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CAPÍTULO I
DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS
E SUA IMPORTÂNCIA PARA A COMPETITIVIDADE
1.1 - I NTRODUÇÃO
O atual cenário de competição nacional e internacional aponta a sobrevivência das empresas como função do grau de competitividade de seus produtos. A competitividade, por sua vez, baseia-se nos requisitos de qualidade, custo e tempo, como ilustrado na fig. 1.1. Num mercado global e em constante evolução, o perfil do consumidor atual exige produtos de alta qualidade a um baixo custo. Um produto que chegar tardiamente ao mercado terá sua fatia deste mercado ocupada por um concorrente ou talvez já não satisfaça mais as necessidades, em constante evolução, do consumidor. Além disto, inserido neste cenário, observa-se que o número de empresas entrando no mercado é cada vez maior; que a competição de preços e outros tipos de dimensões competitivas (como a qualidade) tem se tornado cada vez mais acirradas; que o ciclo de vida dos produtos está ficando cada vez mais curto; e que a produção de grande variedade e pequenos lotes está crescendo, em resposta à diversificação das necessidades dos consumidores. Assim, o processo de desenvolvimento de produtos assume importância fundamental para a competitividade das industrias no mercado. Este desenvolvimento visto de maneira simples, engloba tudo sobre a elaboração de produtos certos para os mercados certos, a qualidade certa, o preço certo, para as especificações e desempenho certos. Em outras palavras desenvolvimento de produtos é um processo pelo qual uma organização transforma informações de oportunidades de mercado e de possibilidades técnicas em informações para a fabricação de um produto comercial. Este processo vai além do projeto do produto e do processo, englobando relações com outros setores da empresa como a produção, o marketing e a logística, e com o ambiente externo a empresa, como o mercado. Como parte do desenvolvimento se tem a atividade de projeto do produto. O objetivo é então orientar o leitor para uma visão abrangente do desenvolvimento de produtos, mais especificamente para o projeto de produtos, mostrando as preocupações que deve ter, quais são os métodos e ferramentas apropriadas para o desenvolvimento de um produto de qualidade, que hoje em dia tem uma conotação bem ampla. Deixar claro, também, que projeto não é somente uma atividade de cálculo ou dimensionamento de componentes mecânicos, por exemplo, como se tem ouvido, às vezes, de freqüentadores de cursos de projeto. Tem-se, ainda, o objetivo de mostrar a importância da atividade de projeto para a qualidade ou competitividade do produto, e como isto pode ser alcançado com o uso de uma metodologia ou sistemática apropriada. Com a globalização da economia, a consciência da importância da atividade de projeto do produto e da busca por conhecimentos e métodos, para melhorar a qualidade e reduzir o ciclo de desenvolvimento, tem-se observado uma evolução significativa nos últimos anos.
Fig. 1.1 - Requisitos para a competitividade de produtos.
1.2 – P RODUTO
Num sentido amplo, produto pode ser um bem ou serviço resultante de qualquer processo. Mais especificamente, o termo produto se refere a artefato^1 concebido, produzido, transacionado e usado pelas pessoas ou organizações, por causa das suas propriedades e funções que podem desempenhar, satisfazendo desejos ou necessidades de um mercado. Os produtos são constituídos de elementos básicos que formam um conjunto de atributos básicos tais como: aparência, forma, função, material, embalagem, rótulo, cor, sabor e aroma, marca, imagem (reputação), serviços pós-venda e garantias. Um novo produto pode ser considerado como o desenvolvimento e a introdução de um produto, não previamente manufaturado por uma empresa, no mercado ou a apresentação de um produto já existente num novo mercado não previamente explorado pela empresa. Novos produtos não necessariamente significam produtos originais, novos produtos podem ser obtidos com melhorias e modificações em produtos existentes. Assim, um novo tamanho e forma de um produto já existente podem representar um novo produto. Da mesma forma, um produto já existente introduzido num novo nicho de mercado ou um novo mercado geográfico pode ser considerado um novo produto. Um produto nunca antes visto é também um novo produto, apesar de ser menos comum que os outros tipos. Os novos produtos podem ser classificados em: a) Variantes de produtos existentes , que incluem as extensões de linha, o reposicionamento de produtos em termos de seu uso e mercado, formas novas, versões modificadas de produtos existentes, e em alguns casos a nova embalagem de produtos existentes. b) Inovativos, que são o resultado de modificações feitas em produtos existentes gerando produtos de elevado valor agregado, sendo geralmente que um maior grau de inovação está associado a um tempo mais longo de desenvolvimento e maior custo de pesquisa. c) Criativos , que são os produtos com existência nova, nunca antes vistos. Geralmente o tempo de desenvolvimento é bastante longo e os custos de pesquisa e desenvolvimento são elevados. A introdução de produtos criativos no mercado pode ser bastante arriscada e as chances de falhar são altas. Se o produto é bem sucedido, imitadores rapidamente invadirão o mercado, com a vantagem de não terem investido tempo e recursos no desenvolvimento e criação do produto. Vale observar que o reprojeto de produtos existentes pode resultar em novos produtos dentro de qualquer uma das categorias anteriores.
