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MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA

Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em acessibilidade no transporte aéreo

São Paulo 2016

MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA

Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em acessibilidade no transporte aéreo

Trabalho de Formatura apresentado à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do diploma de Engenheiro de Produção

São Paulo 2016

MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA

Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em acessibilidade no transporte aéreo

Trabalho de Formatura apresentado à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para obtenção do diploma de Engenheiro de Produção

Orientador: Prof. Doutor Eduardo de Senzi Zancul

São Paulo 2016

Dedico esse trabalho à minha avó, Olímpia

AGRADECIMENTOS Eis aqui o trabalho que simboliza a conclusão de uma das mais importantes etapas de minha vida, que durante seis longos anos foi transformada pelo conhecimento. Apesar de levar apenas meu nome em sua capa, bem como tudo o que conquistei até hoje, este estudo não seria possível sem o apoio de terceiros, que merecem todos os meus agradecimentos. Agradeço primeiramente aos meus pais, irmãos, tias e avó por sempre me motivarem e apoiarem. Mas agradeço principalmente por não esperarem nada de mim, a não ser minha felicidade. Agradeço aos meus amigos, principalmente os Politécnicos do grupo L..., Afinal, foi junto deles que mais aprendi ao longo desta jornada. Mas não posso esquecer de meus amigos do Objetivo, que estiveram sempre ao meu lado. Agradeço especialmente ao professor Dr. Eduardo Zancul por não deixar me faltar orientação e também a todos os outros professores que de uma maneira ou outra participaram de minha formação. Agradeço a Alê, Marim, Durão e a todos monitores da Oficina InovaLab@POLI, em especial ao Lucas e ao Daniel, por dividirem comigo seus conhecimentos durante esse processo de aprendizado e confecção. Agradeço a todos alunos e orientadores que participaram junto a mim do projeto do CNPq por criarem a base que me permitiu desenvolver o trabalho.

Que nada nos limite, que nada nos defina, que nada nos sujeite. Que a liberdade seja nossa própria substância, já que viver é ser livre (Simone de Beauvoir)

RESUMO

Vivemos em um mundo de possiblidades. A globalização e os avanços tecnológicos nos permitiram desbravar novas fronteiras, exercendo plenamente o direito de ir e vir. Contudo, a mobilidade ainda é um desafio para um imenso grupo de pessoas com deficiência física e mobilidade reduzida. O mundo projetado para a maioria acaba por excluir essa parcela significante da população que acaba enfrentando uma série de desafios para exercer o direito de ir e vir. Um exemplo claro desta exclusão é o transporte aéreo. Com projetos pautados pela redução de custos e aumento do lucro, a engenharia cria cabines cada vez mais compactas sem considerar a experiência de voo de pessoas com limitações, que é cada vez mais prejudicada pela falta de acessibilidade. Na tentativa de atuar sobre este cenário de exclusão, a Escola Politécnica da USP deu início a um projeto em conjunto com a Faculdade de Arquitetura e Urbanismo e o Centro Interdisciplinar de Tecnologias Interativas (CITI) com o apoio do CNPq na busca por soluções de mobilidade dentro da experiência de voo de pessoas com mobilidade reduzida. Este projeto, que foi elaborado ao longo de dois anos, teve como um de seus objetivos a criação de uma nova tecnologia para o uso de cadeiras de rodas dentro da aeronave. O desenvolvimento aconteceu através da iteração por diversos ciclos de prototipagem com a intenção de conhecer o problema, conectar-se com os potenciais usuários e desenvolver uma proposta inovadora de solução. O trabalho aqui apresentado tem por seu objetivo principal a apresentação e descrição do processo de desenvolvimento de tal proposta de solução através da aplicação dos diferentes ciclos previstos na metodologia de Design Thinking até a obtenção de um protótipo final para o produto. Contudo, além de se focar apenas no processo de desenvolvimento em sí, aparece como objetivo secundário a proposta de aplicação de uma estratégia e plano de prototipagem para a condução de um ciclo de prototipagem. Através dos resultados obtidos, percebe-se que dentro do escopo do projeto, a aplicação de um plano estruturado durante um ciclo de prototipagem foi de grande valia e assegurou não só a construção de um protótipo final que atendesse as expectativas do projeto como também potencializou a experiência de aprendizado do autor, mesmo que ainda sejam necessários mais testes para comprovar sua total aplicabilidade. Como resultado final do projeto, temos uma cadeira de rodas que apresenta uma nova solução para amenizar os problemas de transferência entre assentos dentro da cabine de um avião, sendo necessário se continuar o processo de validação da ideia com a realização de mais testes junto a usuários no próprio ambiente de uma cabine de avião.

Palavras-chave: Design Thinking, Desenvolvimento de produto, Prototipagem, Acessibilidade.

ABSTRACT

We live in a world of possibilities. Globalization and the technological advancements made us able to open new frontiers, fully exercising the right to come and go. However, mobility is still a challenge for a huge group of people with disabilities and reduced mobility. The world is designed for the majority and it ends up excluding this significant portion of the population that has to face a number of challenges for simply exercising the right to come and go. A clear example of this exclusion is air transport. With projects guided by cost reduction and profit increase, engineering creates increasingly compact cabins without no regard to people with limited flight experience, which is increasingly hampered by the lack of accessibility. In an attempt to act on this exclusion scenario, the USP Polytechnic School started a joint project with the Faculty of Architecture and Urbanism and the Interdisciplinary Center for Interactive Technologies (CITI) with the support of CNPq, in the search for mobility solutions within the flight experience of disabled. This project, which was developed over two years, had as one of its objectives the development of a new technology for the use of wheelchairs inside the aircraft. The development took place through iteration by several prototyping cycles with the intention of knowing the problem, connecting with potential users and developing an innovative proposal solution. This work has as its main objective the presentation and description of the process of developing such a solution proposed by the application of different prototyping cycles in the methodology of Design Thinking, in order to get a final prototype for the product. However, more than just present the final solution, this work has as secondary objective the application and analysis of a strategy and prototyping plan for driving the prototyping cycle. With the results, it is clear that within the scope of the project, the application of a structured plan during a prototyping cycle was of great value. It ensured not only the construction of a final prototype that met the project expectations but also enhanced the author’s learning experience, even if more tests are still needed to prove its full applicability. As the final result of the project, we have a wheelchair that presents a new solution to ease the difficulties in transferring between seats inside an airplane. However, the solution is not considered fully complete, and it is necessary to continue the solution validation process with more tests in a plane cabin environment.

Keywords: Design Thinking, Prototyping strategy, Product development, Accessibility.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1: PDP segundo Rozenfeld............................................................................................ 24 Figura 2: Evolução dos custos no PDP..................................................................................... 27 Figura 3: Etapas em um cilco de Design Thinking ................................................................... 29 Figura 4: Ciclos de prototipagem em Design Thinking ............................................................ 32 Figura 5: Dimensões da prototipagem segundo Chua et al. (2010).......................................... 34 Figura 6: Software CAD - SolidWorks .................................................................................... 38 Figura 7: Metodologia - Fases.................................................................................................. 47 Figura 8: Primeira fase de desenvolvimento ............................................................................ 48 Figura 9: Metodologia de prototipagem) .................................................................................. 50 Figura 10: Cadeira Embracess .................................................................................................. 52 Figura 11: Modelos encontrados no mercado .......................................................................... 54 Figura 12: Beenchmark – Referências conceituais................................................................... 55 Figura 13: Sketches - Função crítica ......................................................................................... 58 Figura 14: Protótipos - Função crítica ...................................................................................... 59 Figura 15: Modelo de poltrona ................................................................................................. 60 Figura 16: Modelo Virtual - Protótipo Funcional ..................................................................... 62 Figura 17: Modelo Físico - Protótipo Funcional ...................................................................... 63 Figura 18: Sketch – Trava mola de torção ................................................................................ 69 Figura 19: Sketch - Trava sobe e desce .................................................................................... 69 Figura 20: Sketch Trava giratória ............................................................................................. 70 Figura 21: Desenvolvimento do plano de prototipagem .......................................................... 77 Figura 22: Detalhe – Rodas ...................................................................................................... 84 Figura 23: Detalhe - Apoio de pé ............................................................................................. 85 Figura 24: Detalhe – Assento ................................................................................................... 85 Figura 25: Detalhe – Rolamentos ............................................................................................. 85 Figura 26: Detalhe – Travas ..................................................................................................... 86

Figura 27: Detalhe – Traseira................................................................................................... 86 Figura 28: Detalhe - Vista traseira da cadeira .......................................................................... 87 Figura 29: Detalhe - Vista frontal da cadeira ........................................................................... 87 Figura 30: Sketch - Nova solução de trava .............................................................................. 92 Figura 31: Cadeira Impressa em 3d ......................................................................................... 93 Figura 32: Desenhos 2d para corte ........................................................................................... 94 Figura 33: Preparação para o corte a laser ............................................................................... 94 Figura 34: Corte de peça a laser ............................................................................................... 94 Figura 35: Base da cadeira em construção ............................................................................... 95 Figura 36: Confecção da base de rolagem ............................................................................... 95 Figura 37: Confecção base de travas........................................................................................ 96 Figura 38: Confecção trilhos de rolagem ................................................................................. 96 Figura 39: Materiais utilizados no acabamento ....................................................................... 97 Figura 40: Montagem com aplicação de cola .......................................................................... 98 Figura 41: Processo de montagem ........................................................................................... 98 Figura 42: Cadeira - vista lateral .............................................................................................. 99 Figura 43: Conjunto de rodas ................................................................................................... 99 Figura 44: Braço de apoio ...................................................................................................... 100 Figura 45: Apoio para os pés ................................................................................................. 100 Figura 46: Base de deslizamento ........................................................................................... 101 Figura 47: Deslizamento de assento....................................................................................... 101 Figura 48: Sistema de travas .................................................................................................. 102 Figura 49: Assento móvel ...................................................................................................... 102 Figura 50: Comparação Vritual x Real .................................................................................. 104 Figura 51: Evolução através de ciclos de prototipagem ........................................................ 107 Figura 52: Desenho técnico - Base de fixação ....................................................................... 112 Figura 53: Desenho técnicno - Apoio de rolamento .............................................................. 112

LISTA DE TABELAS Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais ............................................................ 39 Tabela 2: Critérios de seleção ................................................................................................... 71 Tabela 3: BOM ......................................................................................................................... 88

LISTA DE QUADROS Quadro 1: Tecnologias de manufatura...................................................................................... 36 Quadro 2: Estratégias de prototipagem por Wheelwright e Clark (1992) ................................ 43 Quadro 3: Personas - Horácio ................................................................................................... 56 Quadro 4: Personas - Aline ....................................................................................................... 57 Quadro 5: Requisitos - Protótipo Funcional ............................................................................. 61 Quadro 6: Soluções e requisitos ............................................................................................... 61 Quadro 7: Resultados - Primeira fase ....................................................................................... 64 Quadro 8: Benchmark - Travas ................................................................................................ 68 Quadro 9: Questionamentos estratégicos ................................................................................. 76 Quadro 10: Requisitos do plano de prototipagem .................................................................... 80 Quadro 11: Gronograma de execução ...................................................................................... 83 Quadro 12: Lista de materiais ................................................................................................... 89 Quadro 13: Comprar x Fazer .................................................................................................... 90 Quadro 14: Fornecedores potenciais ........................................................................................ 91 Quadro 15: Vantagens e desvantagens da aplicação do plano de prototipagem .................... 106

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

BOM

Bill of Materials – Estrutura do Produto

CAE

Computer Aided Engineering

CAD

Computer Aided Design

CNC

Computer Numerical Control

CNPq

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

DT

Design Thinking

d.school

Instituto Hasso Plattner de Design da Universidade de Stanford

IBGE

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística

PDP

Processo de Desenvolvimento de Produtos

SSCs

Sistemas, Subsistemas e Componentes

SUMÁRIO 1

2

Introdução ......................................................................................................................... 17 1.1

Contextualização ........................................................................................................ 17

1.2

Motivação .................................................................................................................. 19

1.3

Objetivo ..................................................................................................................... 19

1.4

Participação do autor ................................................................................................. 20

1.5

Estrutura do trabalho .................................................................................................. 20

Revisão da Literatura ........................................................................................................ 23 2.1

2.1.1

Pré-desenvolviemnto – planejamento do projeto ............................................... 24

2.1.2

Desenvolvimento ................................................................................................ 25

2.2

3

PDP tradicional .......................................................................................................... 23

Design Thinking ........................................................................................................ 27

2.2.1

O Design Thinking como é concebido atualmente ............................................. 28

2.2.2

Porque aplicar o Design Thinking ...................................................................... 28

2.2.3

A abordagem de Design Thinking ...................................................................... 29

2.2.4

Ciclos de prototipagem em Design Thinking ..................................................... 31

2.3

Diferentes PDPs ......................................................................................................... 32

2.4

Processo de prototipagem .......................................................................................... 33

2.4.1

Protótipos físicos ................................................................................................ 35

2.4.2

Protótipos virtuais ............................................................................................... 36

2.4.3

Protótipos físicos x virtuais ................................................................................ 38

2.4.4

Planejamento para prototipagem ........................................................................ 39

2.4.5

Estratégias de prototipagem................................................................................ 40

Metodologia ...................................................................................................................... 45 3.1

Fase 1: Início do processo de desenvolvimento – Primeiros ciclos de prototipagem 48

3.2

Fase 2: Ciclo final de prototipagem do Design Thinking .......................................... 48

3.2.1

Fase 2 – Etapa 1: Início do ciclo de prototipagem ............................................. 49

3.2.2 Fase 2 – Etapa 2: Desenvolvimento de uma metodologia para a otimização do ciclo final de prototipagem ............................................................................................... 49

4

3.2.3

Fase 2 – Etapa 3: Construção do protótipo ......................................................... 50

3.2.4

Fase2 – Etapa 4: Testes e análise dos resultados ................................................ 50

Desenvolvimento .............................................................................................................. 51 4.1

Primeira fase do Projeto CNPq – Início do processo de desenvolvimento ............... 51

4.1.1

O Projeto ............................................................................................................. 51

4.1.2

Entendimento do problema – Benchmark .......................................................... 52

4.1.3

Primeiro ciclo de prototipagem: Protótipo de Função crítica ............................. 55

4.1.4

Segundo ciclo de prototipagem: Protótipo Funcional ........................................ 59

4.1.5

Resultados finais ................................................................................................ 63

4.2

Segunda fase do projeto CNPq- Novo ciclo de prototipagem................................... 65

4.2.1

Aplicação de uma metodologia de prototipagem ............................................... 65

4.2.2

Empatia .............................................................................................................. 66

4.2.3

(Re) Definir ........................................................................................................ 67

4.2.4

Ideação ............................................................................................................... 67

4.3

Proposta de um plano de prototipagem ..................................................................... 71

4.3.1

Peculiaridades da prototipagem em Design Thinking ....................................... 71

4.3.2

Planejamento e estratégias no processo de prototipagem do PDP ..................... 73

4.3.3

O porquê de aplicar um modelo de planejamento de prototipagem em DT ...... 74

4.3.4

Modelo de planejamento de prototipagem em DT............................................. 75

4.3.5

Plano de prototipagem ....................................................................................... 77

4.4

Aplicação da estratégia de prototipagem – Construção do protótipo ........................ 83

