Prototipagem Reduz Riscos durante o desenvolvimento de produtos

Artigo Técnico - Utilização de protótipos reduz riscos durante o desenvolvimento de produtos no setor automobilístico

Com a evolução do automóvel, bem como dos níveis de exigência de seus consumidores, cada vez mais a indústria automobilística é desafiada a ser mais rápida, assertiva e inovadora em seus desenvolvimentos.

Essa nova realidade gerou uma dinâmica na qual as equipes de projetos atuam no desenvolvimento de produtos assumindo inúmeros riscos, uma vez que boa parte das definições somente será consolidada em uma fase mais avançada do desenvolvimento.

Essa nova maneira de se trabalhar com o projeto vivo pode gerar muitos retrabalhos nas fases avançadas do projeto, comprometendo seu sucesso.

Porém, como essa é uma realidade imutável para os dias atuais, os engenheiros e equipes de projetos utilizam ferramentas gerenciais, estratégicas e técnicas de prototipagem virtual e física para manter todos esses riscos sob controle, de forma que sejam mensuráveis mesmo para as situações mais extremas de ocorrência.

Fatores quantificáveis como o desempenho e o tempo de desenvolvimento do produto, ou ainda o custo, são dados que possuem targets pré-estabelecidos e, na maioria das vezes, permitem obter um produto competitivo, dentro das exigências do mercado e com resultados financeiros esperados.

Entretanto, outros fatores parecem ter importância fundamental para atender aos gostos e preferências diversificados dos clientes brasileiros que são: o design, a qualidade da execução e a inclusão de itens de tecnologia, uma vez que promovem um conforto maior.

Essas são, em parte, concepções subjetivas de difícil avaliação e nem todos serão mensuráveis ou verificáveis por meio de ensaios ou simulações virtuais.

Assim, o desenvolvimento de produtos que possuem características que não são mensuráveis objetivamente traz um desafio maior para sua produção, dado que, a maior parte das formas de avaliação e de redução dos riscos envolve aumento de custo, tempo e, em alguns casos, impactam no desempenho.

O grande desafio pode ser compreendido como sendo a explicitação de um conjunto de situações que identificam pontos críticos para o desenvolvimento de um automóvel competitivo, em todos os aspectos, concebido de forma correta e sem necessidade de revisões do projeto após o seu lançamento e, o mais importante: que o projeto seja executável a partir da aplicação de processos industriais disponíveis e adequados a cada peça em particular, sem a necessidade de novos investimentos em materiais e processos.

E isso deve acontecer dentro dos processos nacionais de fabricação de automóveis, uma vez que a facilitação da produção, com custos previsíveis e emprego de processos industriais disponíveis, significa a redução de custos, com otimização dos resultados em termos de produto final.

Nesta linha de raciocínio, uma possibilidade de sucesso está associada à utilização de protótipos para o desenvolvimento de partes dos automóveis, levando a uma equalização das deficiências ou discrepâncias em termos de avaliações do produto, porque permitem a avaliação constante e objetiva durante o desenvolvimento.

Desta forma, classifica-se cada projeto como um estudo de caso que será de grande contribuição para o aprimoramento dos projetos futuros.

Os estudos de caso, na essência, têm as características da investigação mais qualitativa do que quantitativa. Esse parece ser o senso comum dos autores que defendem essa metodologia.

Nesse sentido, o estudo de caso é regido pela lógica que guia as sucessivas etapas de recolha, análise e interpretação da informação dos métodos qualitativos, com a particularidade de que o propósito da investigação é o estudo intensivo de um ou poucos casos (Latorre, 2003)

Pesquisadores de várias disciplinas usam o método de investigação do estudo de caso para desenvolver, na prática, uma teoria existente, como também para produzir uma nova teoria quando não há material acadêmico disponível para pesquisa.

O estudo de caso também é aplicado para contestar ou desafiar alguma teoria, explicar um acontecimento ou estabelecer uma base de estudo inicial para determinadas situações.

Segundo Latorre (2003), embora o estudo de caso seja visto com mais ênfase nas metodologias qualitativas, isso não significa que não possam contemplar perspectivas mais quantitativas.