(^1) Artefato é um objeto produzido industrialmente
Qualidade
Custo (^) Tempo
COMPETITIVIDADE
NECESSIDADE
PLANEJAMENTO DO PRODUTO
PLANEJAMENTO DO PROCESSO
PROJETO
PRODUÇÃO
PRODUTO
USO DO PRODUTO
MARKETING
RETIRADA
Fig. 1.3 - Ciclo de vida do produto segundo as atividades que o produto passa.
1.4 - A I MPORTÂNCIA DA F UNÇÃO P ROJETO
Dentro de uma visão abrangente, no âmbito da empresa, se pode entender por função qualquer grupo de atividades realizadas conjuntamente para alcançar determinado objetivo. Assim, uma função pode ser delimitada por um único departamento, ou mesmo ser formada por vários departamentos. Dentro desta visão uma empresa pode ser representada por suas principais funções organizadas como mostrado na figura 1.4.
Pesquisa (^) Projeto Produção Marketing Distribuição
Apoio ao Consumidor
Estratégia & Administração
Figura 1.4 - Funções de uma empresa.
Desta forma, a atividade de projeto é vista como uma função corporativa não como uma atividade separada. As mudanças são um fato sempre presente da vida, e as mudanças no mercado irão ditar a necessidade de novos produtos na medida em que os produtos tornam-se obsoletos ou as vendas declinem. Assim, sob o ponto de vista das empresas, o projeto e o desenvolvimento de produtos tendem a transformar o papel e a posição do projetista,
alargando o espectro desta atividade de maneira muito significativa. Da mesma forma que as forças de mercado geram a necessidade para o projeto de um produto, o ato de projetar dá lugar a mudanças na empresa. O gerenciamento adequado destas mudanças acaba por determinar em muito a lucratividade de uma empresa. A atividade de projeto é atualmente considerada como um fator chave para o sucesso das empresas no mercado. Um bom projeto não garante o sucesso do produto, mas é de fundamental importância para tal. Existe uma analogia muito forte entre projeto e qualidade, que podem ser vistos como aspectos um do outro. A percepção da qualidade por parte do consumidor é fortemente influenciada pela atividade de projeto. O direcionamento para a qualidade engloba todas as áreas funcionais de uma empresa, tanto quanto seus fornecedores, assegurando que todos interajam de modo a entenderem as necessidades de cada um. Muitas empresas adotam o conceito da “ total quality management ”, assegurando uma forte cooperação através dos contornos funcionais e organizacionais. Pelo envolvimento dos setores de Marketing, Manufatura e engenheiros de campo, desde o início do desenvolvimento de cada produto, e projetando para a efetiva manufatura, poucas mudanças serão necessárias quando o produto for lançado, favorecendo a obtenção de padrões competitivos de qualidade. Ou seja, um forte comprometimento do projeto com a produção, implica em que atrasos e surpresas podem ser evitados. Segundo o Aurélio, a palavra projeto é a idéia que se forma de executar ou realizar algo no futuro, é um plano, um intento ou desígnio. Assim projeto do produto é um plano de um empreendimento a ser realizado, um produto, com o fim de atender uma necessidade. O projeto do produto então pode ser formulado como uma atividade de planejar, sujeito às restrições da resolução, uma peça, uma parte ou um sistema para atender de forma ótima necessidades estabelecidas, sujeito, ainda, às restrições de solução. Entende-se aqui como restrições de resolução aquelas que se relacionam com o conhecimento disponível, o tempo, facilidades de laboratório e de computação para resolver o problema e, as restrições de solução que englobam aspectos de custos, disponibilidade de materiais, equipamentos de fabricação, de uso, manutenção e descarte. Assim, um projeto sendo sempre sujeito a certas restrições, torna a solução, em qualquer ponto no tempo, invariavelmente um compromisso Como se pode observar, projeto do produto é um plano amplo de realizar algo, compreendendo aspectos desde a identificação de uma necessidade até o descarte, ou seu efeito no meio ambiente. Hoje em dia estão superadas as visões econômicas tradicionais que definiam a competitividade como uma questão de preços, custos e taxas de câmbio, mas mesmo assim a fig.1-5 pode ser útil para uma análise e visão atual. Esta