4.4.1

Criação do modelo virtual .................................................................................. 83

4.4.2

Seleção de materiais ........................................................................................... 87

4.4.3

Modelo físico de aparência – Impressão 3d ....................................................... 92

4.4.4

Confecção do modelo físico ............................................................................... 93

4.5

Testes e análise dos resultados ................................................................................ 102

4.5.1

Testes ............................................................................................................... 103

4.5.2

Análise do protótipo final ................................................................................ 103

5

Análise da aplicação do plano de prototipagem ............................................................. 105

6

Conclusões e considerações finais ................................................................................. 107

7

Referências Bibliográficas ............................................................................................. 109

8

Apêndice ........................................................................................................................ 111 8.1

A – Estudo das peças a serem construídas .............................................................. 111

8.2

B – Desenhos apresentados no levantamento de orçamento ................................... 112

8.3

C – Plano de montagem........................................................................................... 113

17

1

INTRODUÇÃO A Engenharia tem como sua função primária, independentemente da vertente de

especialização, modificar o ambiente por meio da aplicação de seus conceitos e ferramentas, fazendo cumprir seus objetivos essenciais não só para indústria e mercado, mas também para a sociedade. Apesar desse aspecto parecer óbvio, não é fácil mensurar o impacto que as soluções de engenharia têm para cada indivíduo que é afetado direta ou indiretamente pelos seus resultados. Dentro do campo de atuação da Engenharia de Produção, o desenvolvimento de produtos é uma área de suma importância. Cabendo ao engenheiro a missão de integrar aspectos técnicos e de negócio a fim de desenvolver itens e trazer soluções que as pessoas desejam ou necessitam consumir, com o máximo de eficiência possível. Considerando o Engenheiro de Produção como um vetor de mudança dentro do campo de desenvolvimento de produtos, foi que se encontrou a motivação para o desenvolvimento deste trabalho. Neste capítulo, são apresentados o contexto, a motivação e o objetivo deste trabalho. 1.1

Contextualização O trabalho aqui apresentado aparece como um desdobramento de um projeto

desenvolvido em conjunto pelo Departamento de Engenharia de Produção da Escola Politécnica da USP (EP-PRO), a Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP (FAU) e o Centro Interdisciplinar de Tecnologias Interativas da USP (CITI), com apoio do CNPq, no âmbito dos projetos de formação de núcleos de pesquisa em tecnologia assistiva. O projeto, iniciado em agosto de 2014, teve como objetivo o: “desenvolvimento de soluções e processos para aprimorar o acesso e a utilização do transporte aéreo por pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida”. O projeto teve como objetivos específicos: •

Desenvolvimento de uma cadeira de rodas para uso no interior de aeronaves (cadeira de bordo);

•

Desenvolvimento de conceitos inovadores para a adaptação de banheiros de aeronaves;

•

Desenvolvimento

de

controles

acessíveis

para

otimizados para o uso por pessoas com deficiência.

assentos

aeronáuticos

18

•

Desenvolvimento de processos de embarque e desembarque que façam uso das soluções desenvolvidas no decorrer do projeto;

A equipe de projeto foi composta por professores, pesquisadores e por alunos de pósgraduação e de graduação de vários cursos de Engenharia e do curso de Design da USP. A equipe diretamente envolvida nos trabalhos contou com a participação de sete alunos de graduação e de um aluno de mestrado, conforme listado a seguir: •

Carlos Florio Mendes – aluno de graduação em Engenharia Elétrica da EPUSP;

•

João Pedro Matos Pereira – aluno de graduação em Engenharia de Produção da EPUSP;

•

Lucas FujiWara Osako – aluno de graduação em Engenharia Naval da EPUSP;

•

Maira Kondo – aluna de graduação em Design da FAU-USP;

•

Marina Magrini Luiz Alonso – aluna de graduação em Design da FAU-USP;

•

Matheus Ramos Morgado – aluno de graduação em Engenharia Elétrica da EPUSP;

•

Alexandre Machado Rocha – aluno de mestrado em Engenharia de Produção da EPUSP;

•

Marcelo Augusto Paiva dos Santos Pereira – aluno de graduação em Engenharia de Produção da EPUSP e autor deste trabalho.

O projeto se desdobrou em nove trabalhos acadêmicos, sendo gerados seis artigos científicos, dois trabalhos de conclusão de curso, como esse aqui apresentado, e uma dissertação de mestrado em andamento. Como resultado, foram desenvolvidos três novos produtos de tecnologia assistiva, sendo eles: •

Uma cadeira de rodas para uso interno em aeronaves, cadeira de bordo;

•

Um lavatório acessível;

•

Uma solução de controles acessíveis de assento aeronáutico para pessoas com deficiência.

Mais especificamente, o trabalho aqui apresentado discorre sobre o processo de desenvolvimento da primeira das soluções, a cadeira de rodas para uso interno em aeronaves.

19

1.2

Motivação Pode-se separar em duas frentes distintas a justificativa para o desenvolvimento deste

trabalho. A primeira delas, diretamente ligada ao projeto que o gerou, é o benefício social relacionado com a criação de um produto de tecnologia assistiva para o transporte aéreo para pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida. De acordo com o Censo realizado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), 23,9% da população brasileira apresenta algum tipo de deficiência. Sendo que 7% possuem deficiência de mobilidade. Essa grande parcela da população tem sua experiência não só durante voos, mas na própria vida social prejudicadas por não terem suas necessidades avaliadas durante os projetos de engenharia. Dessa forma, este projeto aparece como uma possibilidade de desenvolvimento do papel de engenheiro como vetor de mudança social ao considerar as necessidades desse público tão excluído no desenvolvimento de uma solução universal. A segunda vertente de motivação para este trabalho inicia-se na própria experiência do autor com o processo de desenvolvimento de produto. Percebendo-se que no processo de desenvolvimento de produto tradicional e mais utilizado em engenharia não existe um foco específico sobre as etapas de prototipação, algo que é repetitivamente trazido nos processos de desenvolvimento de Design. Dentro de um espectro de aprendizagem de engenharia, a aplicação de metodologias e estratégias de prototipação poderiam funcionar como aliadas no desenvolvimento de produtos. Contudo, não há um consenso global dos autores sobres este aspecto, na verdade se identifica até uma ausência de discussões relativas ao estabelecimento de estratégias de prototipagem do processo de desenvolvimento de produtos em engenharia (Christie et al, 2012). Assim, encontra-se uma oportunidade prática de aplicar uma estratégia de planejamento sobre um ciclo de prototipagem dentro de um ambiente de aprendizado em engenharia e no próprio processo de desenvolvimento de produtos. 1.3

Objetivo O trabalho aqui apresentado apresenta dois objetivos. O primeiro e principal objetivo é o desenvolvimento de uma solução de mobilidade

para a inclusão e melhoria da experiência de voo de cidadãos com deficiência física ou

20

mobilidade reduzida que resulte na apresentação de um modelo físico (protótipo) que represente o conceito da solução proposta. Como objetivo secundário deste trabalho, tem-se a aplicação de uma estratégia de prototipagem em um ciclo de prototipagem do processo de desenvolvimento de produtos por meio da adoção da abordagem de Design Thinking (DT). E um posterior estudo dos impactos trazidos por tal aplicação. 1.4

Participação do autor A participação do autor no projeto de pesquisa apoiado pelo CNPq é focada no

desenvolvimento da solução para mobilidade de cadeirantes dentro de aviões através do desenvolvimento de uma cadeira de rodas que melhore a experiência de voo. De modo que a participação do autor não pode ser expandida para os demais desdobramentos e resultado obtidos durante o desenvolvimento do projeto do CNPq. Vale também salientar, que a participação do autor ocorre de maneira ativa durante o segundo ano de vigência do projeto e de desenvolvimento da cadeira, quando este se torna o responsável único pelo refinamento da solução e pela prototipagem da solução final. As atividades do autor envolveram a finalização dos modelos virtuais que representam o conceito criado no projeto, a integração final de soluções, a definição da estratégia de prototipagem e a fabricação e montagem do protótipo final. 1.5

Estrutura do trabalho Com o intuído de guiar a leitura e entendimento deste trabalho, é apresentada sua

estruturação juntamente de uma breve descrição do conteúdo encontrado em cada uma das seções. Este trabalho está dividido em seis capítulos, sendo o primeiro deles uma breve introdução do trabalho. O conteúdo dos demais capítulos é apresentado a seguir: •

Capítulo 2: Neste capítulo é apresentada a revisão bibliográfica. Nela serão discutidos o embasamento teórico que fundamentou a metodologia aplicada no desenvolvimento do trabalho;

•

Capítulo 3: Ao longo desta seção é apresentada a metodologia empregada para o desenvolvimento do trabalho;

21

•

Capítulo 4: Este capítulo tem seu foco sobre o desenvolvimento do trabalho em si, tratando os resultados obtidos durante a aplicação da metodologia selecionada;

•

Quinto Capítulo 5: Nesta seção sé apresentado o resultado final do processo de aplicação de uma metodologia de prototipagem e são discutidas as experiências do autor durante o processo;

•

Sexto Capítulo 6: É apresentada uma conclusão sobre o estudo desenvolvido e o resultado do projeto.

22

23

2

REVISÃO DA LITERATURA O presente tópico tem como seu intuito a discussão dos temas relevantes para

construção da base teórica utilizada para o desenvolvimento do projeto aqui apresentado. Tais tópicos partem do entendimento inicial do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), a abordagem de Design Thinking (DT) utilizada como diretriz do projeto de desenvolvimento da cadeira de bordo, bem como um entendimento de diferentes tipos de processos de desenvolvimento do produto e um entendimento mais completo do processo de prototipagem dentro do contexto de desenvolvimento de produtos. 2.1

PDP tradicional Todo e qualquer novo produto se inicia como uma ideia que evolui de um projeto para

atender as necessidades dos consumidores e de outros stakeholders dentro de um determinado mercado (ROZENFELD et al., 2006). De sua concepção inicial até sua disponibilização para o consumo, o produto passa por um longo processo de desenvolvimento, conhecido como Processo de Desenvolvimento de Produto. Este processo terá um escopo e seguirá por diferentes etapas de acordo com o grupo que o desenvolve (BAXTER, 2006). Mas de maneira geral o PDP é tido com uma sequência de etapas, ou atividades, desenvolvidas durante a criação de um novo produto (EPPINGER; ULRICH, 2012). Existem diversas abordagens sobre o PDP. Mas de forma genérica, o PDP tradicional parte da geração de ideias, e recebimento de estímulos do mercado e dos consumidores e no seguinte refinamento destas ideias e informações de maneira racional de modo a desenvolver um projeto e um produto, que de acordo com o cenário tecnológico vigente poder ser reproduzido sistematicamente e posto em produção (BAXTER, 2006). Ainda segundo Eppinger e Ulrich (2012) a utilização de um processo formalizado para o PDP traz uma gama de vantagens: •

Qualidade: A passagem por fases, e processos com avaliações especificadas contribui para construção de um produto com elevada qualidade.

•

Coordenação: Um processo de desenvolvimento claro e bem controlado permite que todos os integrantes da equipe tenham conhecimento dos cronogramas, atividades e resultados de seus pares. Possibilitando que o trabalho em equipe e as trocas de informação sejam mais efetivas.

24

•

Planejamento: Um PDP estruturado conta com a definição de marcos para sinalizar o termino de cada fase. Permitindo a criação de cronogramas detalhados e facilitando seu acompanhamento.

•

Gerenciamento: Ao utilizar um PDP estruturado é mais visível a atuação de cada membro e o desenvolvimento do projeto como um todo, facilitando o gerenciamento do mesmo.

•

Melhorias: Com as documentações trazidas pelo PDP estruturado e revisões periódicas dos resultados as oportunidades de melhorias são detectadas e trabalhadas mais facilmente.

Como dito anteriormente, o PDP pode variar dependendo do time que o executa. Contudo, as metodologias do PDP tradicional aparecem estruturadas em fases macro e então subdivididas em fases ou atividades mais capilares (ROZENFELD et al., 2006). Em geral as fases ocorrem de maneira sequencial, mas podem se sobrepor durante a execução de algumas atividades. Para o entendimento deste trabalho escolheu-se estudar o modelo apresentado por Rozenfeld et al. (2006) (Figura 1): Figura 1: PDP segundo Rozenfeld

Fonte: Rozenfeld et al., 2006

2.1.1

Pré-desenvolviemnto – planejamento do projeto Esta é a macro fase inicial e precede a própria aprovação e início do projeto em si.

Lança um foco nas considerações iniciais para validação da própria existência do projeto,

25

lançando um foco sobre os objetivos do mercado, a estratégia dos desenvolvedores e a tecnologia disponível. Inclui também um certo envolvimento com o consumidor final, uma vez que é nessa fase que o deve ser mapeado quem são os potenciais clientes, o que eles consomem, e onde eles se localizam, trazendo um primeiro entendimento do mercado (ROZENFELD et al., 2006). 2.1.2 Desenvolvimento Nesta macro fase do PDP é que de fato o projeto se desenrola e o produto é desenvolvido. Ela é composta pelas seguintes etapas: 2.1.2.1 Projeto Informacional Durante esta fase são gerados uma série de diferentes conceitos, que são então avaliados. Os conceitos devem ser uma descrição simplificada do que será o produto e características como forma e funcionalidades podem já ser avaliadas. O foco durante as atividades deve ser mantido sobre os princípios e não nos detalhes, uma vez que solução eficaz e duradoura provem de uma escolha acertada de princípios de funcionamento e não de uma concentração exacerbada de detalhes. No fim desta fase, um ou mais conceitos gerados devem ser escolhidos para dar continuidade ao processo de desenvolvimento (ROZENFELD et al., 2006). De maneira geral, dois caminhos podem ser seguidos durante a geração dos conceitos: um projeto incremental ou um projeto completamente novo. O projeto completamente novo requer o desenvolvimento de um produto completamente diferente daqueles já trabalhados pela equipe ou companhia, enquanto um projeto incremental se baseia em projetos já existentes e segue para a implementação de melhorias e novas funcionalidades (ROZENFELD et al., 2006). 2.1.2.2 Projeto conceitual Esta é a etapa na qual serão definidas a arquitetura do produto, sua decomposição em subsistemas e componentes e o projeto inicial de alguns componentes fundamentais para o projeto. Também devem ser iniciados os planos iniciais para a montagem e o processo de produção do produto final. Como resultado desta fase se apresentam a descrição funcional dos subsistemas presentes do produto e também os primeiros esboços, considerando principalmente o volume e as formas daquilo que será o produto final (ROZENFELD et al., 2006).

