de conceitos. O processo de geração de conceito começa com um conjunto das necessidades do cliente e com as especificações finais e resulta em um conjunto de conceitos do produto a partir do qual a equipe fará uma seleção final. Na maioria dos casos, uma equipe de desenvolvimento eficaz gerará centenas de conceitos, dos quais apenas de 5 a 20 merecerão uma consideração mais profunda durante a atividade de seleção de conceito. Uma geração de conceito eficiente deixa a equipe com a confiança de que um amplo conjunto de alternativas foi explorado. A exploração minuciosa de alternativas no início do processo de desenvolvimento reduz consideravelmente a probabilidade de a equipe encontrar um conceito superior no final do processo de desenvolvimento ou que um concorrente possa introduzir um produto com desempenho nitidamente superior ao produto em desenvolvimento. 9 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Abordagens Estruturadas Reduzem a Probabilidade de Grandes Problemas Os erros ou problemas mais comuns cometidos pelas equipes de desenvolvimento durante a geração de conceito são os seguintes: · Consideração de apenas uma ou duas alternativas, muitas vezes propostas pelos membros mais experientes da equipe; · Não considerar cuidadosamente os conceitos de utilidade empregados por outras empresas em produtos similares ou não; · Envolvimento de apenas uma ou duas pessoas no processo, resultando em falta de confiança e de compromisso pelo restante da equipe; · Integração ineficaz de soluções parciais promissoras; · Não considerar categorias inteiras de soluções. A utilização de abordagens estruturadas da geração de conceitos reduz a incidência desses problemas, incentivando a equipe a coletar informações de fontes diferentes, e assim direcionar a equipe no sentido da exploração mais ampla de alternativas e fornecer um mecanismo eficiente para a integração de soluções parciais. Métodos estruturados também fornecem procedimentos passo a passo para os membros da equipe, os quais podem ser menos experientes em atividades de design intensivo, mas permitindo-lhes participar ativamente no processo. A Geração do Conceito Veremos aqui um método de geração de conceito contendo cinco etapas. O método é baseado na dissociação de um problema complexo em subproblemas mais simples. São identificados conceitos de solução para os subproblemas,utilizando procedimentos de busca externa e interna. São geradas árvores de classificação e tabelas de combinação de conceitos para explorar sistematicamente o espectro de conceitos de solução e para integrar as soluções de subproblemas em uma solução única. No final do processo, a equipe dá um passo atrás para refletir sobre a validade e aplicabilidade dos resultados, bem como sobre o processo utilizado. Descreveremos cada uma das cinco etapas em detalhes. Apesar de apresentarmos o método em uma sequência linear, a geração de conceitos é quase sempre iterativa. O processo é útil não apenas para conceitos globais de produto, mas também para conceitos de subsistemas e componentes específicos. Etapa 1: Entender o Problema Esclarecer ou entender o problema consiste no desenvolvimento de uma compreensão geral e, em seguida, dividir o problema em partes, se necessário. 10 11 A declaração da missão para o projeto, a lista das necessidades do cliente e a especificação preliminar do produto são os elementos iniciais para o processo de geração de conceito, embora muitas vezes essas informações ainda sejam refinadas nessa fase do desenvolvimento. Como já dissemos nas unidades anteriores, ao chegar neste estágio do desenvolvimento, a equipe deveria estar envolvida na identificação das necessidades do cliente e na definição das especificações do produto-alvo. Os membros da equipe que não estiverem envolvidos nestas etapas precedentes, devem familiarizar-se com os processos utilizados e seus resultados, antes que as atividades da geração do conceito tenham início. Como exemplo podemos citar o desenvolvimento de uma nova furadeira elétrica, cujo desafio é “projetar uma furadeira melhor”. O âmbito do problema de concepção poderia ser definido de forma mais geral (por exemplo, “furar paredes de concreto”), ou mais especificamente (por exemplo, “aumentar a velocidade em relação ao conceito existente de ferramenta elétrica”). Alguns dos pressupostos na declaração da missão da equipe foram: · A furadeira usará brocas (em oposição a puas manuais etc.); · A furadeira será compatível com as ferramentas existentes; · A furadeira deverá furar concreto; · A furadeira será portátil. Com base nas suposições descritas, a equipe identificou as necessidades do cliente para uma furadeira portátil. Estes incluem: · A furadeira permitirá a troca de brocas rapidamente; · A furadeira deverá ser leve; · A furadeira deverá responder rapidamente quando acionada com carga. A equipe reuniu informações suplementares para esclarecer e quantificar as ne- cessidades básicas, tais como o consumo de energia aproximado e a velocidade de giro do mandril. Essas necessidades básicas foram posteriormente traduzidas em especificações para o produto-alvo. As especificações esperadas incluem o seguinte: · Utilizar brocas com diâmetros entre 1 e 12 mm; · Furar paredes comuns e de concreto (furadeira de impacto); · Consumo de energia máximo de 450 watts; · Torque máximo de até 20 Nm; · Rotação máxima de 1.500 rpm; · Variação contínua da rotação de 0 a 2.500 rpm; · Peso da ferramenta inferior a 4 kg; · Retardo de acionamento máximo de 0,25 segundos. 