figura mostra que o custo do produto fica praticamente comprometido com as tomadas de decisão nas primeiras fases do ciclo de vida, isto é, até concluir o projeto detalhado. Em outras palavras, 80% do custo do produto fica comprometido com 20% da fase do projeto realizada. Isto nada mais é do que a fase de projeto conceitual concluída. Ainda sob o enfoque do custo do produto a fig.1-6 mostra, de forma figurada num bloco de gelo, que para o consumidor, a maior parte dos custos estão abaixo da linha da água. A fig.1-7 mostra com certa semelhança os dados da fig. 1-2, mas aqui se tem dados de composição do custo do produto considerando o projeto, materiais, mão-de-obra e instalações, mas também a influência ou sombra das decisões tomadas em cada um dos setores sobre o custo do produto.
Figura 1.7 -Influência sobre o custo do produto devido as tomadas de decisão referentes ao projeto, material, mão-de-obra e instalações [1-20].
1.5 - CAMPO DE CONHECIMENTO E SUA EVOLUÇÃO
Como já foi visto no item anterior o projeto ou plano do produto tem um sentido bem amplo, deve conter considerações, preocupações ou informações que cobrem todo o ciclo de vida do produto, que aqui é entendido como as fases pelas quais passa um produto, ou seja: identificação das necessidades; projeto conceitual; projeto preliminar; projeto detalhado; avaliação do produto; produção; distribuição; uso; manutenção e descarte. O objetivo do presente texto é abordar os conhecimentos, ferramentas e metodologias que englobam as fases desde a identificação das necessidades até a avaliação do protótipo, mas sem deixar de embutir no projeto as características de adequacidades ou qualidades das demais fases do ciclo da produção ao descarte. Para ter uma melhor visualização das atividades desenvolvidas ao longo de um ciclo de vida de um produto tem-se o quadro 1.1, mostrando o também chamado, ciclo do consumidor ao consumidor. Como pode ser observado o campo de conhecimento estuda princípios, metodologias e ferramentas de apoio ao desenvolvimento do produto, desde a fase de identificação das necessidades até a distribuição e uso do produto no mercado. Estes assuntos são abordados na literatura sob os títulos de: metodologia de projeto; engenharia do produto; projeto de engenharia e teoria de projeto. Na literatura inglesa encontram-se termos tais como: "engineering design"; "product design" e "theory of design". Na língua alemã encontram-se os termos de: "Methodisches Konstruieren"; "Theorie der Konstruktionsprozesse" e "Konstruktionslehre". Ao longo dos anos vários bons livros sobre projeto surgiram e muitos ainda deverão surgir. Nos Estados Unidos, uma grande parte da literatura disponível sobre projeto mecânico é relacionada ao projeto de elementos de máquinas, como, por exemplo, aqueles escritos por Juvinall e Marshhek (Fundamentals of Machine Component Design, 1991) e Shigley e Mishke (Mechanical Engineering Design, 1989). No projeto de elementos de máquinas,
geralmente as formas dos objetos são especificadas sendo primeiramente atacado o problema da determinação dos tamanhos, para em seguida serem escolhidos os materiais. Os processos de manufatura raramente são abordados. Durante os anos 60, apareceram várias obras tratando do projeto sob uma visão mais ampla, tais como Asimov ((Introduction to Design: Fundamentals of Engineering Design, 1962), Krick (An Introduction to Engineering and Engineering Design, 1965), Dixon (Design Engineering, 1966), Woodson (Introduction to Engineering Design, 1966), Cain (Engineering Product Design, 1969) e Vidosic (Elements of Design Engineering, 1969). Entretanto, por várias razões, observou-se que nos Estados Unidos pouca enfase foi dada ao assunto projeto, tanto na educação quanto na pesquisa. Este panorama mudou fortemente a partir da publicação do relatório da ASME (American Society of Mechanical Engineers) "Goals and Priorities for Research on Design Theory and Methodology" de 1985, onde se constatou que grande parte da perda de competitividade dos produtos dos Estados Unidos era devido a baixa qualidade de projeto de seus produtos e ao pequeno esforço de pesquisa e ensino neste campo de conhecimento.