26

É importante atentar que durante esta faze, ao avaliar diferentes ideias de sistemas e combinar diferentes solução para os subsistemas pode revelar pontos fracos que podem ser trabalhados e eliminados para a obtenção do melhor conjunto (ROZENFELD et al., 2006). 2.1.2.3 Projeto detalhado Durante esta fase do processo de desenvolvimento deverão ser finalizadas e detalhadas todos as especificações para os sistemas. O que inclui a definição de tolerâncias, materiais e as formas de todas as partes do sistema. O resultado desta etapa será a documentação do produto a ser produzido, com todos os desenhos técnicos necessários para as partes a serem construídas e as especificações dos componentes que serão comprados. Nesta fase é importante atentar aos detalhes associados aos sistemas criados, afim de evitar falhas técnicas e retrabalho nas próximas etapas (ROZENFELD et al., 2006). É apenas durante esta fase do PDP tradicional que se é indicada a construção de protótipos físicos, sempre tendo em vista que toda a BOM já está formulada (ROZENFELD et al., 2006). Mesmo assim, no PDP tradicional não existem recomendações explicitas para a confecção de protótipos físicos, ela se baseia principalmente na conceituação teórica e no uso de prototipagem virtual para obtenção de desenhos técnicos. 2.1.2.4 Preparação para produção Para esta etapa, devem ser construídas e avaliadas versões de pré-produção do produto. O objetivo destas atividades é entender como cada uma das funcionalidades propostas para os sistemas podem ser produzidas pelas tecnologias acessíveis. Os protótipos devem identificar a necessidade de mudanças para o modelo final do produto (ROZENFELD et al., 2006). São então definidos os processos, especificações e recursos de fabricação. É também produzido um lote piloto e são definidos os processos de manutenção. Enfim, são tratadas todas as atividades dentro da cadeia de suprimentos. 2.1.2.5 Lançamento do produto Este é um processo gradual que em geral tem suas atividades iniciadas anteriormente mas apenas implementadas durante esta etapa. São desenvolvidos os processos de apoio à produção e comercialização do produto, como venda, distribuição assistência técnica e atendimento ao cliente. Durante esta etapa outros times, que não o de desenvolvimento de produtos são envolvidos e é feita uma transição para o final do projeto de maneira gradual

27

para garantir que a linha de produção tem total acesso ao time de desenvolvedores e que assim quais quer problemas possam ser abordados e sanados (ROZENFELD et al., 2006). Tanto para Eppinger e Ulrich (2012) quanto para Rozenfeld et al. (2006) e Baxter (2006), as primeiras etapas do PDP tradicional são cruciais para o desenvolvimento de novos produtos. Pois são nelas que se concentra definição do projeto de fato, onde são trabalhadas o maior número de incertezas e por consequência são comprometidos a principal parte dos custos do novo produto. Assim, a boa execução das primeiras etapas é crucial para o desenvolvimento seja eficiente e o produto tenha sucesso (Figura 2). Figura 2: Evolução dos custos no PDP

Fonte: Acervo Pessoal Baseado em Baxter (2006)

2.2

Design Thinking Design Thinking é considerado por muitos como um processo inovador para a

abordagem de problemas das mais diferentes complexidades. O DT é comumente descrito como uma maneira de pensar, metodologia, processo e atitude que são característicos dos designers e derivada das práticas de design (MARTIN, 2009). O conceito do DT aparece inicialmente associado à ideia que o processo de design exige a aplicação de certas competências, como a habilidade de lidar com ambiguidade, geração de empatia com o usuário e exploração de problemas através da criação de soluções conjecturais ao invés de análises do problema e uma conseguinte geração de alternativas de solução. Tais habilidades podem ajudar na abordagem de problemas e oportunidades de uma maneira única, que permite um maior fluxo criativo e agilidade, sendo propícia ao surgimento de inovações. (MARTIN, 2009)

28

Esses fundamentos primordiais são tidos como a base para diversas metodologias que vêm sido utilizados ao redor do globo para a aplicação do DT em diferentes projetos e de diferentes formas. Fazendo que atualmente, o DT seja mais associado à aplicação de uma metodologia específica e no processo de desenvolvimento do que na concepção inicial do design como uma maneira de pensar e se articular. (MARTIN, 2009) 2.2.1

O Design Thinking como é concebido atualmente Mesmo que as primeiras utilizações do termo Design Thinking tenham se dado no

início dos anos 1990, e a ideia do design como um modo de pensamento e articulação seja ainda mais antiga, o conceito de Design Thinking, como é aplicado atualmente, ganha popularidade na escola de design de Stanford (d.school) nos anos 2000 e também é impulsionado pela sua vasta aplicação pela empresa IDEO. Estas instituições inspiraram a adoção do DT por muitas empresas como um método de abordar problemas capciosos (wicked problems) e desenvolver soluções inovadoras (BROWN, 2010). As abordagens de DT são representações tangíveis do modo de pensar no ramo de design. Métodos de investigação holísticos e centrados no ser humano são fundamentais para o DT. A metodologia de DT advoga pela criação de um racional criativo, não linear e centrado no ser como guia para o desenvolvimento de projetos. Brown (2010) ainda acredita que as ideias inovadoras que surgem da aplicação do DT provam o potencial do método, que se centra nas necessidades dos consumidores como força diretora para geração de ideias ao invés de tecer concepções artificiais, como ferramenta para geração de inovação. 2.2.2

Porque aplicar o Design Thinking O DT é aplicado principalmente na abordagem de problemas capciosos (wicked

problems), uma vez que os métodos e ferramentas analíticos tradicionais não conseguem ser aplicados de maneira efetiva. Para a resolução deste tipo de problema não se busca o levantamento de todas as possíveis alternativas de solução, mas o conjunto daquelas que satisfazem a conjuntura temporal e escopo do projeto (ROWE, 1991). Ainda que na literatura se enfoque no DT como metodologia de solução para problemas capciosos (wicked problems), o DT pode ser aplicado para qual problema ou projeto de design (ROWE, 1991). Brown (2010) ainda defendem a aplicação do DT em cenários diferentes: resolução de problemas (capciosos ou não) e desenvolvimento de novos produtos.

29

2.2.3 A abordagem de Design Thinking O DT como uma metodologia tem suas bases na Universidade de Stanford nos Estados Unidos da América, onde foi inicialmente as possibilidades de integrar processos criativos dentro da engenharia mecânica. A ideia é então difundida dentro da instituição, onde o professor David M. Kelley, fundador da IDEO, começa a utilizar tais métodos dentro de sua companhia e os utiliza como base para a criação do Instituto Hasso Plattner de Design em Stanford, a d.school. Desde então muitas outras universidades e empresas começaram a também adotar e desenvolver tal metodologia, gerando uma série de diferentes abordagens para a aplicação do DT (BROWN, 2010). Devido ao grande número de abordagens concebidas para o desenvolvimento do processo de DT, se torna muito complexa a definição de uma metodologia única e certeira. Para os fins de entendimento necessários para o trabalho aqui apresentado se fará uma análise sobre a metodologia concebida originalmente pela d.school de Stanford e que depois foi difundida e adaptada para diferentes realidade. A metodologia apresentada pela d.school (2010) é dividida em cinco fases (Figura 3). O processo não é linear, mas interativo e tal interatividade é essencial para o bom desenvolvimento da metodologia. Existe um movimento entre as diferentes fases do processo; se no final do ciclo de prototipagem não é obtida uma solução satisfatória para o problema deve-se voltar uma ou duas fases para se repensar nas ideias criadas, agregando desta fez os aprendizados da fase de prototipagem e testes. Figura 3: Etapas em um cilco de Design Thinking

Fonte: Acervo Pessoal

30

As fases apresentadas pela d.school (2010) são: Empatia A fase inicial de desenvolvimento do projeto é dedicada ao entendimento do problema de fato e das áreas a ele ligadas. Assim, é fundamental realizar pesquisas profundas e abrangentes, o que pode consumir uma grande parte do tempo do projeto. Durante este processo de conhecimento do problema também está inserido o entendimento dos usuários ou pessoas afetadas pelos projetos. O objetivo esta fase é coletar estímulos de diferentes formas a fim de construir um entendimento do problema e de como a solução impactará a sociedade. Para a obtenção deste entendimento junto aos usuários é recomendado o uso de entrevistas, grupos focais, criação de personas e brainstormings. É importante também que seja feita uma síntese das informações coletadas, de modo a torna-las mais objetivas e gerenciáveis. Para tanto se faz uso de diagramas e fluxogramas e blueprint. (Re)Definir A partir das informações coletadas durante a fase de empatia é realizada uma profunda análise para que todos os achados sejam transformados em necessidades e/ou descobertas relevantes. Os principais objetivos desta fase são o entendimento profundo os usuários e principalmente a criação do “ponto de vista” do projeto. Ou seja, uma declaração de problema que guiará o desenvolvimento do projeto. Para que o ponto de vista criado seja efetivo, ele deve ser capas de delinear o problema, inspirar os membros da equipe, fornecer modelos de referência, alimentar e guiar as sessões de brainstorming e orientar o time envolvido em como cada parte pode se desenvolver individualmente no projeto. Ideação Com o ponto de vista e personas definidas, é começado um processo de geração de ideias que possam ser soluções potenciais para os problemas identificados. Geralmente o desafio como um todo é dividido em subproblemas, os quais são abordados em sessões de brainstorming. Durante estas sessões deve-se aplicar diferentes técnicas de geração de ideias, incentivando-se o processo criativo.

31

Uma vez que um número considerável de ideias é gerado, elas são então discutidas e então selecionadas de acordo como a equipe as julga segundo viabilidade, aplicabilidade e grau de inovação. Prototipagem Depois de escolhidas as ideias que serão continuadas é iniciado o processo de prototipagem. Os objetivos dos protótipos são permitir que as ideias sejam demonstradas e comunicadas, para que se haja um melhor entendimento, e permitir que elas sejam materializadas, a fim de avaliar sua viabilidade de construção e funcionamento. O processo de prototipagem ocorre em ciclos, cada qual com a construção de protótipos com finalidades diferentes, conforme se avança no desenvolvimento do projeto e na convergência das ideias. Testar A fase derradeira do ciclo de DT tem como objetivo o teste dos protótipos gerados junto ao grupo de potenciais usuários encontrados a fim de se obter um entendimento se as soluções propostas de fato atendem às necessidades dos usuários. A partir dos retornos obtidos nos testes pode-se realizar ajustes e melhorias no projeto.

2.2.4 Ciclos de prototipagem em Design Thinking No modelo proposto pela d.School, propõe-se que o desenvolvimento do projeto se dê em diferentes interações, onde em cada qual é repetido o mesmo ciclo de cinco fases apresentado anteriormente. Estas etapas se diferenciam por possuírem objetivos, abrangência e grau de detalhamento e compromisso muito distintos. A caracterização destas etapas acontece pela criação de um protótipo único, reconhecidos como marcos do projeto. Cada um deste protótipos tem um objetivo específico (SCHINDLHOLZER et al., 2011), Figura 4. São eles: 1. Protótipo da Função Crítica: Entendimento do escopo global do problema a ser tratado com o desenho das soluções funções críticas identificadas para a solução a ser obtida. 2. Protótipo Azarão (Darkhorse): Parte das funções críticas identificadas para uma visão mais abrangente e divergente, permitindo o surgimento de uma variedade de soluções potenciais. Permite a experimentação de soluções de alto risco ou

32

complexidade

que

podem

não

ser

consideradas

apropriadas

para

o

desenvolvimento do projeto em um primeiro momento 3. Protótipo Integrado (FunKtional): Objetiva integrar os achados das interações anteriores para a criação de um conceito mais coerente e holístico para o prosseguimento do projeto. 4. Protótipo Funcional: É marcado pela definição da solução final a ser adotada para o desenvolvimento do projeto. O protótipo deve trazer as funções básicas do conjunto de solução escolhida para interação com os futuros usuários. 5. Protótipo X-está-Finalizado: Finalização das funções necessárias para a aplicação da solução do problema. O foco é na execução das funcionalidades por completo, mais do que na aparência final em si. 6. Protótipo Final: Integração e aprimoramento de todos componentes do conjunto de solução, resultando na criação de um conceito consistente e próximo ao real em aparência, formas e funcionalidades. Figura 4: Ciclos de prototipagem em Design Thinking

Fonte: Acervo Pessoal

2.3

Diferentes PDPs O projeto do PDP depende de qual tipo de produto se produzirá e de como se pretende

projetará o portfólio de produto. Produtos podem ser classificados em diferentes categorias dependendo de suas características. Wheelwright e Clark (1992) explicam que definir uma classificação apropriada para o produto resulta uma simplificação da estratégia de gerenciamento e comunicação da equipe durante o desenvolvimento do projeto. Isto também ajuda a agrupar projetos de diferentes produtos e funcionalidades. Em geral processo de desenvolvimento é motivado pelo próprio mercado, através da exposição das necessidades dos consumidores. Engatilhando assim o processo de

33

desenvolvimento de produto dentro dos padrões já consolidados do time de desenvolvimento de produtos. Contudo, Eppinger e Ulrich (2012) identificam outros tipos de desenvolvimento de produto: •

Produtos provenientes de novas tecnologias: Utilização de novas tecnologias emergentes e disponíveis para geral produtos com novas propostas de valor para os consumidores.

•

Produtos de plataforma: Produtos concebidos sobre a mesma plataforma e que compartilham sistemas e subsistemas.

•

Produtos de produção intensiva: Devido ao volume de produção o processo produtivo assume tanta importância quanto o produto em si e traz uma séria de limitações o projeto deste.

•

Produtos customizados: O produto parte de uma base genérica que é customizada de acordo com a demanda.

•

Produtos de alto risco: Produtos que se inserem em algum contexto de alto risco. Seja pela volatilidade do mercado em que se inserem, fala de regulamentação ou incertezas técnicas. Para estes produtos é necessária a criação de uma detalhada análise de riscos que deve ser acompanhada durante todo o processo de PDP.

•

Produtos de manufatura ágil: Produtos que por estarem relacionados a componentes eletrônicos e/ou softwares possuem um processo mais rápido de desenvolvimento. São mais flexíveis e responsivos e têm de dar respostas rápidas aos feedbacks necessidades dos usuários, possuindo um processo de desenvolvimento mais dinâmico.

•

Sistemas complexos: Produtos que contém muitos subsistemas e componentes. Requerem um tempo muito maior tanto para o projeto quanto para testes e validações.

2.4

Processo de prototipagem A prototipagem física é uma atividade essencial no processo de desenvolvimento de

produtos e permite o desenvolvimento de conhecimento na prática (BERGLUND; LEIFER 2013). Existem na literatura diferentes definições do que é um protótipo, dependendo do conceito em que o termo é aplicado. De forma mais geral, segundo o dicionário: “Elaboração

34

de protótipo, a versão parcial e preliminar de um novo sistema ..., destinada a testes e aperfeiçoamento” (FERREIRA, 2006). Já em termos de engenharia, Eppinger e Ulrich (2012) define como protótipo uma aproximação a um produto de acordo com um ou mais aspectos de interesse e a prototipagem com o processo de construir, testar e analisar protótipos. Tais definições ilustram a prototipagem como uma ferramenta para o aprendizado sobre múltiplos aspectos de um dado produto durante seu processo de projeto e desenvolvimento, sendo a prototipação física ou não. Segundo Chua et al. (2010), existem três aspectos principais em um protótipo: 1.

Grau de aproximação: variante de representação grosseira a réplica exata;

2.

Forma: virtual ou física;

3.

Implementação: produto ou sistema por completo ou subcomponentes.

Alinhando cada uma destas dimensões em um eixo, Chua et al. (2010) apresenta um diagrama de ilustrativo apresentado na Figura 5 que ilustra diferentes tipos de protótipos. Figura 5: Dimensões da prototipagem segundo Chua et al. (2010)

Fonte: Chua et al., 2010

Segundo Wheelwright e Calrk (1992), prototipagem é uma atividade chave nas atividades de design e engenharia, mesmo que ainda seja uma atividade tradicionalmente subaproveitada. Desenvolver o hábito de construir protótipos em estágios iniciais, mais frequentemente e de maneira contínua durante o processo de projeto de engenharia é uma lógica cada vez mais comum nos campos de engenharia mecânica e design.