11 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Decomposição de um Problema Complexo em Subproblemas Mais Simples Muitos desafios de projeto são complexos demais para serem resolvidos como um único problema e nestes casos devem ser divididos em vários subproblemas mais simples. Por exemplo, o design de um produto complexo, como uma copiadora de documentos, pode ser pensado como um conjunto de problemas de projeto mais específicos, incluindo, por exemplo, a concepção de um manipulador de documentos, a concepção de um alimentador de papel, o design de um dispositivo de captura de imagem. Em alguns casos, no entanto, o problema de design não pode ser facilmente dividido em subproblemas. Por exemplo, o problema de projetar um clipe de papel pode ser difícil de dividir em subproblemas. Como regra geral, a orientação geral é que as equipes tentem decompor problemas de um projeto, mas devem estar cientes de que tal decomposição pode não ser muito útil para produtos com funções extremamente simples. O processo de divisão de um problema em subproblemas mais simples é chamado de decomposição de problemas. O primeiro passo para decompor um problema funcionalmente é representá- lo como uma única caixa preta operando em fluxos de entrada (material, energia e sinais de controle) e fluxos de saída, como mostrado na Figura 1. As linhas contínuas mais finas denotam a transferência e a conversão da energia, as linhas contínuas grossas representam o movimento do material dentro do sistema, e as linhas tracejadas representam os fluxos de sinais de controle. O próximo passo na decomposição funcional é dividir a única caixa preta em subfunções para criar uma descrição mais específica do que os elementos do produto podem fazer para implementar a função geral do produto. Cada subfunção pode geralmente ser dividida em outras subfunções ainda mais simples. O processo de divisão é repetido até que os membros da equipe concordem que cada subfunção é simples o suficiente para iniciarem o trabalho. Uma boa regra é criar um diagrama com 3 a 10 subfunções. O resultado final, mostrado na Figura 1, é um diagrama de funções contendo subfunções conectadas por fluxos de energia, material e sinais de controle. Armazenar ou usar rede elétrica Conversor de energia Energia Materiais Fazer furo Sinais de controle Journals Journals Brocas Mecanismos para prender a broca Aplicar energia rotacional na broca Acionador Variador de rotação Figura 1 – Diagrama para o desenvolvimento de uma furadeira, destacando as subfunções Fonte: Elaborado pelo conteudista . 12 13 Note que nesta fase o objetivo é descrever os elementos funcionais do produto sem implicar em um princípio de funcionamento tecnológico específico para o conceito do produto. Por exemplo, a Figura 1 inclui a subfunção “mecanismo para prender a broca”. Esta subfunção é expressa de tal forma que não relaciona qualquer conceito de solução física particular, tais como “fixar a broca girando o mandril” ou “deslizar axialmente uma alavanca” para prendê-la. A equipe deve considerar cada subfunção isoladamente e, sempre que possível, procurar garantir que ela não implique em uma solução física particular. Não existe uma única maneira de criar um diagrama de funções, assim como uma decomposição funcional correta de um produto. Uma maneira útil de criar o diagrama é criar rapidamente vários rascunhos e, em seguida, refiná-los em um único diagrama, de forma que a equipe se sinta confortável em segui-lo. Algumas técnicas úteis para começar são: · Criar um diagrama de funções de um produto existente; · Criar um diagrama de funções baseado em um conceito de produto arbitrário já gerado pela equipe ou baseado em uma tecnologia de subfunção conhecida. É importante generalizar o diagrama para o nível apropriado de abstração; · Seguir um dos fluxos (por exemplo, o material) e determinar quais operações serão necessárias. Os detalhes dos outros fluxos geralmente acabam sendo decorrentes de suas conexões com o fluxo inicial. Observe que o diagrama de função normalmente não é exclusivo. Em particular, as subfunções podem muitas vezes ser ordenadas de diferentes maneiras para produzir diagramas de funções diferentes. Observe também que, em algumas aplicações, os fluxos de material, energia e sinais de controle são difíceis de identificar. Nestes casos, uma simples lista das subfunções do produto, sem conexões entre elas, é muitas vezes suficiente. A decomposição funcional é mais aplicável a produtos técnicos, mas também pode ser aplicada a produtos simples e aparentemente não técnicos. Por exemplo, um pote de sorvete possui o fluxo de material (ingredientes) que são separados, misturados, transformados, transportados e acondicionados. Essas subfunções poderiam formara base de uma decomposição de problemas. A decomposição funcional é apenas uma das várias formas possíveis de dividir um problema em subproblemas mais simples. Outras duas abordagens são: · Decomposição por sequência de ações do usuário. Por exemplo, o problema da furadeira pode ser dividido em três ações do usuário: mover a ferramenta para o local do furo, posicionar a ferramenta com precisão e apertar o gatilho da ferramenta. Esta abordagem é muitas vezes útil para produtos com funções técnicas muito simples que envolvem muita interação com o usuário; · Decomposição pelas principais necessidades do cliente. Para a furadeira, esta decomposição pode incluir os seguintes subproblemas: resposta rápida, 13 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto ser leve e possuir uma grande capacidade de furar. Esta abordagem é muitas vezes útil para os produtos em que a forma é o principal problema, e não os princípios técnicos ou tecnológicos. Exemplos de tais produtos incluem escovas de dentes e recipientes para acondicionamento de produtos. Concentrar os Esforços Iniciais nos Subproblemas Críticos Uma vez concluída a decomposição do problema, a equipe deve escolher os subproblemas considerados mais críticos para o sucesso do produto e que são mais