Segundo Yin (2009), a metodologia do estudo de caso busca “investigar um fenômeno atual dentro do seu contexto real, quando as fronteiras entre o fenômeno e o contexto não são claramente definidas e utilizando-se várias fontes de evidência”.

Mediante as dificuldades inerentes aos problemas novos, pode-se adotar o estudo de caso como forma de lidar com eventos reais com o cujo objetivo de explicar ou explorar o conhecimento sobre os eventos inseridos no seu próprio locus de produção ou de ocorrência.

Yin (2009) ensina que o estudo de caso, quando exaustivo ou detalhado, oferece conhecimentos profundos, mesmo quando se estuda um único objeto.

Nesse caso, adotando-se como objeto de estudo o protótipo, pode-se encontrar a resposta de inúmeros fatores que estão expostos a um risco, sobre os quais não se possui nenhuma base teórica para mitigação.

Utilizando-se da metodologia de estudo de caso identifica-se a necessidade de um protocolo que deve conter os procedimentos e as regras que foram previstas com o objetivo de se aumentar a confiança no resultado final.

Segundo Yin (2009), esse protocolo deve conter:

  • Uma visão geral do projeto do estudo de caso – objetivos, ajudas, as questões do estudo de caso e as leituras relevantes sobre os tópicos a serem investigados;
  • Os procedimentos e ferramentas utilizados;
  • As questões do estudo de caso que o investigador deve ter em mente, os locais, as fontes de informação, os formulários para o registro dos dados e as potenciais fontes de informação para cada questão.

Esse protocolo tem como objetivo atuar como facilitador para a coleta e interpretação dos dados e, no caso de acontecimentos passados, tal formatação reduzirá a necessidade de se retornar ao local onde o estudo foi realizado (Yin, 2009).

Uma vez definido o protocolo, serão mais claras quais são as questões a serem respondidas que expõem o projeto ao risco e também, não menos importante, é ter estabelecido quais são as possíveis proposições para estabelecer um ponto de partida de comparação para os resultados obtidos com os protótipos.

Defende-se que com o uso de protótipos desde o início da produção, além de se ter um produto mais robusto, do ponto de vista de projeto, também se obtém um processo de fabricação mais consistente, pois, durante a experimentação realizada na fase dos protótipos, há um considerável aprendizado sobre os processos necessários à construção.

Isso representa a redução de vários riscos nessa fase, além da possibilidade de se identificar ganhos de produtividade em uma fase bem avançada, o que se reflete, diretamente, nos custos de fabricação e melhora a rentabilidade do projeto.

Já seriam grandes os benefícios concentrando-se apenas em uma parcela do projeto referente ao desenvolvimento do produto, com foco em algumas características de maior relevância: design e características ligadas diretamente à funcionalidade do produto, porém existem outras características que também podem ser analisadas que apesar de relevantes já possuem um histórico mais robusto e problemas com soluções conhecidas.

Prototipagem – Entre elas podemos citar: qualidade, dimensional, materiais e aplicações.

Uma opção de extensão dessa utilização dos protótipos pode apresentar resultados positivos para o projeto como um todo e justificar, ainda mais, a aplicação dos mesmos, seria uma análise dos benefícios ao desenvolvimento dos processos produtivos e de montagem estabelecidos para o produto, principalmente no que se refere ao tempo.

Inúmeras ações e estudos de manufatura e qualidade, que apenas se iniciam após a produção das primeiras peças, poderiam ser antecipados, além da possibilidade de estudar otimizações que também só são possíveis de ser identificadas com o produto em mãos.

O protótipo é largamente utilizado no desenvolvimento de produtos desde os mais simples projetos aos mais complexos e em diversos tipos de indústria: linha branca, automotiva, cosmética, civil, aeronáutica, software, etc..

O protótipo pode ser o primeiro exemplar de algum produto, geralmente utilizado para teste ou como modelo, ou um exemplar que apresenta claramente as formas do produto, dependendo do processo que foi utilizado para sua construção.

Como também pode ser apenas um modelo de referência simplificado, feito de forma artesanal com materiais como madeira, papel e isopor com o objetivo de possibilitar um melhor entendimento do conceito do produto por meio de uma peça tridimensional.