35

2.4.1 Protótipos físicos A prototipagem física tem um papel importante tanto no processo de desenvolvimento do produto quanto no aprendizado. Protótipos são capazes de estimular uma associação cognitiva do funcionamento de mecanismos relacionando-os com a visualização, experiências anteriores e comunicação interpessoal, de modo a favorecer o aprendizado interativo entre os membros de um grupo e no processo de desenvolvimento de um produto (CAMBURN et al, 2013). Na engenharia, o processo criativo (brainstorming) pode ser associado a ciclos de prototipagem através de dinâmicas práticas (BERGLUND; LEIFER 2013). É esperado que a criação de protótipos físicos seja um catalizador durante o PDP. E mesmo que a prototipagem em si requere tempo para seu desenvolvimento, se aplicada de maneira integrada ela pode reduzir o tempo total para o desenvolvimento por sua capacidade de estimular o aprendizado e comunicação. O que é ainda mais aplicável para prototipagem rápida, que reduz substancialmente o tempo de construção dos protótipos (CHUA et al. 2010). O processo de desenvolvimento de um protótipo físico por meio de técnicas de manufatura, incluindo a prototipagem rápida, envolve uma série de aspectos, como a seleção de material e dos métodos de manufatura a serem utilizados, dimensionamento e modelagem de interfaces. A construção de um protótipo e a comunicação trazida pelo protótipo têm um aspecto fundamenta e central durante todas as fases do desenvolvimento do produto, como em testes de viabilidade, funcionalidades de subsistemas e prova de conceitos (EPPINGER e ULRICH 2014). Ainda de acordo com Eppinger e Ulrich (2014), os principais papéis da prototipagem são: •

Aprendizado: responder questões sobre performance e viabilidade;

•

Comunicação:

comunicar

ideias

dentro

e

fora

da

equipe

de

desenvolvimento do projeto; •

Integração: combinar sistemas e subsistemas;

•

Criação de marcos: desenvolvimento de ciclos e agendas dentro do projeto.

A criação de modelos físicos ainda é capaz de reduzir a design fixation (fixação de que as primeiras ideias tidas são as melhores e suficientes, bloqueando o processo criativo,

36

principalmente em fases de geração de ideias), permitindo uma atuação mais criativa e a consideração de mais alternativas de solução (YOUMANS, 2007). Protótipos físicos são construídos pela utilização de diferentes técnicas de manufatura. Não existe um método universalmente correto para o desenvolvimento de um modelo, mas aquele apropriado ao projeto, dependendo do propósito do protótipo, materiais utilizados e objeto a ser manufaturado. Enquanto alguns protótipos mais básicos podem ser construídos com ferramentas e materiais básicos como papel, tesoura e cola, outros requerem a aplicação de técnicas mais avançadas de conformação (GEBHARDT, 2014). Ainda de acordo com Gebhardt (2014) a tecnologia de manufatura se constrói em cima de três pilares (Quadro 1): •

Extração de material: processos feitos sobre uma grande quantidade de matéria prima, onde os excessos são retirados, como em fresas e tornos;

•

Conformação de material: processo de transformação da forma do material utilizando um molde e transformação de estado físico da matéria prima, como injeção e extrusão;

•

Manufatura aditiva (adição de material): técnicas mais modernas para a produção de protótipos pela adição de material através da adição de material como na impressão 3d. Quadro 1: Tecnologias de manufatura

Tecnologia de Manufatura Característica

Extração

Conformação

Adição

Processos de usinagem baseados na retirada de material para confecção de peças.

Processo de transformação do material através da alteração de formas através da deformação da matéria-prima

Produção de peças através da sobreposição de camadas de material adicionado

Exemplos

Fresa, Torno

Injeção, Extrusão

Impressão 3d

2.4.2

Protótipos virtuais Os protótipos virtuais surgem com uma alternativa para redução de custos e tempo de

desenvolvimento nos estágios iniciais do PDP. Os métodos utilizados variam de rascunhos e “renders” a modelos computacionais 3D detalhados. Na indústria, ainda, o processo de

37

prototipagem virtual pode ser complementado por modelos físicos que se utilizam de técnicas de prototipagem rápida, como impressoras 3D (DESIGN COUNCIL 2007). Para Chua et al. (1999) a prototipagem virtual refere-se à análise e simulação realizadas totalmente em modelos computacionais, tal qual é feito em modelos físicos. Assim, um modelo virtual tem a total capacidade de substituir um protótipo físico no desenvolvimento de testes e análise. Já para Gowda et al (1999), os modelos virtuais são um tipo de tecnologia que utiliza da realidade virtual e de outras facilidades computacionais para o desenvolvimento de um protótipo digital. Dessa forma, a prototipagem virtual é definida como uma ferramenta para criação de um protótipo, apenas, e modelos virtuais não poderiam substituis os físicos para análises e testes. A prototipação virtual se desenvolve basicamente pela utilização de ferramentas de CAE, um termo generalista que indica as ferramentas e métodos computacionais utilizados no processo de desenvolvimento de um projeto ou produto em relação a aspectos técnicos, e de CAM, softwares destinados à modelagem. Contudo, nos dias atuais as ferramentas de CAD são capazes de integras tanto mecânicas de simulação quanto modelagem (GOWDA, 1999). Fazendo que não haja mais uma distinção tão grande entre CAE e CAD, sendo os dois termos utilizados para descrever basicamente o mesmo grupo de softwares. Algumas vezes, ainda, o temo CAx é utilizado ao invés de CAE, com o “x” indicando qualquer que seja o a área, técnica ou design, que o software é aplicado. Com relação à utilização de modelos virtuais, Zorriassatine (2002) identifica cinco classes principais de métodos para a prototipagem virtual: •

Visualização;

•

Encaixe e interferência de montagens mecânicas;

•

Testes e verificação de funcionalidades e performance;

•

Avaliação de manufatura e operações de montagem;

•

Análises de fatores humanos.

38

Figura 6: Software CAD - SolidWorks

Fonte: Acervo Pessoal

2.4.3

Protótipos físicos x virtuais A aplicação de um ou outro método depende do projeto e dos objetivos traçados para o

protótipo dentro dele. Protótipos físicos permitem uma avaliação sensorial do produto, como forma e sensação ao toque. Eles ainda permitem uma análise da ergonomia do produto. Já os Protótipos virtuais se aplicam perfeitamente onde a criação de um protótipo físico é inviável, custosa ou ineficiente (GRIMM, 2005). Ambos os tipos de tecnologia não são necessariamente competitivos, pois cada um apresenta benefícios e desvantagens quando comparada ao outro. As tecnologias de prototipagem física e virtual podem ainda ser combinas na criação de poderosas ferramentas para o desenvolvimento mais acelerado de produtos complexos (CAMPBELL et al. 2004). Cada vez mais, na indústria, os engenheiros de produtos são capazes de se utilizar de ambas formas de modelagem e então selecionar a que melhor se adequa ao seu projeto ou então combiná-las (GRIMM, 2005). A Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais mostra uma breve comparação entre a aplicabilidade dos dois tipos de prototipagem:

39

Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais

Característica Custo Tempo Capacidade de mudar Avaliação de ergonomia Estética Aspectos táteis Análise dinâmica Produtos complexos Estrutura de produtos simples Teste de funcionalidade Comunicação com o usuário

Prototipagem Virtual Física X X X X X X X X X X X

2.4.4 Planejamento para prototipagem Em sua concepção genérica, a prototipagem é guiada por aspectos técnicos e dependente das funcionalidades aplicadas durante as fases do PDP. Sendo que em um projeto de engenharia o foco sobre os protótipos é geralmente a criação de um modelo para a validação e avaliação do sistema, subsistemas e componentes, segundo Wheelwright e Clark (1992). Em seu trabalho, os autores ainda listam quatro boas práticas que devem ser aplicadas ao planejamento da prototipagem, independentemente do tipo de PDP na qual ela se aplica: 

Protótipos de baixo custo: O processo de prototipagem deve ser iniciado com a criação de modelos mais simples e de baixo custo e então evolui-se para a confecção de modelos mais realistas e custosos.



Qualidade do processo: Muitas vezes se cometem erros durante o processo de prototipagem, pela má interpretação dos desenhos, escolha inapropriada dos materiais ou falhas no emprego das técnicas de manufatura. Assim para que o processo seja mais fluido e se evite o retrabalho é necessário um planejamento e entendimento das etapas componentes do processo de prototipagem para se ter um processo de qualidade.



Tempo e sequenciamento: Não se deve sobrepor ciclos de prototipagens, de modo que não se perca a rastreabilidade do estado atual do projeto.

40



Geração de conhecimento: Documentar e entender os casos de fracasso e sucesso em cada um dos ciclos de prototipagem ajuda construir um corpo de conhecimento útil para os ciclos seguintes.

Em seu estudo, Christie et al. (2012) também aponta para a necessidade da utilização de boas práticas para que o processo de prototipagem seja bem sucedido. Sendo elas: 

Iniciar o processo de prototipagem cedo e frequentemente, utilizando-se de técnicas mais simplistas para explorar uma diversidade de conceitos de maneira rápida e econômica.



Realizar a prototipagem de ao menos três conceitos.



Manter os protótipos simples, focando apenas nas funcionalidades a serem analisadas.



Alocar o tempo adequado para a engenharia, construção e teste do protótipo.



Alinhar o processo de prototipagem com as análises de engenharia para a obtenção de um desenvolvimento mais efetivo.

Para assegurar que o processo de prototipagem contribua para o objetivo do PDP e siga todas as boas práticas, é crucial a definição de um plano de como o processo de prototipagem será conduzido. Eppinger e Ulrich (2012) apresentam uma sugestão com passos para a organização do processo de prototipagem: 1. Definir o propósito para construção do protótipo; 2. Estabelecer o nível de aproximação do protótipo ao projeto real; 3. Desenhar um plano de testes para ser realizado com o protótipo; 4. Criar um cronograma para compras, construção e testes do protótipo. 2.4.5

Estratégias de prototipagem A estratégia de prototipagem é constituída de um conjunto de decisões que determina

quais atividades e técnicas serão tomadas para o desenvolvimento de um protótipo. Entre estas estratégias estão uma diversidade de alternativas, físicas ou virtuais. Modelos virtuais podem incluir ou não análises matemáticas e de engenharia, enquanto protótipos físicos podem representar o sistema como um todo ou apenas parcelas dele. Também faz parte da estratégia a decisão de se criar uma sequência de protótipos para provar conceitos individualmente ou realiza-los em paralelo. Em suma, muitas são as variáveis dentro da estratégia adotada para a confecção dos protótipos em PDP. Contudo, poucas pesquisas foram feitas sobre o assunto para entender como estes aspectos interagem e qual a melhor maneira

41

de combiná-las para o desenvolvimento de um projeto em específico (CHRISTIE et al., 2012). Quanto à utilização de protótipos na engenharia, Christie et al. (2012) ainda aponta os seguintes pontos de atenção: 

Geralmente, no processo de desenvolvimento de protótipos para a engenharia não são formuladas estratégias de prototipagem com foco gerencial.



Existem poucas estratégias de prototipagem voltadas para a engenharia e nenhuma das existentes tratam completamente o escopo de decisões associados à estratégia de prototipagem como um todo.



Prototipagem é um processo muito benéfico no desenvolvimento de produtos de engenharia e veria receber maior relevância no PDP.

Ainda com o foco em estratégias de prototipagem em projetos de engenharia, Dunlap et al. (2014) consideram que não se deve existir uma estratégia modelo cristalizada, mas sim que uma estratégia de prototipagem para engenharia deve ser adaptada ao projeto em desenvolvimento e erguida sobre as seguintes verticais: 

Número de conceitos a se desenvolver simultaneamente: Nesta vertical são contrapostos a lógica de desenvolvimento de múltiplos protótipos de maneira paralela e o modelo sequencial, onde um protótipo só é iniciado quando o construído anteriormente já foi devidamente finalizado e analisado.



Número de iterações sobre cada conceito: Entende-se como iteração sobre o conceito o processo de construir, testar, avaliar, refinar o projeto e reconstruir um novo protótipo sobre o mesmo conceito.



Escala: Definição de qual a escala a ser adotada para o protótipo, pode ser tanto igual, inferior ou superior ao tamanho natural do produto.



Isolamento de subsistemas: Refere-se ao entendimento de quais subsistemas dever se tornar protótipos, seja de forma isolada ou conjunta a outros subsistemas.



Simplificação dos requisitos do projeto: Muitas vezes é inviável a construção de um protótipo que respeite todos os requisitos iniciais do produto, assim é necessária uma reavaliação daqueles que deverão realmente ser aplicados.

42



Prototipagem física ou virtual: Refere-se ao entendimento do melhor modelo a ser empregado, considerando que a combinação de ambos também é uma opção.

Christie et al. (2012) concorda com Dunlap et al. (2014) sobre a criação de uma estratégia única por projeto e pautada na definição de aspectos-chave. Contudo, o autor ressalta a importância de outros fatores para a definição de uma estratégia consistente para a prototipagem. Os fatores adicionais são: 

Entendimento das tecnologias de manufatura disponíveis e da capacidade técnica da equipe envolvida;



Escolha da escala das funcionalidades, quais contemplar no protótipo;



Escolha de materiais;



Escolha de técnicas de manufatura e montagem.

Já Wheelwright e Clark (1992), partindo de uma visão ainda mais centrada em engenharia, definem estratégias consolidadas de prototipagem que variam de acordo o tipo do projeto no qual o protótipo será o utilizado. Cada um destes modelos é pautado nas seguintes dimensões: 

Diretrizes: Entendimento da aplicação do protótipo para definição de funcionalidades e performance do sistema.



Foco: Escopo do projeto de prototipagem.



Controle de Ciclos: Definição dos ciclos de prototipagem dentro da organização



Responsabilidade pela construção: Definição de quem será o responsável pela confecção do projeto.



Envolvimento do usuário: Define se, quando e como o usuário participará do processo de prototipagem.



Critérios de teste: Definição daquilo que deverá ser verificado em cada um dos ciclos de prototipagem.



Ligação com o projeto: Indica como a construção dos protótipos está ligada com o cronograma e gerenciamento do projeto.