susceptíveis de serem beneficiados por novas soluções criativas. Esta abordagem envolve uma decisão consciente de adiar a solução de alguns dos subproblemas. Por exemplo, a equipe da furadeira elétrica poderia decidir se concentrar nos subproblemas de armazenar ou não a energia, converter a energia elétrica em energia rotacional, e aplicar a energia rotacional para girar a broca. A equipe deveria estar confiante de que os problemas de manuseio e acionamento das brocas poderiam ser resolvidos depois que os problemas de armazenamento e conversão de energia fossem solucionados. A equipe também não precisaria se preocupar com a maioria dos problemas de interação do usuário com a ferramenta. A equipe poderia acreditar que a escolha de um princípio de funcionamento básico para a ferramenta poderia limitar a definição da forma final da ferramenta e isso os induziria a começar os trabalhos com a tecnologia central escolhida e, em seguida, considerar como aplicar essa tecnologia de uma forma atraente e de fácil utilização. Em geral, as equipes podem chegar a um consenso depois de alguns minutos de discussão sobre quais subproblemas devem ser abordados em primeiro lugar e quais devem ser adiados para uma consideração posterior. Etapa 2: Pesquisar Externamente A pesquisa externa visa encontrar soluções existentes para o problema global e para os subproblemas identificados durante o passo de esclarecimento do problema. Enquanto a pesquisa externa é listada como a segunda etapa no método de geração de conceitos, esta rotulação puramente sequencial é enganosa, pois a pesquisa externa ocorre continuamente ao longo do processo de desenvolvimento. Implementar uma solução existente é geralmente mais rápido e mais barato do que desenvolver uma nova solução. O uso liberal das soluções existentes permite que a equipe focalize sua energia criativa nos subproblemas críticos para os quais não há soluções satisfatórias existentes. Além disso, uma solução convencional para um subproblema pode frequentemente ser combinada com uma nova solução para produzir um design global superior. Por esta razão, a pesquisa externa inclui uma avaliação detalhada não só de produtos diretamente competitivos, mas também de tecnologias utilizadas em produtos que possuam as mesmas subfunções relacionadas. A busca externa por soluções é essencialmente um processo de coleta de informações. O tempo e os recursos disponíveis podem ser otimizados usando uma estratégia de expansão e foco: primeiramente expandimos o escopo da pesquisa reunindo amplamente informações que possam estar relacionadas ao problema e, 14 15 em seguida, focalizamos o escopo da pesquisa, explorando as direções promissoras com maiores detalhes. Uma dose exagerada de qualquer uma das duas abordagens citadas fará com que a pesquisa externa seja ineficaz. Os especialistas recomendam, pelo menos, cinco boas maneiras de coletar informações de fontes externas 1 Entrevistar usuários conceituados: Ao identificar as necessidades do cliente, a equipe fatalmente encontrará usuários conceituados. Estes são aqueles usuários que estão à frente do mercado, pois costumam experimentar o produto por meses ou anos a fio antes que a maioria do mercado o faça, e geralmente gostariam de se beneficiar de uma inovação no produto (ULRICH, 2012). Frequentemente, esses usuários líderes já teriam criado soluções para atender às suas necessidades. Isto é particularmente verdadeiro entre as comunidades de usuários altamente técnicas, tais como aquelas nos campos médicos ou científicos. Os usuários líderes podem ser procurados no mercado para o qual a equipe está desenvolvendo o novo produto, ou podem ser encontrados em mercados de produtos que implementam algumas das subfunções do produto. No caso da furadeira elétrica, a equipe poderia consultar os marceneiros da loja Leroy Merlin para solicitar novos conceitos. Esses usuários, que estão expostos a ferramentas de vários fabricantes, certamente já fizeram muitas observações sobre os pontos fracos em ferramentas existentes. 2 Consultar especialistas: Especialistas com conhecimento em um ou mais dos subproblemas não só podem fornecer conceitos de solução diretamente, mas também redirecionar a pesquisa em uma área mais frutífera. Esses especialistas são profissionais que podem ser encontrados nas empresas que fabricam produtos similares, consultores profissionais, professores universitários, engenheiros de institutos de pesquisa e representantes técnicos de fornecedores. Essas pessoas podem ser encontradas por telefone ou pela internet. Embora consultar especialistas possa ser considerado um trabalho árduo, é quase sempre menos demorado do que recriar o conhecimento existente. A maioria dos especialistas está disposta a falar por telefone ou a se reunir pessoalmente por uma hora ou mais sem cobrar por isso. Em geral, esses consultores costumam cobrar caso o tempo de consulta ultrapasse uma reunião inicial ou uma conversa telefônica. Já os fornecedores de produtos relacionados ao desenvolvimento estão geralmente mais dispostos a conceder vários dias de consultas sem compensação direta, caso percebam que alguém usará seu produto como um componente em um projeto. É obvio que os especialistas pertencentes a empresas diretamente concorrentes não estão, na maioria dos casos, dispostos a fornecer informações proprietárias sobre seus projetos de produtos. Uma boa forma de progredir é sempre pedir às pessoas consultadas para indicarem outros especialistas para serem contatados. As melhores informações 15 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto muitas vezes vêm dessas ligações de “segundo plano”. A equipe de design da furadeira, por exemplo, poderia consultar dúzias de especialistas, incluindo funcionários de postos de gasolina, pesquisadores de motores elétricos na Universidade de São Paulo e engenheiros de um fornecedor de gás encanado. Estes contatos poderiam ser feitos por telefone. 