Para Toldest (2002) um protótipo pode ser desde um esboço em guardanapo ou toalha de mesa até um item completamente funcional.

Modelos 3D originados em sistemas CAD são definidos como um tipo de protótipo virtual. Recomenda-se o seu uso antes da construção de um protótipo físico, com o objetivo de reduzir tempo e custo no desenvolvimento de produto.

O protótipo tem muita utilização ao longo do desenvolvimento do produto, desde as fases iniciais, utilizado nas definições de conceito até a fase final servindo de referência para o produto final (TOLDEST, 2002).

Oliveira, Oliva, Bueno e Macarrão, (2004) afirmam que, mesmo que os projetos sejam desenvolvidos com a tecnologia CAD (3D), é necessária a construção de protótipos físicos para o processo de validação.

Uma visão míope do tema nos faria enxergar os protótipos apenas como a representação de um produto em desenvolvimento, porém o protótipo segue até 4 propostas e são utilizados desde o início do desenvolvimento até o teste final da produção em série:

  1. Prova de conceito – foco na funcionalidade e requerimentos de engenharia e do consumidor;
  2. Prova de produto – foco nos ajuste finais do projeto do produto, o material e processo é de extrema importância;
  3. Prova de processo – utilizado para verificar as especificações finais do produto e do processo de produção;
  4. Prova de produção – é o momento em que toda a cadeia produtiva é testada e validada antes da produção e venda do produto.

As necessidades identificadas na fase do projeto vão direcionar para qual proposta o protótipo se faz necessário e o quão representativo ele deve ser.

Por meio dos protótipos é possível obter aprendizado técnico e mercadológico, promover a integração entre os diversos departamentos da empresa com o projeto/produto e fazer as verificações dos objetivos de datas e desenvolvimento do projeto, ou seja, consolidar o cronograma de desenvolvimento do produto.

Os protótipos no PDP (processo de desenvolvimento do produto) têm como principais finalidades: a aprendizagem, a comunicação, a integração, a redução de custo e de tempo e de riscos da inovação.

Desse modo, se reduzem também as etapas do PDP. Pode-se afirmar, então, que progressos importantes são alcançados, dado que as questões do projeto são respondidas.

Da mesma maneira, o custo do protótipo se justifica pela economia de tempo e de desenvolvimento do produto, associada ao ganho final em qualidade. O protótipo tem ainda a vantagem de gerar grandes economias em estágios mais avançados do processo.

“A representação física de um produto é muito mais fácil de ser entendia do que um desenho técnico ou uma descrição verbal”. (Volpato, 1999).

O investimento nos protótipos, que na fase inicial dos projetos se pensa ser, do ponto de vista financeiro, um custo adicional, após um estudo mais detalhado e sua correta aplicação nos diferentes momentos do produto, desde sua concepção até o cliente final, na verdade se torna um investimento necessário e em alguns casos rentável ao final do projeto.

Pode-se afirmar que os protótipos representaram uma economia nos valores investidos para construção dos ferramentais e uma antecipação de oportunidades de melhoria que podem ser o grande diferencial para se obter um produto robusto, rentável e de sucesso.

Plástico Moderno, Alexandre Ameri
Alexandre Ameri

Este artigo – Prototipagem – é parte da dissertação de mestrado de Alexandre Ameri cuja referência completa é:

  • Ameri, Alexandre;
    Utilização de protótipos para redução de riscos durante o desenvolvimento do produto na indústria automobilística. /
  • Alexandre Ameri. São Paulo, 2014. 94p. Dissertação (Mestrado em Processos Industriais)
  • – Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo.
  • Área de concentração: Desenvolvimento e Otimização de Processos Industriais. Orientador: Prof. Dr. James Manoel Guimarães Weiss

Sobre o Autor: Texto: Alexandre Ameri

Alexandre Ameri é mestre em Processos Industriais pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo, graduado em Engenharia Mecânica Automobilística pelo Centro Universitário da FEI, de São Paulo.

Atualmente é gerente da Engenharia de Fabricação de Protótipos do Departamento de Design da General Motors do Brasil. Contato: [email protected]

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