Utilizando-se destas dimensões, Wheelwright e Clark (1992) criam três estratégias básicas de prototipação: o modelo “Tradicional - Padrão”, focado no projeto do produto e conduzido principalmente pelos engenheiros de projeto; o modelo “Tradicional Revisado”,

43

que parte do modelo tradicional mas adiciona um maior foco na interação com o usuário durante a fim de ter uma utilização tanto técnica como para entendimento comercial; e o modelo “Periódico”, está estratégia foca na construção de um protótipo com um sistema de alta performance e para tanto depende de um trabalho intensivo de engenharia durante seu desenvolvimento. O Quadro 2 traz em maiores detalhes os modelos propostos por Wheelwright e Clark (1992). Quadro 2: Estratégias de prototipagem por Wheelwright e Clark (1992)

Dimensões Tradicional - Padrão

Modelos Tradicional Revisado

Periódico

Diretrizes

Performance Técnica

Performance técnica e comercial

Performance do sistema / Integração multifuncional

Foco

Intuito de avaliação do projeto

Intuido de projto e teste de satisfação do usuário

Sistema de solução

Engenharia Engenharia Manufatura

Time multifuncional Time multifuncional Time multifuncional

Oficina de engenharia

Oficina de engenharia

Oficina de manufatura

Linha de produção

Chão de fábrica Inicial: Avaliação de mock-ups Final: Avaliação do sistema

Linha comercial Inicial: Teste de usuários sobre os protótipos Final: Testes de campo intensos

Inicial: Funcionalidade, fidelidade Final: Funcionalidade e fidelidade do sistema

Produto: Funcionalidade do sistema Processo: Funcionalidade do sistema

Marcos do projeto ligados aos marcos das fases de prototipagem

Os ciclos de prototipagem são os próprios marcos do projeto

Controle de Ciclos Inicial Engenharia Central Engenharia Final Manufaura Responsabilidade pela Construção Inicial Subcontratado Central Oficina de engenharia

Envolvimento do usuário

Critérios de Teste

Final Chão de fábrica Limitado ao teste nas últimas fases

Inicial: Funcionalidades dos componentes Final: Funcionalidade do sistema

Ligação com o projeto Limitado, marcos revistos de acordo com o cronograma

44

45

3

METODOLOGIA O projeto no qual se baseia o trabalho apresentado tem como objetivo o

desenvolvimento de uma nova cadeira de bordo que apresente soluções de mobilidade a melhoria da experiência de voo de pessoas com deficiência física ou mobilidade reduzida. Tendo em vista os desafios do desenvolvimento de produtos em um cenário com limitações temporais, de equipe, orçamento e tecnologias, escolheu-se desenvolver o projeto com base na metodologia proposta pela d.school (2010) da Universidade de Stanford nos Estados Unidos, o Design Thinking. Essa metodologia se apoia em ciclos de prototipagem para o aprimoramento do conceito criados na definição de um conjunto de soluções para um produto final. O modelo originalmente proposto pela universidade americana envolve o desenvolvimento de seis ciclos de prototipagem que visam um processo de divergência e depois convergência de conceitos (BROWN, 2010), para a obtenção da melhor solução para o cenário definido. Contudo, dadas as limitações temporais, de equipe e orçamento do projeto, a metodologia desenvolvida passa por uma limitação de ciclos a serem aplicados no presente trabalho. Dessa forma, no total três ciclos de prototipagem completos foram considerados, passando pelas cinco etapas descritas na metodologia da d.school (2010). Identificou-se que os principais ciclos de prototipagem para o desenvolvimento deste projeto são: •

Protótipo de função crítica: deve conter o processo de imersão inicial dentro do cenário, o delineamento do problema, seu entendimento e definição das funções críticas com o desenvolvimento dos primeiros conceitos que são explorados durante os demais ciclos.

•

Protótipo funcional: deve apresentar um conjunto final de conceitos para se apresentar como solução dos problemas encontrados bem como um protótipo que mostre a aplicabilidade dessas funções.

•

Protótipo final: deve apresentar um refinamento das ideias de solução escolhidas ao longo do projeto com a definição do que seria o produto final.

46

Dentro do cenário de ciclos de prototipagem desenhado e considerando as condições e escopo do projeto, o seu desenvolvimento foi dividido em duas fases: •

Primeira fase: a fase inicial é conduzida principalmente por uma equipe de alunos de graduação. São realizados dois ciclos de prototipagem dentro da metodologia do DT. O objetivo dessa fase é ter como resultado o delineamento das soluções a serem aplicadas no projeto da cadeira.

•

Segunda fase: essa fase é desenvolvida apenas pelo autor deste Trabalho de Formatura e consta da interação por mais um ciclo de prototipagem dentro da metodologia do DT. Dessa vez, com o objetivo de refinar as propostas de solução e ter como resultado prático um protótipo final da cadeira de rodas de bordo para aeronaves.

Apesar de ambas as etapas comporem o resultado final do projeto desenvolvido, o foco do Trabalho de Formatura aqui apresentado recai sobre a segunda fase do projeto. Isso porque é durante essa etapa que ocorre a participação mais efetiva do autor. Uma vez que a segunda metade do projeto consta com uma limitação de equipe, apenas o autor do trabalho, e todas as consequentes limitações de capacitações técnicas e de tempo que isso implica, notou-se a necessidade de uma adaptação do ciclo de prototipagem para que o projeto pudesse ser concluído de maneira satisfatória. Buscando-se na literatura diferentes abordagens para a condução de ciclos de prototipagem, percebeu-se que existe uma lacuna no que se refere a qualquer estratégia de prototipagem adotada durante o desenvolvimento de produtos pela metodologia de Design Thinking. Isso decorre das próprias características propostas pela metodologia, que visa uma maior liberdade criativa durante o processo criativo. Dado esse cenário, buscou-se alternativas dentro do modelo tradicional de PDP. Os resultados encontrados na literatura também apontavam para a uma falta de aplicação de estratégias durante os ciclos de prototipagem, principalmente em projetos de engenharia. Mesmo assim, diversos autores citam a importância do estabelecimento de estratégias e metodologias de prototipagem para a otimização do processo (EPPINGER; ULRICH, 2012; WHEELWRIGHT; CLARK, 1992). Também foram encontrados trabalhos que não só defendiam a aplicação de metodologias como apontavam diretrizes para seu desenvolvimento (CHRISTIE, 2012; DUNLAP, 2014; WHEELWRIGHT; CLARK, 1992).

47

Assim, percebeu-se uma oportunidade de se unir os universos do DT e do PDP tradicional com a aplicação de um plano de prototipagem durante o ciclo final de prototipagem do DT para a otimização desse processo frente à restrição de recursos. Desta forma, a metodologia desenvolvida para a execução deste trabalho parte das duas macro fases apresentadas e subdivide-se em cinco diferentes etapas (Figura 7). A primeira fase foca-se na etapa inicial de desenvolvimento do produto aqui estudado, nos ciclos executados e nos resultados gerados, como resultado obtido pela equipe de alunos da iniciação científica. Após esse primeiro entendimento, parte-se para execução da segunda metade projeto. Dentro dessa segunda fase, têm-se um detalhamento do ciclo de prototipagem, partindo do início de um novo ciclo no processo de DT. Dando continuidade ao desenvolvimento, a etapa de prototipagem é dividida em duas, sendo a primeira o desenvolvimento de um planejamento e estratégia estruturada para a execução e otimização do ciclo de prototipagem e a segunda a própria execução de tal plano. Na etapa de execução do plano de prototipagem é feita a construção de fato do protótipo, com o registro dos insights e aprendizados do autor durante o processo. Uma vez que o protótipo é finalizado, é feita uma análise sobre a execução desse ciclo final de prototipagem, e são apresentados os resultados obtidos durante o processo. Figura 7: Metodologia - Fases

Fonte: Acervo Pessoal

48

3.1

Fase 1: Início do processo de desenvolvimento – Primeiros ciclos de prototipagem Durante a primeira fase do desenvolvimento, são desenvolvidos os dois primeiros ciclos

de prototipagem propostos: função crítica e funcional. Assim, a estrutura seguida para o desenvolvimento da primeira fase é feita em três etapas. Primeiramente é realizado um benchmark para um melhor entendimento do mercado e então é executado o ciclo de prototipação da função crítica seguido pelo funcional (Figura 8). É importante considerar que esta fase foi conduzida pelo grupo de alunos de iniciação científica. Sendo a participação do autor se restringe à compilação e análise dos resultados obtidos. Figura 8: Primeira fase de desenvolvimento

Fonte: Acervo Pessoal

Cada um dos ciclos de prototipagem desenvolvido segue os cinco passos da proposta da d.shool (2010): 0.

Empatia: entendimento do usuário e suas necessidades por meio da realização de entrevistas e visitas técnicas;

1.

(Re)Definir: definição do problema, escopo e limites do projeto;

2.

Ideação: geração de conceitos de solução;

3.

Prototipagem: criação dos protótipos;

4.

Teste: realização de testes sobre o protótipo para a obtenção de feedback.

O resultado esperado dessa etapa é o conjunto de soluções a serem adotados na cadeira de rodas para uso aeronáutico. 3.2

Fase 2: Ciclo final de prototipagem do Design Thinking A segunda fase do projeto é aquela onde acontece a participação do autor de maneira

ativa. Desta forma é dado um maior detalhamento de seu desenvolvimento, sendo ela subdividida em quatro etapas:

49

3.2.1 Fase 2 – Etapa 1: Início do ciclo de prototipagem O ciclo a ser desenvolvido é o do protótipo final. Assim, espera-se que o protótipo tenha um refinamento da solução bem como semelhança de forma e aparência com a solução final projetada. Durante o ciclo final de prototipagem do DT, é dado um maior enfoque na definição e construção do protótipo em si, uma vez que as decisões de solução já foram exaustivamente iteradas nos ciclos anteriores. Contudo, como nem todos os ciclos são abordados no desenvolvimento do projeto, é feita uma nova iteração sobre as primeiras etapas do ciclo ainda considerando possíveis mudanças no conjunto de solução propostas, mas se mantendo o foco na execução das etapas de teste e principalmente de prototipagem. Dessa forma, em um primeiro momento são desenvolvidas as três primeiras etapas de geração de solução e do ciclo de prototipagem: •

Empatia: entendimento da experiência e necessidade dos usuários; o Análise crítica dos resultados da fase 1; o Realização de visita à cabine de voo existente na USP.

•

(Re)Definir: analisar soluções propostas na fase funcional e validar sua aplicação frente às necessidades dos usuários representados pelas personas.

•

Ideação: geração de ideias de solução caso o conjunto inicialmente proposto pela fase funcional seja alterado.

3.2.2 Fase 2 – Etapa 2: Desenvolvimento de uma metodologia para a otimização do ciclo final de prototipagem O projeto aqui apresentado propõe a implementação de uma metodologia mais estruturada durante a fase de Prototipagem dos ciclos de DT, aos mesmos moldes que é concebido pelos autores dentro da metodologia do PDP tradicional. Essa proposta tem como objetivo avaliar a possibilidade de otimização do ciclo de prototipagem frente a uma grande limitação de recursos. Dentro dessa proposta, a etapa de prototipagem é dividida em duas etapas. Primeiramente é traçado um plano para o desenvolvimento do protótipo. A criação de uma estratégia de prototipação dentro do modelo de DT a partir do cruzamento dos conceitos de planejamento e estratégia defendidos por Eppinger e Ulrich (2012), Christie et al. (2012),

50

Dunlap (2012) e Whellwright e Clark (1992) para o modelo tradicional de PDP associado com as particularidades da metodologia do DT para o desenvolvimento de produtos (Figura 9). Figura 9: Metodologia de prototipagem)

Fonte: Acervo Pessoal

3.2.3

Fase 2 – Etapa 3: Construção do protótipo Durante essa etapa de desenvolvimento do trabalho é concluída a prototipagem dentro

do ciclo final de DT. É apresentada a construção de fato do protótipo. Durante o desenvolvimento dessa etapa, o plano de prototipagem traçado durante a fase anterior é seguido e avaliado. 3.2.4

Fase2 – Etapa 4: Testes e análise dos resultados

Após a finalização dos protótipos, o plano de testes sugerido no plano de prototipagem desenvolvido previamente é aplicado. Após a realização dos testes, é feita uma análise do resultado obtido com a apresentação do resultado e uma avaliação sobre o impacto da metodologia desenvolvida para o processo de prototipagem e seu impacto real no resultado.

51

4

DESENVOLVIMENTO Nesta seção é apresentada a evolução do projeto conforme a aplicação da metodologia

apresentada anteriormente. 4.1

Primeira fase do Projeto CNPq – Início do processo de desenvolvimento Nesta subseção, é apresentada a visão geral do escopo do projeto seguida pela

metodologia escolhida para o desenvolvimento da primeira fase do projeto e os resultados obtidos. Os resultados e decisões tomadas durante a primeira fase de execução afetam diretamente o desenvolvimento da segunda fase do projeto, criando as diretrizes a serem seguidas ao decorrer desse trabalho de formatura. É importante salientar que a participação do auto durante a fase 1 de desenvolvimento se restringe ao agrupamento e análise das informações e resultados obtidos. Os resultados apresentados fazem parte de um esforço maior de pesquisa desenvolvido pelo centro de pesquisa em tecnologias assistivas no transporte aeronáutico.

4.1.1 O Projeto Como já inicialmente descrito no capítulo introdutório, o projeto no qual se baseia esse trabalho de formatura foi desenvolvido em uma parceria entre o Departamento de Engenharia de Produção da Escola Politécnica (EP-PRO), o Centro Interdisciplinar em Tecnologias Interativas (NAP-CITI) e o Departamento de Projeto da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo (FAU-AUP) e financiado pelo CNPq, no âmbito dos projetos de formação de núcleos de pesquisa em tecnologia assistiva. A vertente sobre a qual esse trabalho de formatura está baseado é o: •

desenvolver uma cadeira de rodas para uso no interior de aeronaves que permita o acesso facilitado ao assento do avião e a mobilidade no interior de aeronaves quando necessário.

Além disso, outro ponto crucial para o entendimento do trabalho aqui apresentado é o processo de desenvolvimento da cadeira foi dividido em duas etapas: •

Geração dos conceitos de solução;

•

Aprimoramento e finalização da solução apresentada.

52

4.1.2

Entendimento do problema – Benchmark O primeiro passo para o desenvolvimento do projeto foi um estudo inicial sobre o

mercado de cadeiras de bordo. Dessa maneira, foi conduzido um benchmark para a coleta de informações dos projetos já desenvolvidos e em desenvolvimento. O primeiro passo foi olhar para dentro da universidade e entender os projetos internos que já abordaram o tema de cadeiras de bordo. Então, partiu-se para um estudo do mercado atual de cadeiras de borda e outro sobre os projetos e conceitos ainda não disponibilizados ao mercado. 4.1.2.1 Cadeira Embracess A cadeira Embracess foi o resultado de um projeto desenvolvido em uma parceria entre a Embraer, a Universidade de São Paulo e a Universidade de Stanford no contexto de uma disciplina que visava a aplicação de conceitos de DT no desenvolvimento de uma solução de mobilidade dentro do ambiente de uma aeronave (Figura 10). O resultado deste estudo foi uma cadeira de bordo que facilita o embarque e desembarque, além de prover maior controle e independência e segurança ao usuário, através do conceito de troca de assentos entre a cadeira de bordo e a poltrona do avião. Figura 10: Cadeira Embracess

Fonte: Acervo Projeto Embracess

4.1.2.2 Produtos disponíveis no mercado A segunda etapa do processo de benchmark foi desenvolvida com a pesquisa de produtos já disponíveis no mercado atual. Foram levantadas cadeiras de rodas e cadeiras de bordo que apresentassem alguma proposta única de valor para a solução problemas de mobilidade. Durante a pesquisa foram levantados dez tipos de cadeiras como benchmark para o produto a ser desenvolvido.