3 Pesquisar patentes: Patentes são uma fonte rica e prontamente disponível de informações técnicas contendo desenhos detalhados e explicações de quantos produtos realmente funcionam. A principal desvantagem das buscas de patentes é que os conceitos encontrados nas patentes mais recentes são protegidos (geralmente por 20 anos a partir da data do pedido de patente), e, portanto, pode haver um pagamento de royalty envolvido. No entanto, as patentes também são úteis para ver quais conceitos estão protegidos e quais já estão licenciados. Conceitos contidos em patentes estrangeiras sem cobertura global e em patentes expiradas podem ser usados sem pagamento de royalties. A pesquisa de patentes formalmente indexadas é difícil para os principiantes.Felizmente, várias bases de dados contêm o texto completo de todas as patentes. Essas bases de dados de texto podem ser pesquisadas eletronicamente por palavras- chave. Pesquisas de palavras-chave podem ser realizadas de forma eficiente com apenas alguns cliques de mouse e não é difícil encontrar patentes relevantes para um determinado produto. 4 Pesquisar literatura publicada: Literatura publicada inclui revistas técnicas, proceedings de conferências, revistas comerciais, relatórios governamentais, informações de mercado, consumidor e produto e novos anúncios de produtos. Pesquisas de literatura são, portanto, fontes muito férteis de soluções existentes. Pesquisas eletrônicas são frequentemente a maneira mais eficiente de coletar informações da literatura publicada. A pesquisa pela Internet é um bom primeiro passo, embora a qualidade dos resultados seja difícil de avaliar. Bancos de dados mais estruturados estão disponíveis em fontes on- line. Muitos desses bancos de dados armazenam apenas resumos de artigos – e não o texto completo. Para obter informações completas, é frequentemente necessária uma pesquisa mais profunda de um artigo. As duas principais dificuldades na condução de boas pesquisas de banco de dados são determinar as palavras-chave corretas e limitar o escopo da pesquisa. Há um trade-off (expressão já definida na Unidade I) entre a necessidade de usar mais palavras-chave para uma cobertura completa e a necessidade de restringir o número de correspondências a uma quantidade gerenciável. Manuais técnicos também podem ser referências muito úteis para pesquisa externa. Exemplos dessas referências de Engenharia são o Standard Handbook of Mechanical Engineering, Chemical Engineers’ Handbook e Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook. 16 17 5 Benchmark de produtos similares: No contexto da geração de conceito, benchmarking é o estudo de produtos existentes com funcionalidade semelhante à do produto em desenvolvimento ou para os subproblemas nos quais a equipe está focada. O benchmarking pode revelar conceitos existentes que foram implementados para resolver um problema específico, bem como informações sobre os pontos fortes e fracos da concorrência. Neste ponto, a equipe provavelmente já estará familiarizada com os produtos mais competitivos e mais estritamente relacionados. Produtos de outros mercados, mas com a mesma funcionalidade, são mais difíceis de encontrar. Uma das fontes conhecidas mais úteis para isso é o Thomas Register, nos Estados Unidos. Trata- se de um diretório de fabricantes de produtos industriais organizados por tipo de produto. O banco de dados Thomas Register pode ser acessado pela Internet. Por exemplo, no desenvolvimento da furadeira elétrica, os produtos intimamente relacionados poderiam incluir uma ferramenta movida a ar comprimido ou uma que possuísse atividades de impacto. Os produtos com funcionalidade relacionada (neste caso, armazenamento e conversão de energia) poderiam incluir garrafas para armazenar ar comprimido ou propelentes químicos que poderiam ser utilizados como fonte de energia. A equipe poderia adquirir e desmontar uma determinada quantidade de produtos similares, a fim de descobrir os conceitos gerais sobre os quais eles foram baseados, bem como outras informações mais detalhadas, incluindo, por exemplo, os nomes dos fornecedores de componentes específicos. A pesquisa externa é um método importante de reunir conceitos de solução. A habilidade em realizar pesquisas externas é, portanto, um ativo pessoal e organizacional valioso. Esta capacidade pode ser desenvolvida através da observação cuidadosa do mundo, a fim de desenvolver uma base de dados de tecnologias e por meio do desenvolvimento de uma rede de contatos profissionais. Mesmo com o auxílio de conhecimentos pessoais e de contatos, uma busca externa é considerada um “trabalho de detetive” e só será concluída mais eficazmente por aqueles que são persistentes e engenhosos na busca de oportunidades. Etapa 3: Pesquisar Internamente A busca interna é o uso do conhecimento e da criatividade pessoal e da equipe para gerar soluções-conceito. Muitas vezes chamado de brainstorming, este tipo de pesquisa interna reúne todas as ideias emergentes geradas a partir de conhecimento já de posse da equipe. Esta atividade pode ser a mais aberta e criativa de qualquer tarefa no desenvolvimento de produtos. Achamos útil pensar na busca interna como um processo de recuperação de uma informação potencialmente útil da memória e, em seguida, adaptando essa informação ao problema em questão. Este processo pode ser realizado por indivíduos que trabalham isoladamente ou por um grupo de pessoas que trabalham em conjunto. 17 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Quatro diretrizes são úteis para melhorar a busca interna individual e de grupo. 