Quadro 1.1 - Ciclo de vida do consumidor ao consumidor (adaptada de [1-1])
Consumidor
Identificação da necessidade
"Faltas" ou "Desejos" por sistemas (as deficiências ou problemas se tornam evidentes através de resultados básicos de pesquisa).
Função de planejamento
Análise de mercado; estudo da viabilidade; planejamento avançado do sistema (seleção do sistema, especificações e planos, pesquisa do plano de aquisição/projeto/produção, plano de avaliação, plano de suporte logístico e uso do sistema); revisão do planejamento; proposta.
Produtor (^) Função projeto
Requisitos de projeto; projeto conceitual; projeto preliminar, projeto detalhado; suporte de projeto; desenvolvimento de protótipo/modelo; transição do projeto para a produção.
Função de produção e/ou construção
Requisitos de produção e/ou construção; análise de operações e engenharia industrial (planta de engenharia, engenharia de manufatura, engenharia de métodos, controle de produção); controle de qualidade; operações de produção.
Função de avaliação
Requisitos de avaliação; categorias de avaliação e testes; fase de preparo dos testes (planejamento, recursos, etc.); avaliação e testes formais; coleção de dados, registro, análise, ações de correção, re-teste.
Consumidor
Função de uso e suporte logístico
Uso operacional e distribuição do sistema; elementos de suporte ao ciclo de vida e logístico; avaliação do sistema; modificações; fase externa do produto; deposição de material, reclamação e/ou reciclagem.
Isto contrasta nitidamente com as atividades desenvolvidas na Europa. Na Alemanha durante os anos 60, por exemplo, foi lançado um esforço combinado visando a melhoria da educação, pesquisa e prática de projeto. Pode-se mencionar a influência na educação em projetos por parte educadores europeus tais como: Hubka, Andreasen e Eder (Practical Studies in Engineering Design, 1988), Hubka e Eder (Engineering Design, 1992), Pahl e Beitz (Engineering Design - A Systematic Approach, 1988) e Rozemburg e Eekels (Product Design: Fundamentals and Methods, 1995) que disponibilizaram suas obras em língua inglesa. O livro de Pahl e Beitz (1988), apresenta um tratamento bastante completo sobre o assunto. Os autores enfatizam que o projetista deve entender e clarificar o problema, trabalhar
1987 K. M. WALLACE e C. HALES [1 - 17] 1988 G. PAHL e W. BEITZ (em inglês) 1988 V. HUBKA, M. M. ANDREASEN e W.E. EDER 1989... Diversos [1 - 18] a [1 - 21]
1.6 - TENDÊNCIAS ATUAIS DO C AMPO DE CONHECIMENTO EM P ROJETO DO
P RODUTO
No quadro 1-2 já foi mostrado que a partir dos meados da década de 80, surgiu uma avalanche de novos termos, conceitos, preocupações ou siglas. Para citar alguns exemplos, traduzidos para o português e com as siglas de origem tem-se:
- projeto para o ciclo de vida do produto, DFLC;
- projeto para o mercado;
- projeto para custo, DFC;
- desenvolvimento integrado do produto, IPD;
- engenharia concorrente, CE;
- engenharia simultânea, SE;
- projeto para a qualidade, DFQ;
- projeto para competitividade, DFC;
- projeto para manufatura, DFM;
- projeto para montagem, DFA;
- projeto para meio ambiente, DFE;
- projeto para manutenibilidade,
- reengenharia, RE, etc...
Assim poder-se-ia prolongar por muito tempo os nomes e siglas que provavelmente encheria mais de uma página. Dentro destes conceitos o importante é destacar duas linhas principais de pensamento. A primeira é que o projeto deve ser elaborado tendo por preocupação todas as fases por que passa o produto, isto é, desde a identificação das necessidades até o descarte. Nesta linha pode-se enquadrar siglas tais como: DFLC, DFQ e DFC. A segunda linha é quanto ao processo de desenvolvimento do produto, no que se refere a multidisciplinaridade, integração de equipes e simultaneidade de atividades de desenvolvimento, onde cabem as siglas: IPD, CE e SE. A fig.1-8 ilustra a segunda linha de pensamento e procedimento.