53

•

RoTrike - A RoTrike destaca-se pela independência que gera ao cadeirante com o manuseio realizado através de uma alavanca central;

•

Mountain Trike – Possui controle por duas alavancas em suas laterais e se caracteriza por possibilitar a mobilidade em terrenos irregulares;

•

Melrose Wheelchair - A Melrose Wheelchair transforma uma cadeira normal em cadeira de bordo;

•

Spinergy ZX-1 - É uma adaptação de uma cadeira de rodas comum motorizada, que facilita a independência de movimentos do cadeirante;

•

Wijit - Parecida com a Mountain Trike, a Wijit também utiliza alavancas laterais para gerar movimento pelo próprio usuário;

•

AisleMaster Foldable Aisle - É uma cadeira de bordo convencional porém com adaptação para subir escadas;

•

Leg Wrap Positioning Aid – São fitas que aumentam o controle do usuário durante a transferência;

•

Smartdrve – Possibilidade de acoplamento de um motor externo que transforma a cadeira em uma cadeira elétrica;

•

Kenguru Wheelchair – Cadeira de rodas elétrica com estrutura robusta;

•

Mobbil HV Greiner – Cadeira de transferência com assento confortável e design moderno.

Tais cadeiras são mostradas na Figura 11.

54

Figura 11: Modelos encontrados no mercado

Fonte: Acervo Projeto CNPq

4.1.2.3 Referências conceituais Para completar o processo de benchmark foi feita uma pesquisa das soluções conceituais já elaboradas dentro do mesmo campo de mobilidade. Foi utilizada a internet para levantar projetos já publicados. O resultado foram outros nove objetos de comparação: •

Posta – É uma cadeira de rodas de bordo que destaca o deslizamento lateral apenas do assento, além da cadeira ser leve e compacta;

•

Skycare Chair – É uma cadeira de bordo de avião que permite autonomia para o cadeirante já que é ele quem controla a cadeira;

•

Mobi Folding Eletric Wheelchair – É uma cadeira de rodas conceitual de fácil armazenamento, já que colapsa verticalmente;

•

Charity – É uma cadeira robusta destaca-se porque encaixa no assento do avião;

•

Sliding Wheelchair – É uma cadeira conceitual para ser utilizada principalmente em hospitais já que o deslizamento lateral do assento facilita a transição do paciente para a cama;

•

Cadeira para Transição de Banheiro – É uma cadeira projetada com alças próprias para facilitar a transição para o assento sanitário;

55

•

Freemode – É uma cadeira dobrável, fornecendo uma grande economia de espaço;

•

O2Gen – É uma cadeira com design futurista e com uma proposta diferente para o suporte anatómico das costas do usuário.

•

Free4 – É uma cadeira conceitual com possibilidade de alteração de forma com a adaptação das posições da roda.

Os conceitos são ilustrados na Figura 12. Figura 12: Beenchmark – Referências conceituais

Fonte: Acervo Projeto CNPq

Após este mergulho inicial no problema e nas variáveis que o cercam, deu-se início aos ciclos de prototipagem que caracterizam a metodologia de DT defendida pela d.school (2010). 4.1.3 Primeiro ciclo de prototipagem: Protótipo de Função crítica O ciclo de criação para os protótipos de função crítica é a primeira etapa dentro do processo de DT. É, principalmente, nesse primeiro ciclo que se estabelece uma pesquisa mais intensa de identificação e conhecimento de usuários. Para tanto, existe um foco bastante intenso na etapa de criação de empatia com o usuário, desenvolvendo um estudo mais complexo de Needfinding a fim de entender melhor as reais necessidades do usuário.

56

4.1.3.1 Empatia – Função crítica Foram realizadas entrevistas com pessoal com limitações de mobilidade e também com integrantes do mercado de aviação para entender as necessidades das pessoas com mobilidade reduzida e a experiência desta durante um voo. Os entrevistados foram: •

Honório Rocha – presidente do Clube Paradesportivo Superação;

•

Fernando Aranha – para-atleta das seleções brasileiras de ciclismo, triatlo e esqui cross country;

•

Amanda Barbosa – Comissária de bordo da TAM.

Foram, também, realizadas visitas técnicas à Embraer e outra à TAM, para a obtenção um maior entendimento do ambiente de uma aeronave e o processo de desenvolvimento de produtos para este setor. 4.1.3.2 (Re)Definir – Função crítica Após adquirir um maior conhecimento sobre as condições de um cadeirante e sua experiência de voo, durante esta etapa da metodologia do DT foram definidas duas personas para representar os potenciais usuários da solução desenvolvida. Tais personas são definidas nos quadros resumo 3 e 4. Quadro 3: Personas - Horácio

Nome: Sexo: Altura: Estado Civíl:

Horácio

Masculino Idade: 46 1,76m Peso: 81kg Casado Profissão: Conssultor, Professor Paraplégico com mobilidade total dos membros Deficiência: superiores Pussui independência para sair e entrar na cadeira Grau de independência: sozinho Duas cadeiras, uma para o dia-a-dia e uma dobrável, Cadeira de Rodas: para viagens Experiência com cadeira: 25 anos Uma viagem a trabalho por mês e uma viagem a lazer Habitos de Viagem: por semestre Classe de viagem: Econômica

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Quadro 4: Personas - Aline

Nome: Sexo: Altura: Estado Civíl:

Aline

Feminino Idade: 32 1,63m Peso: 50kg Solteira Profissão: Desempregada Paraplégico com mobilidade total dos membros Deficiência: superiores Pussui independência para sair e entrar na cadeira Grau de independência: sozinho Cadeira de Rodas: Possui uma cadeira convencional Experiência com cadeira: 1 ano Habitos de Viagem: Classe de viagem:

Duas viagens por mês para tratamento em um grande centro Econômica

Com as personas criadas e os resultados das entrevistas e visitas em mente, foi definido como o principal obstáculo para a experiência de voo de um cadeirante: asdificuldades com as múltiplas transferências de assentos. Assim, definiu-se como objetivo do trabalho o desenvolvimento de um mecanismo para auxílio nas transferência de usuários que fazem uso de cadeiras de bordo durante o voo. 4.1.3.3 Ideação – Função crítica Para o processo de geração de ideias, a equipe de alunos de IC, com participação do mestrando e dos professores, se reuniu para a proposição de soluções para solucionar o problema de transferência entre poltrona e cadeira de bordo. Durante a etapa de criação de ideias foram utilizadas metodologias de: •

Brainstorming: atuação criativa livre, não se prendendo por dificuldades técnicas ou restrições.

•

Sketching: as ideias levantadas durante o brainstorming foram aprimoradas através do desenho de esboços e de iterações sobre estes esboços. (Figura 13)

58

Figura 13: Sketches - Função crítica

Fonte: Acervo Projeto CNPq

4.1.3.4 Prototipagem – Função crítica O intuito da prototipagem durante a etapa de função crítica é validação da principal função a ser desenvolvida pela equipe de projeto, assim não é esperado uma grande fidelidade entre modelo e realidade, uma vez que são modelos de processo criativo que visam a Apresentar e validar ideias com os usuários. A proposta durante este ciclo de prototipagem, é a criação de uma variedade de conceitos que possam vir a solucionar o problema foco do projeto. Desse modo, durante esta etapa o grupo, em conjunto, criou protótipos simples e rápidos (Figura 14) utilizando: •

Massa de modelar;

•

Palitos de sorvete;

•

Cartolina e papeis sulfite e cartão;

•

Arame.

59

Figura 14: Protótipos - Função crítica

Fonte: Acervo Projeto CNPq

4.1.3.5 Testes – Função crítica Durante a etapa de concepção da Função Crítica, pela limitação dos protótipos, os testes de conceito são mais importantes do que testes da própria funcionalidade do protótipo em si, uma vez que muitos desses são de construção muito simplificada. Nesse projeto, após passarem por uma avaliação pelo grupo, o resultado mais significativo dessa etapa é o entendimento que a falta de conhecimento das necessidades reais dos usuários foi um entrave para a geração de ideias. Resultando em buscas pelo aprofundamento do entendimento das necessidades do usuário. 4.1.4 Segundo ciclo de prototipagem: Protótipo Funcional Como visto no capítulo três, o modelo de desenvolvimento adotado pelo grupo, seja pelas limitações de tempo hábil para o projeto, ou pelas necessidades encontradas no próprio escopo inicial do projeto, não abordou o desenvolvimento dos ciclos de prototipagem Azarão (Darkhorse) e Integrado (Funktional). Dessa maneira, o segundo ciclo de prototipagem realizado foi o ciclo do protótipo funcional. É importante notar que o desenvolvimento desse ciclo marca a finalização da primeira etapa de desenvolvimento do projeto da cadeira de bordo. Durante essa etapa, na metodologia do DT tem-se por objetivo o desenvolvimento de um protótipo que seja capaz de ilustrar as soluções selecionadas para os problemas encontrados durante as etapas de empatia e definição do problema.

60

4.1.4.1 Empatia – Protótipo Funcional Durante a fase de Empatia desse ciclo, revisitou-se as informações obtidas durante a fase análoga do ciclo de protótipo de função crítica e todos os requisitos do usuário foram organizados em um quadro resumo (Quadro 5), para que se tivesse clareza dos reais problemas a serem solucionados. Também foi feita uma visita ao modelo de cabine aérea localizado no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de São Paulo. Durante a visita, a equipe teve um melhor entendimento da experiência de voo do usuário cadeirante e também se realizou as medidas das dimensões da poltrona (Figura 15) e da cabine, como a largura de corredor. A observação e estudo deste ambiente permitiu um melhor entendimento das barreiras a serem transpostas por cadeirantes durante uma viagem aérea. Figura 15: Modelo de poltrona

Fonte: Acervo Projeto CNPq

4.1.4.2 (Re) Definir – Protótipo Funcional Durante esta etapa, os requisitos do usuário, reavaliados durante a fase de Empatia, foram cruzados por perfis diferentes de pessoas, extrapolando-se as figuras das personas criadas durante o ciclo anterior de DT. Dessa maneira, criou-se uma tabela com a identificação dos requisitos mais recorrentes entre diferentes tipos de usuários (Quadro 5).

61

Quadro 5: Requisitos - Protótipo Funcional

Requisitos Adaptável Apoio para transferência Sustentação na transferência Facilidade de transferência Auxílio para os comissários Apoio de costas Apoio para os pés Segurança lateral Superar obstáculos Estabilidade Sustentação do tronco Armazenamento

4.1.4.3 Ideação – Protótipo Funcional Foram realizadas novas sessões de brainstorm, dessa vez focando-se nos requisitos dos usuários definidos durante as etapas anteriores. Tanto as novas ideias geradas, quanto as antigas foram aproveitadas e associadas à tabela de requisitos do usuário (Quadro 5) na busca de um conjunto de soluções que atenda de maneira mais completa os usuários e que esteja contida no escopo do projeto (Quadro 6). Quadro 6: Soluções e requisitos

Requisitos Adaptável Apoio para transferência Sustentação na transferência Facilidade de transferência Auxílio para os comissários Apoio de costas Apoio para os pés Segurança lateral Superar Obstáculos Estabilidade Sustentação do tronco Armazenamento

Soluções Regulagem de largura e altura do encosto; ajuste para pernas Aproveitar pontos de apoio da poltrona do avião ou base da cadeira Apoio lateral; apoio frontal Automatização; tábua de transferência; assento deslizável Puxador ergonômico; travamento de rodas Almofada ergonômica; gomos ajustáveis Cintos; barra para segurar pernas; retrátil; ajustável Sem cantos vivos; apoio retrátil; tábuas laterais Roda grande; roda 360 graus Roda traseira > roda dianteira; 3 rodas; mais pontos de base Apoio de cabeça; trava de montanha russa; encosto até a cabeça Compactável; desmontável; modular; minimalista

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O foco nesta etapa foi a integração de todas as ideias geradas ao longo do projeto a fim de se obter um sistema de solução para o problema apresentado. Foram então desenvolvidos desenhos (rascunhos) inicias para a representação do agrupamento dessas ideias. Durante a fase de ideação também foi criado, um guia de utilização para a cadeira de bordo. 4.1.4.4 Prototipagem – Protótipo Funcional Diferindo das etapas anteriores, que tiveram seu foco na fase de protótipo de conceito, pela definição do escopo do projeto, o resultado desta etapa deveria ser um protótipo equivalente ao da fase Funcional. Sendo assim a prototipagem foi dividida em duas etapas: protótipo virtual e protótipo físico com escala 1:1. Para o desenvolvimento do modelo virtual foram utilizados os softwares Autodesk Inventor e Rhinoceros (Figura 16). Figura 16: Modelo Virtual - Protótipo Funcional

Fonte: Acervo Projeto CNPq

Depois de finalizado o modelo virtual deu-se início à confecção do modelo físico com escala 1:1. Para o modelo físico foi utilizado: •

MDF;

•

Tubos de PVC;

•

Puxador de mala com rodinhas;

•

Rodas de borracha;

•

Fixadores (preços, parafusos e colas). O resultado final do protótipo construído é apresentado a seguir na Figura 17.

63

Figura 17: Modelo Físico - Protótipo Funcional

Fonte: Acervo Projeto CNPq

4.1.5 Resultados finais Durante esta etapa do projeto se iniciou de fato a participação do autor na geração de conteúdo e no processo de desenvolvimento da cadeira, com a compilação e análise de todos os resultados obtidos durante a primeira fase. De maneira geral, os principais resultados da primeira fase de desenvolvimento da cadeira foram: •

Usuários – Identificados na figura das personas;

•

Requisitos – Levantados por meio de entrevistas e pesquisas de campo;

•

Solução proposta

–

Transferência lateral

através

da

movimentação

unidirecional do assento no eixo horizontal; •

Modelo virtual.

O quadro resumo 7 traz os principais resultados obtidos pela primeira fase de desenvolvimento e que serão utilizados na segunda fase do projeto.

64

Quadro 7: Resultados - Primeira fase

Objetivo Usuário alvo Funcionalidades

Facilitar as transições entre cadeira de bordo e poltrona durante a experiência de voo Deficientes físicos paraplégicos com frequência de voo Deslizamento de assento Travamento de assento na cadeira e poltrona Alinhamento da cadeira com a poltrona Travamento das rodas Apoio para os pés Apoio para as costas ergonômico

Com o ciclo de prototipagem funcional concluído, o projeto segue para mais um ciclo de desenvolvimento. 4.1.5.1 Análise crítica do modelo criado Para que fosse obtido um entendimento total do modelo proposto, e assim utilizá-lo para o prosseguimento do projeto, foi feito um estudo crítico do modelo gerado pelo grupo na fase funcional. A análise se deu sobre o modelo virtual criado, que se mostrava como o mais completo agrupamento das soluções propostas. A análise do modelo se deu em duas fases: •

Avaliação de cada uma das peças criadas;

•

Avaliação da montagem.

Os resultados encontrados após a análise do modelo foram: •

Funcionalidades não retratadas: Apesar de anunciar os sistemas de travamento e alinhamento como partes do conjunto de solução, estas funcionalidades não foram de fato abordadas no modelo.

•

Peças fora de padrão: Entende-se que algumas partes do protótipo/produto não seriam de competência de fabricação da equipe, tal como as rodas e rolamentos. Contudo, foi feita uma vasta pesquisa nos catálogos dos principais fornecedores de rodas e rodízios do Brasil e percebeu-se que as dimensões utilizadas no modelo estavam fora dos padrões oferecidos no mercado.