1 Criticar menos: Na maioria dos aspectos da vida diária, o sucesso depende da capacidade de avaliar correta e rapidamente um conjunto de alternativas e agir em seguida. Por exemplo, nenhum de nós seria muito produtivo caso decidisse o que vestir de manhã ou o que comer no café da manhã com base na elaboração de um conjunto de alternativas coletadas ao longo de um longo período de tempo, antes de fazer um julgamento. Isto porque estamos acostumados a tomar decisões rapidamente e seguir em frente, pois a maioria das decisões diárias em nossas vidas é tomada em questão de apenas alguns minutos ou horas. A geração de conceitos para o desenvolvimento de produtos é fundamentalmente diferente, pois teremos de conviver com as consequências das decisões de conceito tomadas para o produto por vários anos. Como resultado, a não interrupção da avaliação para gerar um grande conjunto de alternativas em relação às semanas ou dias necessários é fundamental para o sucesso. O fato de ser importante suspender o julgamento é frequentemente traduzido na regra em que durante as reuniões de grupo para a geração de conceito não é permitida a crítica de conceitos. Uma abordagem melhor para os indivíduos que percebem fraquezas em conceitos seria canalizar quaisquer tendências de crítica ou julgamento em sugestões de melhorias ou em conceitos alternativos. 2 Gerar muitas ideias: A maioria dos especialistas acredita que quanto mais ideias são geradas pela equipe, maior a probabilidade de que a equipe explore totalmente o espaço da solução. Aplicar esforços para produzir quantidade diminui as expectativas de qualidade para qualquer ideia em particular e, portanto, pode incentivar as pessoas a compartilharem ideias que as próprias acreditam que não vale a pena mencionar. Além disso, cada ideia age como um estímulo para outras ideias; logo, um grande número de ideias tem o potencial de estimular ainda mais ideias. 3 Não descartar ideias que podem parecer inviáveis: Ideias que inicialmente parecem inviáveis podem muitas vezes ser melhoradas, “depuradas” ou “reparadas” por outros membros da equipe. Quanto mais impraticável for uma ideia, mais extensos os limites do espaço de solução; isso encoraja a equipe a pensar além dos limites da possibilidade. Portanto, ideias inviáveis são bastante valiosas e devem ser encorajadas. 4 Usar expressão gráfica e física: Racionalizar sobre informações físicas e geométricas usando palavras é difícil; texto e linguagem verbal são inerentemente veículos ineficientes para descrever entidades físicas. Trabalhando individualmente ou em grupo, é possível disponibilizar as superfícies do esboço. Normalmente são utilizados materiais tais como espuma, argila, cartão e outros meios tridimensionais para problemas que requerem uma compreensão mais profunda da forma e das relações espaciais. 18 19 Sessões Individuais Podem Ser Úteis A resolução de problemas por um grupo de pessoas que trabalham individualmente pode dar bons resultados. Isso quer dizer que conjuntos de pessoas que trabalham sozinhas por um determinado período de tempo gerarão mais e melhores conceitosdo que se as mesmas pessoas trabalhassem juntas no mesmo período. Essa descoberta é contrária às práticas atuais das muitas empresas que realizam a maior parte de suas atividades de geração de conceito em sessões de grupo. Acreditamos que os membros da equipe devem gastar, pelo menos, parte de seu tempo envolvidos na geração de conceito trabalhando sozinhos. Acreditamos também que as sessões de grupo são críticas para a construção de consenso, comunicação de informações e refinamento de conceitos. Em um cenário ideal, cada indivíduo da equipe passaria várias horas trabalhando sozinho e, em seguida, o grupo se reuniria para discutir e melhorar os conceitos gerados individualmente. Sugestões para Gerar os Conceitos da Solução Equipes e indivíduos experientes podem apenas sentar e começar a gerar bons conceitos para um subproblema. Muitas vezes, essas pessoas desenvolveram um conjunto de técnicas que são utilizadas para estimular o seu pensamento, e essas técnicas tornaram-se parte natural de seu processo de resolução de problemas. Profissionais novatos em desenvolvimento de produtos podem ser auxiliados por um conjunto de dicas que estimulam novas ideias ou incentivam as relações entre ideias. Seguem algumas sugestões que achamos úteis: · Fazer analogias. Os designers experientes sempre se perguntam quais outros dispositivos solucionaram um problema relacionado. Frequentemente se perguntarão se há analogia natural ou biológica ao problema. Pensarão se seu problema existe em uma escala dimensional muito maior ou menor do que o que estão considerando. Perguntarão quais dispositivos fazem algo semelhante em uma área de aplicação não relacionada; · Desejos e preocupações. Pensamentos ou comentários do tipo: “Desejo que nós poderíamos...”, ou: “Pergunto-me o que aconteceria se...”, ajudam a estimular a si ou ao grupo a considerar novas possibilidades. Essas questões causam reflexão sobre os limites do problema. Por exemplo, um membro da equipe de furadeiras, quando perguntado acerca do torque necessário para furar concreto, poderia dizer: “Gostaria que a ferramenta tivesse um sistema de martelete ajustável gradualmente”. Uma discussão acerca deste comentário poderia levar, por exemplo, à ideia de que talvez uma ferramenta mais longa poderia ser utilizada como um apoio vertical quando fossem feitos furos no solo, permitindo que os usuários permaneçam em pé, ao invés de agachados; 19 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto · Usar estímulos relacionados. A maioria das pessoas pode pensar em uma nova ideia quando estiver perante um novo estímulo. Estímulos relacionados são aqueles gerados no contexto do problema em questão. Por