NECESSIDADE
Projeto Conceitual/ Preliminar
Projeto Detalhado/ Desenvolvimento
Produção e/ou Construção
Uso/ Desativação/ Descarte Projeto do Sistema de Manufatura
Manufatura
Projeto do Sistema de Apoio Logístico
Apoio e Manutenção do Projeto
Fig. 1-8. Engenharia simultânea: ciclos de vida do produto, do processo e do apoio logístico.
Outras siglas, como por exemplo, DFM, DFA e DFE são técnicas ou princípios de projeto para adequar o produto para uma determinada etapa do processo de desenvolvimento ou uma determinada qualidade. Outra visão rica em novos termos ou siglas é quando se enfoca o meio computacional ou o uso do computador no processo de produção, onde se tem então siglas tais como: CAD, CAE, CAM, CIM e ES. Este último ES, sistemas especialistas para projeto, é um campo fértil de desenvolvimento e de pesquisa. Todas estas técnicas, princípios, procedimentos e ferramentas têm o mesmo objetivo que é o desenvolvimento de produtos de qualidade sob todos os aspectos, num período curto ou que seja competitivo. Havendo esta preocupação, especialmente, no início do processo pode-se evitar o efeito escala, mostrado na fig.1-9, onde se mostra o fator multiplicador de custo de possíveis mudanças necessárias no produto, se a qualidade desejada não foi alcançada.
Lançamento
Produção Custo de mudança Protótipo
Projeto
Início
10 100 1.000 10.
Estágios de desenvolvimento
Figura 1.9 - Efeito de escala de custos de mudanças do produto nos diversos estágios de desenvolvimento [1-20].
De acordo com a referência [1-21] de um levantamento efetuado junto a empresas americanas, mundialmente reconhecidas como competitivas, incluindo a Xerox, Polaroid, Ford, Hewlett-Packard, Carrier e a GE, as correntes melhores práticas de desenvolvimento do produto são como as relacionadas a seguir:
- obtenção e consideração, de novas e melhoradas idéias de produtos e processos, de consumidores, de colaboradores e de mercado. Este processo é facilitado e apoiado por contínuo fluxo de informações de novas metodologias, materiais e tecnologias;
- seleção de novas idéias para estudos preliminares relativos ao projeto, potencial de mercado, fabricação, custos e estratégias da empresa;
- engenharia simultânea usando equipes multifuncionais para obtenção da integração da função do produto, dos processos de manufatura, aspectos de mercado e outras considerações do ciclo de vida, durante o processo de desenvolvimento do produto;
- pontos e critérios de decisão e participantes de decisões muito bem definidos, durante o processo de desenvolvimento do produto;
- uso intensivo da computação no desenvolvimento de protótipos e de métodos e tecnologias de simulação, CAD, modelamento sólido e modelamento de montagem;
- constante pesquisa visando a substituição de materiais;
- comprometimento total da empresa por qualidade, custo e prazos de lançamento do produto no mercado;
1.13. K. ROTH. Konstruieren mit Konstruktions Katalogen. Springer Verlag, 1982.
1.14. VDI 2221. Methodik zum Entwickeln und Konstruieren Technischer Systeme und Produkte, 1985.
1.15. ASME REPORT. Goals and Priorities for Research on Design Theory and Methodology. National Science Foundation, 1985.
1.16. ASME RESEARCH. Design Theory and Methodology - A new Discipline. Mechanical Engeneering. August, 1986. pp. 23-27.
1.17. K. M. WALLACE and C. HALES. Some Applications of a Systematic Design Approach in Britain. Konstruktion. 39 (1987) H.7. pp. 275-279.
1.18. J. L. NEVINS and D. L. WHITNEY. Concurrent Design of Products and Processes. McGraw - Hill, 1989.
1.19. S. PUGH. Total Design. Addison - Wesley, Wokingham, 1991.
1.20. P. G. SMITH and D. G. REINERTSEN. Developing Products in Half the Time. Van Nostrand Reinhold, 1991.
1.21. B. HUTHWAITE. Design for Competitiveness. Institute for Competitive Design. USA, 1992.
1.22. J. R .DIXON. New Goals for Engineering Education. Mechanical Engineering. March
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1.23. L. COUTINHO e J. C. FERRAZ. Estudo da Competitividade da Indústria Brasileira. Editora Papirus, 1994.
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