•

Mal dimensionamento: Percebeu-se que as dimensões utilizadas não traduziam exatamente as condições encontradas no modelo de cabine visitada.

65

•

Montagem falha: Percebeu-se erros na montagem do produto, havendo peças flutuantes bem como mal dimensionamento de encaixes, fazendo com que o apoio de pés tocasse o chão.

Desta maneira, para a continuação do projeto será seria necessária a criação de um novo modelo virtual que contemple todas as funcionalidades propostas e que esteja dentro das especificações da cabine. 4.2

Segunda fase do projeto CNPq- Novo ciclo de prototipagem Uma vez compreendidos os resultados dos ciclos, dá-se início à próxima etapa no

processo de desenvolvimento do produto, o ciclo de prototipagem final. O desenvolvimento do ciclo do protótipo final, como defendido pela d.school, apresenta um foco na própria construção de um modelo refinado a partir dos resultados das etapas anteriores. Entretanto, uma vez que nem todos os ciclos anteriores foram de fato completados, este ciclo final de prototipagem ganha um caráter diferente, assumindo características complementares ao ciclo anterior. Isso acontece pela possibilidade de ocorrerem mudanças no conjunto de solução proposta no termino do ciclo de protótipo funcional. Dessa forma, há um ciclo de refinamento sobre as soluções propostas. 4.2.1 Aplicação de uma metodologia de prototipagem Dada a caracterização do ciclo a ser desenvolvido, percebe-se a necessidade da existência de uma ponte entre as etapas de Ideação e Prototipagem, de modo a otimizar o ciclo de prototipagem e garantir que o protótipo criado atenda às expectativas de um do protótipo final. Neste cenário, enxerga-se a oportunidade da aplicação de um plano de prototipagem estruturando um plano para a produção de um protótipo mais refinado e de maneira mais assertiva. Para tanto, o trabalho aqui apresentado propõe uma adaptação à fase de Prototipagem dentro do processo de desenvolvimento do DT. Nesta proposta, que será estudada na prática pelo trabalho aqui apresentado, a fase de prototipagem é organizada em duas etapas distintas: •

Criação de um plano/estratégia de prototipagem;

•

Desenvolvimento do protótipo.

66

Assim, em um primeiro momento, serão apresentadas as etapas inicias do ciclo de DT e a etapa de prototipagem terá suas duas fases discorridas mais a fundo no decorrer do trabalho. 4.2.2

Empatia Durante o ciclo de prototipagem, sobre o qual a etapa de empatia está associada, a

base de conhecimento do usuário e definição dos problemas, Needfinding, já está fortemente consolidada. Desta maneira, a fase de Empatia deste novo ciclo foi elaborada em duas vertentes: análise de falhas no modelo do protótipo funcional; retomada dos resultados de needfinding. •

Falhas no modelo criado no ciclo de protótipo funcional: durante a análise do modelo criado durante o último ciclo da fase anterior percebeu-se uma defasagem no modelo, que não aborda de maneira esclarecedora o funcionamento do sistema de travas e de outras funcionalidades propostas.

•

Retomada dos resultados de needfinding obtidos durante as interações sobre os primeiros ciclos do projeto: Retomada dos relatórios de Empatia gerados pela equipe de alunos para a obtenção de um maior entendimento das condições dos usuários e da experiência de voo para um cadeirante.

Além disso, foi realizada uma nova visita ao modelo de cabine de um avião, localizado no departamento de Engenharia Mecânica da EPUSP. Durante esta visita foram registradas as especificações da cabine. Como principais resultados desta etapa tem-se: •

Aproximação com a realidade dos usuários do produto sobre o qual o projeto de desenvolvimento de baseia;

•

Melhor entendimento da experiência de voo de uma pessoa que utiliza cadeira de bordo para se locomover dentro da cabine do avião, bem como um entendimento das condições espaciais dentro da cabine de um avião.

67

4.2.3 (Re) Definir Após revisar toda a documentação gerada no processo de empatia dos ciclos anteriores, percebeu-se que a definição do ponto de vista e dos usuários do projeto foram feitas de maneira sólida e condizente com o escopo do projeto. Desta forma, não houve qualquer iteração sobre as definições prévias feitas na primeira fase do projeto. Como ponto importante a ser notado, diferentemente do que aconteceu durante os ciclos de prototipagem anteriores, durante a elaboração dessa fase do projeto se trará uma atenção maior para as personas (Quadro 3 e Quadro 4), de modo que as soluções propostas visem principalmente atendê-las. 4.2.4 Ideação Uma vez que após o estudo dos resultados obtidos na primeira fase do projeto foi observado uma falha na definição e indicação de uma solução concreta para o travamento da base do assento na estrutura tanto da cadeira de bordo quanto na poltrona do avião, decidiu-se por focar o processo de ideação na solução deste problema em específico. Como, durante esta etapa, a equipe de execução do projeto se limitou a apenas o autor deste trabalho, a utilização de técnicas de brainstorming ficam prejudicadas. Contudo, para tentar tornar o processo de geração e seleção de ideias menos enviesado utilizou-se a seguinte estrutura: •

Benchmark online: Pesquisa por modelos de trava já desenvolvidos e aplicados no mercado via internet;

•

Ideias de solução: Levantamento de potenciais soluções para o problema de travamento do assento, seja esse modelo já aplicado ou original;

•

Escolha da melhor proposta.

4.2.4.1 Benchmark Foi feita uma busca por mecanismos de travas, por meio da internet bem como consultas a especialistas na área de engenharia mecânica, para a obtenção de um melhor entendimento das alternativas de solução. Considerando as dimensões e questões de complexidade, procurou-se por modelos que poderiam ser adaptados de maneira eficaz para o conjunto da cadeira. Os modelos de trava encontrados estão expostos no Quadro 8.

68

Quadro 8: Benchmark - Travas

4.2.4.2 Ideias de solução Para a composição das ideias de solução, após a inspiração das soluções já existentes, foi feita uma sessão individual de brainstorming e sketching. Foram obtidos três conceitos para a solução do problema de travamento do assento: •

Modelo 1: Trava estilo guarda-chuva com mola de torção A ideia concebida parte do conceito da trava de guarda-chuva que ativada por uma mola mas desativa-se sob pressão unidirecional. Contudo, neste conceito estaria presente um par de travas ligados a um eixo e este preso a uma mola de torção. Assim quando girado o eixo, as molas seriam retraídas e quando solto o eixo a mola o levaria ao posicionamento inicial com as travas ativadas (Figura 18).

69

Figura 18: Sketch – Trava mola de torção

Fonte: Acervo pessoal

•

Modelo 2: Trava estilo guarda-chuva estilo sobe e desce Esta ideia também parte do conceito da trava de guarda-chuva, porem com as travas associadas a um conjunto de barras e molas que desativam as travas quando pressionado (Figura 19). Figura 19: Sketch - Trava sobe e desce

Fonte: Acervo pessoal

•

Modelo 3: Trava giratória Este terceiro modelo é baseado nas barras de contador. Possuem um processo manual tanto de ativação quanto desativação da trava. A ideia e acioná-los ao longo da estrutura para mais estabilidade (Figura 20).

70

Figura 20: Sketch Trava giratória

Fonte: Acervo pessoal

4.2.4.3 Proposta selecionada O processo de seleção de ideias dentro da metodologia do design thinking é bastante holístico e baseasse nas discussões internas e no senso comum do grupo. Como no caso apresentado o grupo de desenvolvimento é composto por apenas um integrante, para evitar um total pré-direcionamento do resulto, e ainda não se distanciar da proposta do DT com a aplicação de uma metodologia completamente detalhada e estruturada. Optou-se por criar uma tabela comparativa pautada em indicadores de desempenho. Para o desenvolvimento desta tabela baseou-se no processo de aplicação de uma matriz de seleção. A releitura simplificada da matriz de decisão, apoiou-se em critérios chaves e no enquadramento de cada uma das ideias de solução dentro destes critérios. Os critérios são: •

Facilidade de ativação da trava: Avalia quão fácil seria o processo de ativação da trava uma vez que o assento deslizasse sobre a cadeira.

•

Facilidade de desativação da trava: Avalia quão fácil seria o processo de desativação da trava para que o assento deslizasse para fora da cadeira.

•

Estabilidade: Avalia o quão estável a ativação da trava tornaria o assento sobre a cadeira.

•

Complexidade de implementação: Avalia o quão complexa seria a implementação da trava dentro do projeto da cadeira.

71

Dentro de cada um destes critérios foi estabelecido o melhor e o pior colocado, onde o índice um indica o melhor colocado e o três o pior colocado. O resultado é exibido na Tabela 2. Tabela 2: Critérios de seleção

Modelo 1 Facilidade de ativação Facilidade de desativação Estabilidade Complexidade

Modelo 2 2 2 2 3

Modelo 3 1 1 2 2

3 3 1 1

Desta forma, a ideia campeã e que será inserida no conjunto de solução para a cadeira de bordo foi o modelo 2, a Trava Guarda-chuva sobe e desce. 4.3

Proposta de um plano de prototipagem Para que seja elaborada uma proposta consistente se faz necessário o entendimento da

etapa de prototipagem dentro da metodologia do DT e também das práticas de definição de estratégia dentro do PDP tradicional. A partir destas duas bases será feito um cruzamento para a elaboração de um plano único e que possa traduzir de maneira satisfatória as necessidades do projeto. 4.3.1 Peculiaridades da prototipagem em Design Thinking Diferentemente daquilo que se observa no PDP tradicional, na metodologia proposta pelo DT a prototipagem ganha um papel de destaque e se torna fundamental no processo de criação e desenvolvimento do produto. Enquanto no PDP tradicional, autores como Wheelright e Clark (1992) e Christie (2012) declaram que a importância da prototipagem é subestimada, dentro da metodologia de DT ela assume um papel crucial e é tanto uma ferramenta para materialização e comunicação de ideias de solução como uma própria ferramenta para a criação de novas ideias. A importância da prototipagem é tanta que uma das etapas mais cruciais do ciclo de desenvolvimento de DT é destinada apenas para essa atividade. Não obstante, os próprios ciclo da metodologia proposta pela d.school são baseados nos diferentes resultados esperados na fase de prototipagem. Desta forma é estimulada a produção de diversos protótipos físicos e virtuais, em diferentes fases e com diferentes funcionalidades.

72

No DT é dada uma grande ênfase para a utilização de protótipos de rápida confecção, a fim de se manter o passo acelerado e contínuo do processo de desenvolvimento. De modo geral, o processo de prototipagem é de suma importância dentro dos ciclos de DT para: •

Geração de ideias;

•

Comunicar;

•

Interagir;

•

Aprender com as falhas de modo barato e rápido;

•

Testar possibilidades de solução;

•

Gerenciar o processo de confecção de soluções.

Durante o decorrer do processo de DT os protótipos passam a ganhar complexidade e proximidade com o produto final, passando por seis fases de interações com a equipe construtora e os usuários potenciais: •

Protótipo de Função Crítica: Os primeiros protótipos gerados têm por objetivo materializar as soluções propostas para os problemas de maneira focada. Os protótipos gerados são simples e feitos de maneira rápida e pouco custosa.

•

Protótipo Azarão: Durante o segundo ciclo de prototipagem se sugere a abrangência do escopo com a geração de ideias mais generalistas e não necessariamente factíveis no curto prazo.

•

Protótipo Integrado: No terceiro ciclo de prototipagem o projeto passa a caminhar para uma solução unificada e este protótipo tem por objetivo reunir as soluções propostas e discutidas nos ciclos anteriores.

•

Protótipo Funcional: Durante este ciclo o foco recai sobre a construção de um protótipo capaz de emular todas as funcionalidades propostas no projeto atual. A ideia é comunicar de maneira efetiva as características funcionais do produto, ainda que se distancie do produto final em relação a formas e aparência.

•

Protótipo “x-está Finalizado”: Tendo todas as funcionalidades definidas, o penúltimo ciclo de prototipagem trata do aprimoramento da aplicação dessas funcionalidades da maneira mais próxima daquilo que será observado no proposta final do produto.

73

•

Protótipo Final: Como resultado do último ciclo de prototipagem é entregue um protótipo muito mais refinado e preciso do que os apresentados nos ciclos anteriores, havendo-se um a preocupação com formas e aparência, além das funcionalidades.

Contudo, do mesmo modo que no PDP tradicional não é necessariamente estipulada a adoção de uma estratégia de prototipagem como uma parte integrante e crucial do projeto, na metodologia do DT também não é defendida a adoção de metodologias de prototipagem. Na realidade, a adoção de qualquer planejamento é desencorajada, principalmente nas etapas iniciais do processo, por considerar-se que o fato de se pensar demais sobre o processo possa trazer uma limitação criativa. De maneira geral, pode-se considerar quatro linhas guias para o processo de prototipagem em DT: •

Comece construindo: Mesmo que não se esteja seguro do que se está fazendo, o ato de confeccionar e estar em contato com diferentes materiais e ferramentas são essenciais para se estimular o processo criativo;

•

Não tome muito tempo em um mesmo protótipo: Ao trabalhar muito tempo em um mesmo protótipo por muito tempo é provável o desenvolvimento de uma relação emocional com esse, o que pode prejudicar o processo criativo e o senso crítico da equipe;

•

Crie um objetivo para o protótipo: Cada protótipo dever responder a uma pergunta em particular quando testado. Dessa forma é crucial a identificação do que será avaliado em cada protótipo para que se possa obter um entendimento do projeto.

•

Construa o protótipo com o usuário em mente: Uma vez que a própria razão de existir do protótipo e do próprio desenvolvimento recai sobre a satisfação de necessidades específicas dos usuários, é fundamental que ele seja considerado durante o processo de criação do protótipo.

4.3.2 Planejamento e estratégias no processo de prototipagem do PDP O estabelecimento de um modelo formal para a execução de um protótipo não é uma etapa consagrada dentro do PDP tradicional e nem uma unanimidade entre os autores. Contudo, Christie et al (2012), Dunlap et al (2014) e Wheelwright e Clark (1992) concordam

74

que este planejamento, principalmente dentro de um contexto de engenharia é fundamental para a obtenção de um protótipo efetivo. Para Eppinger e Ulrich (2012) a etapa inicial do processo de prototipagem deve partir de um planejamento prévio. Dessa forma é criado uma mentalidade voltada à obtenção do protótipo e se cria um ambiente propício à prototipagem. Os quatro aspectos base no planejamento de um processo de prototipagem são: •

Definição do propósito para a construção do protótipo;

•

Estabelecimento do nível de aproximação que o protótipo terá do produto real;

•

Detalhar plano de testes, com a indicação do objetivo de cada teste e critérios de avaliação/mensuração;

•

Criação de um cronograma para compras, construção e testes do protótipo.