exemplo, uma maneira de usar estímulos relacionados seria quando uma pessoa do grupo gera uma lista de ideias (trabalhando sozinha) e, em seguida, passa a lista para o seu vizinho. Após a reflexão sobre as ideias de outra pessoa, a maioria das pessoas é capaz de gerar novas ideias. Outros estímulos relacionados incluem declarações das necessidades do cliente e fotografias do ambiente de utilização do produto; · Usar estímulos não relacionados. Ocasionalmente, estímulos aleatórios ou não relacionados podem ser eficazes no encorajamento de novas ideias. Um exemplo de tal técnica é escolher, aleatoriamente, uma coleção de fotografias de objetos e, em seguida, pensar em alguma maneira em que o objeto gerado aleatoriamente possa estar relacionado ao problema em questão. Em uma variante desta ideia, as pessoas podem ser enviadas às ruas com uma câmera digital nas mãos e assim capturar imagens aleatórias para uso posterior, visando a estimulação de novas ideias. Esse procedimento também pode ser adotado como uma boa mudança de ritmo para um grupo cansado; · Definir metas quantitativas. Gerar novas ideias pode ser cansativo. Perto do final de uma sessão, as pessoas podem encontrar objetivos quantitativos úteis como uma força motivadora. Por exemplo, o pessoal do desenvolvimento da furadeira poderia definir metas quantitativas de 10 a 20 conceitos; · Usar o método da galeria. O método da galeria é uma maneira de exibir um grande número de conceitos simultaneamente para discussão. Esboços, geralmente um conceito por folha, são fixados nas paredes da sala de reuniões. Os membros da equipe circulam e olham para cada conceito. O criador do conceito pode conceder uma explicação, e o grupo faz sugestões subsequentes para melhorar o conceito ou espontaneamente gerar conceitos relacionados. Este método é uma boa maneira de unir esforços individuais e de grupo. Na década de 1990, uma metodologia russa de resolução de problemas chamada Triz (acrônimo russo para a Teoria da Resolução de Problemas Inventivos) começou a ser disseminada na Europa e nos Estados Unidos. A metodologia é particularmente útil na identificação de princípios físicos de trabalho para resolver problemas técnicos. A ideia-chave do processo Triz é identificar uma contradição que está implícita em um problema. Por exemplo, uma contradição no problema da furadeira poderia ser que o aumento da potência (uma característica desejável) tenderia também a aumentar o peso (uma característica indesejável). Uma das ferramentas da Triz é uma matriz de 39 por 39 características, com cada célula correspondente a um conflito particular entre duas características. Para cada célula da matriz são sugeridos até quatro princípios físicos como formas de resolver o conflito correspondente. Existem 40 princípios básicos, incluindo, por exemplo, o 20 21 de ação periódica (ou seja, substituir uma ação contínua por uma ação periódica, como um impulso). Usando Triz, a equipe da furadeira poderia ter chegado ao conceito de usar maior quantidade de impactos menores para furar o concreto. A ideia de identificar um conflito no problema de projeto e, em seguida, pensar em maneiras de resolver o conflito parece ser uma heurística muito útil na solução de problemas. Esta abordagem pode ser útil na geração de conceitos mesmo sem adotar toda a metodologia da Triz. Etapa 4: Explorar Sistematicamente Como resultado das atividades de pesquisa externa e interna, a equipe terá coletado dezenas ou centenas de fragmentos de soluções-conceito para os subproblemas. A exploração sistemática tem como objetivo navegar o espaço de possibilidades, organizando e sintetizando esses fragmentos de solução. A equipe da furadeira, por exemplo, poderia focar nos subproblemas do armazenamento, conversão e entrega de energia e gerar dezenas de fragmentos de conceito para cada subproblema. Uma abordagem para organizar e sintetizar esses fragmentos seria considerar todas as combinações possíveis dos fragmentos associados a cada subproblema. No entanto, uma pequena aritmética revela a impossibilidade dessa abordagem: apenas os três subproblemas em que a equipe se concentrou e uma média de 15 fragmentos para cada subproblema, a equipe teria que considerar 3.375 combinações de fragmentos (15 x 15 x 15). Isso seria uma tarefa assustadora até mesmo para a equipe mais entusiasmada. Além disso, a equipe descobriria rapidamente que muitas das combinações nem sequer fazem sentido. Felizmente, existem duas ferramentas específicas para gerenciar essa complexidade e organizar o pensamento da equipe: a árvore de classificação de conceitos e a tabela de combinação de conceitos. Árvore de Classificação de Conceitos A árvore de classificação de conceitos ajuda a equipe a dividir as possíveis so- luções em categorias independentes. É usada para dividir o espaço de possíveis soluções em várias classes distintas que facilitarão a comparação e a extinção da- quelas menos promissoras. Um exemplo de árvore para o exemplo da furadeira pode ser visto na Figura 2. Os ramos desta árvore representam as diferentes fontes de energia. 21 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Armazenar ou não a energia Energia Química Energia Pneumática Energia Hidráulica Tomada da rede elétrica Sistemas comcompostos explosivos Sistemas expansivos com ar Bateria Células de Combustível Energia Nuclear Eletricidade Figura 2 – Árvore de classificação para o fragmento do conceito da fonte de energia para a furadeira Fonte: Elaborado pelo conteudista A árvore de classificação fornece, pelo menos, quatro benefícios importantes. 1 Extinção das ramificações menos promissoras: Estudando a árvore de classificação, a equipe é capaz de identificar uma abordagem de solução que parece não possuir mérito; assim, esta abordagem pode ser extinta e a equipe pode focar sua atenção nas ramificações mais promissoras da árvore. A extinção de um ramo da árvore requer alguma avaliação e julgamento e, portanto, deve ser feita com cuidado, mas a realidade do desenvolvimento do produto é que há recursos limitados e concentrar os recursos disponíveis nas direções mais promissoras é fundamental. Para a equipe da furadeira, a fonte de energia nuclear poderia ser extinta. 2 Identificação de abordagens independentes para o problema: Cada ramo da árvore pode ser considerado como uma abordagem diferente para resolver o problema global. Algumas dessas abordagens podem ser quase completamente independentes umas das outras. Nestes casos, a equipe pode deslocar seus esforços para dois ou mais indivíduos ou para uma força-tarefa. Quando duas abordagens parecerem promissoras, essa divisão de esforços pode reduzir a complexidade das atividades de geração de conceito e também pode gerar alguma competição saudável entre as abordagens em consideração. Por exemplo, 22 23 a equipe da furadeira poderia ter chegado à conclusão de que tanto a ramificação química/explosiva quanto à elétrica pareciam bastante promissoras. Poderiam ter atribuído essas duas abordagens a duas diferentes sub-regiões e as terem perseguido de forma independente por várias semanas. 3 Ênfase inadequada em certos ramos: Uma vez que a árvore é construída, a equipe é capaz de refletir rapidamente se o esforço aplicado a cada ramo foi devidamente alocado. Por exemplo, a equipe da furadeira poderia ter reconhecido que havia aplicado muito pouco esforço para pensar sobre as fontes de energia hidráulica e tecnologias de conversão. Este reconhecimento poderia direcionar a equipe para concentrar esforços nesse ramo da árvore por alguns dias. 4 Refinamento da decomposição do problema para um determinado ramo: Às vezes, a decomposição de um problema pode ser adaptada a uma abordagem específica do problema, com vantagens. Considere, por exemplo, o ramo da árvore correspondente à fonte de energia elétrica. Com base em uma investigação adicional do processo de furação, a equipe da furadeira poderia chegar à conclusão de que a potência instantânea entregue durante o processo de furação foi de cerca de 5.000 watts por alguns milissegundos e, portanto, excedendo assim a potência disponível em uma tomada, uma bateria ou célula de combustível. Poderiam ter concluído, portanto, que a energia deveria ser armazenada durante um determinado período de tempo durante o processo de furação (digamos, 100 milissegundos) e, então, repentinamente liberada para fornecer a potência instantânea necessária para realizar o trabalho desejado. Esta análise rápida poderia ter levado a equipe a adicionar uma subfunção (“acumular energia de rotação”) em seu diagrama de função. Em vez disso, os técnicos poderiam optar por adicionar essa subfunção após a conversão de energia elétrica em energia mecânica, mas poderiam ter considerado a possibilidade de acumular a energia brevemente por intermédio de um capacitor. A árvore de classificação da Figura 2 mostra as soluções alternativas para o subproblema da energia. No entanto, existem outras árvores possíveis. A equipe poderia ter escolhido usar uma árvore classificando as soluções alternativas para o subproblema de fornecimento de energia, mostrando ramos para um apertar de botão momentâneo, furar normalmente ou impactando o concreto da parede. As árvores podem ser construídas com ramos correspondentes aos fragmentos de solução de qualquer um dos subproblemas, mas certas classificações são mais úteis. Em geral, um subproblema cuja solução restringe fortemente as possíveis soluções para os subproblemas restantes é um bom candidato para uma árvore de classificação. Por exemplo, a escolha da fonte de energia (elétrica, nuclear, pneumática etc.) restringe-se a um motor elétrico ou um pistão-cilindro, que podem ser utilizados para converter a energia de alimentação em energia rotacional. Em contraste, a escolha do mecanismo de consumo de energia (furação normal, com impactos etc.) não constrange muito as soluções para os outros subproblemas. A 23 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto reflexão sobre qual subproblema provável e mais fortemente restringirá as soluções para os subproblemas restantes normalmente conduzirá a uma ou duas maneiras claras de construir a árvore de classificação. Tabelas de Combinação de Conceitos Uma tabela de combinação de conceitos guia a equipe na consideração seletiva e sistemática de combinações de fragmentos. As colunas dessa tabela poderiam corresponder aos subproblemas identificados. As entradas em cada coluna correspondem aos fragmentos de solução para cada um desses subproblemas derivados das pesquisas externa e interna, por exemplo. A escolha de uma combinação de fragmentos não leva espontaneamente a uma solução para o problema global. A combinação de fragmentos deve, geralmente, ser desenvolvida e refinada antes que uma solução integrada possa emergir. Este desenvolvimento pode nem mesmo ser possível ou pode levar a mais de uma solução, mas no mínimo envolve pensamento criativo adicional: de certa forma, a tabela de combinação é simplesmente uma maneira de fazer associações forçadas entre fragmentos, a fim de estimular o pensamento criativo; de modo algum o simples ato de selecionar uma combinação produz uma solução completa. Duas diretrizes facilitam o processo de combinação de conceitos. Primeiro, se um fragmento pode ser eliminado por ser inviável, antes de combiná-lo com outros fragmentos, então o número de combinações que a equipe precisa considerar pode ser substancialmente reduzido. Em segundo lugar, a tabela de combinação de conceito deve ser concentrada nos subproblemas que são acoplados. Os subproblemas acoplados são aqueles cujas soluções podem ser avaliadas apenas em combinação com as soluções de outros subproblemas. Por exemplo, a escolha da fonte de energia elétrica específica a ser utilizada (bateria versus energia da rede elétrica), embora extremamente crítica, é um tanto independente da escolha da conversão de energia (energia elétrica contra ar comprimido). Portanto, a tabela de combinação de conceitos não precisa conter uma coluna para os diferentes tipos de fontes de energia elétrica. Isso reduz o número de combinações que a equipe deve considerar. Como uma questão prática, tabelas de combinação de conceitos perdem sua utilidade quando o número de colunas exceder três ou quatro. Gerenciamento do Processo de Exploração A árvore de classificação e as tabelas de combinação são ferramentas que uma equipe pode usar com certa flexibilidade. São maneiras simples de organizar o pensamento e orientar as energias criativas da equipe. Raramente as equipes geram apenas uma árvore de classificação ou uma única tabela de combinação de conceitos. Tipicamente, a equipe cria várias árvores de classificação alternativas e várias tabelas de combinação de conceitos. Intercalado com esta atividade exploratória pode haver um refinamento da decomposição do problema original ou a busca de pesquisa adicional interna ou externa. A etapa de exploração da geração de conceito geralmente age mais como um guia para o pensamento criativo do que como a etapa final do processo. Lembre-se que no início do processo 24 25 a equipe escolhe alguns subproblemas sobre os quais concentrará sua atenção. Eventualmente, a equipe deve voltaratrás para endereçar todos os subproblemas. Isso geralmente ocorre depois que a equipe reduziu o intervalo de alternativas para os subproblemas críticos. Etapa 5: Refl etir Sobre as Soluções e o Processo de Desenvolvimento Embora esta etapa seja colocada aqui no final por conveniência, a reflexão deve, de fato, ser realizada ao longo de todo o processo. A equipe deve se perguntar sobre o andamento dos trabalhos. Algumas perguntas são do tipo: · A equipe está convicta de que o espectro de soluções foi amplamente explorado? · Existem diagramas de função alternativos? · Existem formas alternativas de decompor o problema? · As fontes externas foram cuidadosamente avaliadas? · As ideias de todos foram aceitas e integradas ao processo? Os membros da equipe da furadeira, por exemplo, poderiam ter discutido se haviam dado demasiada atenção ao problema do armazenamento e conversão de energia na ferramenta, ignorando a interface do usuário e a configuração geral. Poderiam ter decidido que as questões energéticas permaneceriam no cerne do problema e que a sua decisão de focar essas questões em primeiro lugar poderia ter sido justificada. Poderiam também se perguntar se haviam seguido todos as ramificações da árvore de classificação. Inicialmente, eles poderiam ter buscado conceitos elétricos, químicos e pneumáticos antes de se estabelecerem em um determinado conceito elétrico. Em retrospectiva, a abordagem química poderia ter apresentado algumas deficiências óbvias de segurança e de percepção do cliente (poderiam, por exemplo, estar explorando o uso de compostos explosivos como fonte de energia). Eles poderiam decidir que, embora tivessem gostado de alguns aspectos da solução química, deveriam eliminá-la da consideração no início do processo, destinando mais tempo na busca detalhada de alguns dos ramos mais promissores. 25 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto A equipe poderia ter explorado vários desses conceitos com mais detalhes e ter construído dois protótipos de sua furadeira incorporando duas soluções fundamentalmente diferentes: i) um motor que enrolasse uma mola e liberasse a energia em golpes constantes; e ii) um motor acoplado a uma massa rotativa que repetidamente lançasse a broca contra o concreto a uma taxa de cerca de 10 ciclos por segundo até que o furo fosse feito. Em suma, uma reflexão é necessária para permitir uma avaliação mais precisa sobre todo o processo de desenvolvimento do conceito. Assim, terminamos esta terceira Unidade na expectativa de que tenha lhe dado uma boa ideia do que o desenvolvimento do conceito do projeto representa para o processo. 26 27 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Livros Projeto e Desenvolvimento de Produtos BARBOSA FILHO, A. N. Projeto e desenvolvimento de produtos. São Paulo: Atlas, 2009. Elaboração de Projetos da Introdução a Conclusão CONSALTER, M. A. C. Elaboração de projetos da introdução a conclusão. [S.l.]: Ibpex, 2013. Moderno Gerenciamento de Projetos DALTON. V. Moderno gerenciamento de projetos. 2. ed. [S.l.]: Pearson, 2015. Inovação em ambientes organizacionais: teorias, reflexos e práticas LOURES, R. C. R.; SCHIEM. M. Inovação em ambientes organizacionais: teorias, reflexos e práticas. [S.l.]: Ebpex, 2012. Desenvolvimento de Novos Produtos e Serviços PAIXÃO, M. V. Desenvolvimento de novos produtos e serviços. [S.l.]: Ibpex, 2013. O Gestor de Projetos RICHARD, N. O gestor de projetos. 2. ed. [S.l.]: Pearson, 2010. Product Design and Development ULRICH, T. K.; EPPINGER, S. D. Product design and development. 5nd ed. New York: McGraw Hill, 2012. 27 UNIDADE Projeto Conceitual do Produto Referências BAXTER, M. Projeto de produto: um guia prático para o design de novos produtos. São Paulo: E. Blücher, 2011. ROTONDARO, R. G.; MIGUEL, P. A. C. Projeto do produto e do processo. São Paulo: Atlas, 2010. ROZENFELD, H. et al. Gestão de desenvolvimento de produtos: uma referência para a melhoria do processo. São Paulo: Saraiva, 2006. SLACK, N.; CHAMBERS, C. Administração da produção. São Paulo: Atlas, 2012. 28
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