Dunlap et al (2014) e Wheelwright e Clark (1992) vão ainda mais a fundo em suas metodologias para o desenvolvimento de protótipos e propõe modelos estratégicos para a prototipagem. Enquanto o primeiro autor traz uma abordagem mais contemporânea e genérica, propondo um “framework” de construção da metodologia baseado em seis pilares e que tem um resultado único para cada projeto. Wheelwright e Clark (1992) apresentam uma visão mais pautada em processos industriais e definem três modelos estratégicos específicos para a prototipagem em engenharia. De uma forma ou outra, segundo os autores, a aplicação de uma estratégia bem definida durante o processo de prototipagem é essencial para a identificação da função do protótipo e evitar retrabalho sobre o mesmo. Mas para a aplicação em um processo de desenvolvimento com metodologia de DT a estruturação defendida por Wheelwright e Clarck (1992), por ser muito fechada e com foco industrial, não se mostra completamente aplicável no cenário de estudo. 4.3.3

O porquê de aplicar um modelo de planejamento de prototipagem em DT Uma vez que a metodologia de DT traz uma ideia intrínseca de liberdade criativa e

agilidade no fazer, a implementação de um plano estruturado durante a etapa de prototipagem pode aparecer como um entrave ao próprio desenvolvimento do projeto e sua fluidez. Contudo, as concepções mais disseminadas sobre o processo de design thinking recaem sobre os ciclos iniciais de prototipagem, onde se deve ter uma agilidade muito maior

75

no processo de criação e seleção de ideias. O projeto aqui apresentado trata do desenvolvimento do protótipo no ciclo final da metodologia de DT. Dessa forma, o protótipo aqui apresentado deve ser desenvolvido de maneira muito mais assertiva, tanto para atingir as expectativas de funcionalidade e semelhança com o produto final, quanto para ser factível dentro do escopo do trabalho e suas limitações de tempo, orçamento e equipe. Sendo assim, a aplicação de uma metodologia de prototipagem aparenta ser um passo importante para a otimização do ciclo de prototipagem final do projeto. Assim, o sucesso ou não da aplicação de uma metodologia estruturada dentro de um processo de Design Thinking deve ser entendido e discutido ao decorrer do processo de prototipagem de fato.

4.3.4 Modelo de planejamento de prototipagem em DT Sendo entendida a validade da aplicação de uma estratégia estruturada dentro do processo de Design Thinking partiu-se para o desenvolvimento de um plano de ação para a confecção do protótipo aqui estudado. Para tanto levou-se em consideração a metodologia de DT proposta pela d.school (2010), as propostas de Eppinger e Ulrich (2012), Christie et al. (2012) e Dunlap et al (2009) além do escopo do próprio projeto e suas limitações. Após realizar o cruzamento dessas informações traçou-se o plano para o processo de prototipagem baseado nos verticais entendidas como cruciais para o desenvolvimento do projeto: •

Objetivo do protótipo;

•

Número e tipos de protótipos a serem criados;

•

Número de iterações sobre o protótipo;

•

Funcionalidades e Subsistemas;

•

Escala e requisitos do projeto;

•

Escolha de materiais;

•

Escolha de técnicas de manufatura e montagem.

Cada um destes aspectos foi então subdividido em pontos subjacentes. O resultado dessa quebra pode ser visto no Quadro 9.

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Quadro 9: Questionamentos estratégicos

Aspectos Principais Objetivo do protótipo

Número e tipos de protótipos a serem criados Número de iterações sobre o protótipo Funcionalidades e Subsistemas Escala e requisitos do projeto

Escolha de técnicas de manufatura e montagem Escolha de materiais

Questionamentos Qual o resultado esperado para o ciclo de DT? O que se quer comunicar? O que se deve testar? São necessários protótipos físicos? São necessários protótipos virtuais? Os protótipos serão realizados simultaneamente? Os sistemas e subsistemas de solução estão bem definidos? Existe limitação de orçamento? Existe limitação de tempo? Todos os subsistemas serão testados: A construção de um subsistema depende da construção do todo? Quão próxima deve ser a aparência do protótipo à do produto final? O protótipo será testado em condições idênticas ao do produto final? Quais os processos de manufatura à disposição? Qual o nível de conhecimento técnico da equipe envolvida? A resistência do protótipo deverá ser a mesma do produto final? Quais componentes serão fabricados e quais terceirizados? Quais materiais podem ser tratados pelos processos de manufatura disponíveis?

Dessa forma, a estratégia de desenvolvimento da prototipagem deve ser baseada nas respostas de cada uma destas pergunta, de maneira que se crie uma consciência das reais condições que o projeto acontecerá. A resposta de cada um destes questionamentos será então desdobrada em requisitos do processo de prototipagem, que é então traduzido em etapas reais a serem desenvolvidas a fim de se obter o protótipo. Seguindo ainda o modelo proposto por Epplinger e Ulrich (2012), cada uma destas atividades será colocada sobre um cronograma, a fim de se obter um entendimento do temporal do ciclo de prototipagem. Sendo assim o fluxo para a criação do plano de prototipagem é representado na Figura 21.

77

Figura 21: Desenvolvimento do plano de prototipagem

Fonte: Acervo pessoal

4.3.5 Plano de prototipagem Dando continuidade ao processo de criação de um plano de prototipagem os questionamentos estratégicos foram respondidos: Objetivo do protótipo •

Qual o resultado esperado para o ciclo de Design Thinking? – Uma vez que o protótipo a ser criado está inserido no ciclo Final do DT é esperado que ele apresente tanto as funcionalidades para solução dos problemas identificados quanto uma aproximação de forma e aparência ao projeto do produto final.

•

O que se quer comunicar? – O objetivo de comunicação principal são as novas funcionalidades que o produto desenvolvido traz em relação às cadeiras de bordo já existentes no mercado e a aparência final do produto.

•

O que se deve testar? – Devem ser testadas as funcionalidades principais da cadeira: Rolagem lateral para troca de assentos e travamento do assento.

Número e tipos de protótipos a serem criados •

São necessários protótipos físicos? Uma vez que a entrega de um protótipo físico final do produto desenvolvido está dentro do escopo do projeto, é necessária a construção de protótipos físicos. Considerando os objetivos de comunicação visual do protótipo também se almeja criar um protótipo de aproximação visual.

•

São necessários protótipos virtuais? – Dado o fato que o modelo criado nos ciclos anteriores pela equipe de alunos de iniciação científica apresenta algumas inconsistências, se faz necessária a confecção de um novo modelo

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virtual, que funcionará também como base para o desenvolvimento do modelo físico; •

Os protótipos serão realizados simultaneamente? – Como o protótipo virtual servirá como base para a construção do protótipo físico ele deverá ser finalizado antes do início do processo de confecção dos protótipos físicos. Já os protótipos físicos podem ser executados simultaneamente.

Número de iterações sobre o protótipo •

Os sistemas e subsistemas de solução estão bem definidos? – Uma vez que o projeto já se apresenta no último dos ciclos de desenvolvimento em DT, tantos os problemas quanto as soluções apresentadas já estão consolidadas e não necessitam iterações.

•

Existe limitação de orçamento? – O orçamento é limitado.

•

Existe limitação de tempo? – Os protótipos devem ser finalizados até a última semana de outubro.

Funcionalidades e Subsistemas •

Todos os subsistemas serão testados? – Serão testados principalmente os mecanismos de rolagem e trava do assento.

•

A construção de um subsistema depende da construção do todo? – De maneira geral as soluções, apesar de complementares, não são dependentes, podendo ser confeccionadas em ciclos diferentes.

Escala e requisitos do projeto •

Quão próxima deve ser a aparência do protótipo à do produto final? – O protótipo deve apresentar uma grande aproximação de aparência e forma.

•

O protótipo será testado em condições idênticas às do produto final? – Não, o teste do protótipo será mais restrito ao funcionamento do sistema de rolagem e travas.

Escolha de técnicas de manufatura e montagem •

Qual o nível de conhecimento técnico da equipe envolvida? – A equipe é composta apenas pelo autor do trabalho, que não possui vasta experiência e conhecimento em práticas de manufatura.

79

•

Quais os processos de manufatura à disposição? – O processo de prototipagem será

realizado

nas

dependências

da

Oficina

InovaLab@POLI,

nas

dependências do prédio de Engenharia de Produção da EPUSP. Assim, os processos à disposição da equipe são aqueles cujo ferramental é encontrado na oficina, como Fresa de topo, cortadora a laser, impressora 3d, “lixadeira”, serras, furadeira de topo e máquinas de controle numérico. Escolha de materiais •

A resistência do protótipo deverá ser a mesma do produto final? - Não, assim o protótipo pode ser confeccionado com materiais que não os originais projetados para o produto final.

•

Quais componentes serão fabricados e quais serão terceirizados? – A estrutura como um todo será fabricada dentro da própria Oficina InovaLab@POLI. Contudo, algumas peças que não tem possibilidade de confecção em tal ambiente ou pela falta de técnicas de manufatura, custo de desenvolvimento ou conhecimento, serão compradas.

•

Quais materiais podem ser tratados pelos processos de manufatura disponíveis? Tratando de maneira mais genérica, materiais usináveis podem ser trabalhados pelas ferramentas da Oficina. Contudo, a cortadora a laser só processa madeira, acrílico e papel; as máquinas de controle numérico só conseguem usinar materiais próprios para usinagem, como metais como alumínio e polímeros como nylon e poliacetal.

Após serem devidamente respondidos, os questionamentos estratégicos deram origem aos requisitos do processo de prototipagem, como observado no Quadro 10.

80

Quadro 10: Requisitos do plano de prototipagem

Aspectos Principais Objetivo do protótipo

Número e tipos de protótipos a serem criados Número de iterações sobre o protótipo Funcionalidades e Subsistemas

Requisitos Apresentar soluções de deslizamento e trava de assentos além de aproximação de aparência Modelo próximo ao produto final Criação de um protótipo físico de forma e outro de função e um protótipo virtual Os modelos não sofrerão iterações O protótipo será construído em partes para assegurar o funcionamento dos subsistemas e então montado em uma estrutura única

Escala e requisitos do projeto

O projeto será construído em escala 1:1 O protótipo não seguira a mesma rigorosidade de construção que o produto final

Escolha de técnicas de manufatura e montagem

Serão utilizados os processos de manufatura cujo desenvolvimento pode ser realizado dentro das instalações da Oficina do

InovaLab@POLI Exemplos de prática são: corte a lazer, usinagem por fresa ou cnc, serragem, lixamento e pintura Escolha de materiais

A base do projeto será feita em madeira mdf, pelo menor custo e possibilidade de ser processada na cortadora a laser Serão terceirizados as rodas e rodízios, rolamentos, sistema de travas e materiais de fixação Para a fixação serão utilizados pregos, parafusos e cola. Para o acabamento: tintas, seladora e lixas. Para peças usinadas: poliacetal. E ainda serão utilizados materiais para o estofado da cadeira

Com a definição dos requisitos do projeto, foi feita a quebra do processo prático de prototipagem em grupos de atividades: •

Confecção do modelo virtual - uma vez que o modelo virtual aprimorado servirá como base para a execução do protótipo físico, o início do processo de prototipação deverá ser iniciado pela sua confecção. Esta etapa será subdividida nas seguintes tarefas: o Criação do modelo: Esta é a etapa de confecção do modelo em si. O modelo será criado com o auxílio de um software de CAD próprio para modelagem em 3d. o Renderização: Dentro do universo da modelagem 3d a renderização é a atividade responsável por gerar imagens tratadas sobre os modelos gerados

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via CAD. Durante esta etapa, com a ajuda de um software de renderização o modelo criado será tratado para obtenção de um visual mais refinado. •

Seleção de materiais – uma vez que o modelo virtual esteja concluído, antes do início da confecção do protótipo em si é necessário fazer um estudo do que deverá ser modelado de fato. Para tanto, são necessárias as seguintes etapas: o Listagem de peças: A criação de um BOM preliminar será de suma importância no entendimento daquilo que realmente será construído para a composição do protótipo. o Análise comprar X fazer: Com a lista de peças em mão é necessária fazer uma análise de viabilidade para a construção destas. Assim se selecionará aquelas que serão construídas pela própria equipe e as outras que serão adquiridas de terceiros. o Escolha e listagem dos materiais necessários: Tendo-se definidas todas as peças a serem feitas ou compradas, a próxima etapa é a listagem do material necessário para a confecção do protótipo. o Listagem de potenciais fornecedores: Outra etapa importante para a organização do projeto é o entendimento dos potenciais fornecedores. Esta tarefa deverá ocorrer de maneira simultânea à listagem de peças e materiais. o Orçamentos: Com a lista de materiais necessários e de potenciais fornecedores inicia-se o levantamento de orçamentos para entender se as escolhas estão dentro do budget definido para o projeto. o Compra: Escolhidos os melhores orçamentos é então realizada a compra dos materiais.

•

Confecção do modelo físico – uma vez que tanto o projeto quanto a matéria necessária para sua confecção estão disponíveis, é dado o início do processo de construção do modelo físico. Dentro daquilo que será o projeto definiu-se o enfoque na construção das funcionalidades de rolagem e travamento. Como os sistemas não são dependentes, resolveu-se por dividir a protótipo em três partes principais a estrutura da cadeira de maneira genérica, o assento de rolagem e a base para travamento. Uma vez entendido os objetivos do

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protótipo e as condições no qual ele será desenvolvido, definiu-se a seguinte estratégia para realização do projeto: o Criação do modelo de forma: Este protótipo será criado a fim de obter um modelo visual do projeto em escala reduzida. Para tanto, se usará de processos de prototipagem rápida. o Preparação de arquivos para corte na cortadora a laser: Identificou-se que dentro dos ferramentais à disposição na oficina InovaLab@POLI, o corte a laser, técnica de prototipagem rápida, possuía um grande potencial em sua utilização. Contudo, para que fosse seja de fato utilizado é necessário que as peças a serem cortadas estejam devidamente projetadas em um formato aceito pela máquina. Assim é preciso realizar o preparo dos arquivos para o corte das peças na cortadora. o Confecção das peças da estrutura: Desenvolvimento da estrutura genérica da cadeira de bordo. o Confecção do assento de rolagem: Desenvolvimento da estrutura para rolagem do assento da cadeira de bordo. o Confecção da base para travamento: Desenvolvimento do mecanismo de travas da cadeira de bordo. o Acabamento: As atividades de acabamento são responsáveis pela finalização de cada uma das peças, e acontece ao longo do processo de desenvolvimento de cada uma das etapas da construção do modelo físico. o Montagem: A fase de montagem é a parte final na confecção do modelo físico, onde todas as peças são unidas e fixadas. •

Testes: Uma vez pronto o modelo físico, serão realizados testes para validar as funcionalidades de deslizamento e trava da cadeira.

Tendo definidas as etapas presente no processo, elas foram associadas a um cronograma a fim de se obter o plano de prototipagem, como observado no Quadro 11.

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Quadro 11: Gronograma de execução

Etapa Criação do modelo virtual Seleção de materiais

Confecção do modelo físico

Testes

4.4

Atividade Criação do modelo Renderização Listagem de peças Análise comprar x fazer Escolha e Listagem do material necessário Listagem de potenciais fornecedores Orçamentos Compra de material Preparação do modelo de forma Preparação de arquivos para corte na cortadora a laser Confecção das peças da estrutura Confecção do assento de rolagem Confecção da base para travamento Acabamento Montagem Testes

Cronograma 01/07 a 09/07 09/07 a 10/07 11/07 a 16/07 11/07 a 16/07 11/07 a 16/07 11/07 a 16/07 17/07 a 23/07 25/07 a 28/07 28/07 a 12/09 08/08 a 26/08 29/08 a 02/09 05/09 a 06/09 06/09 a 08/09 09/09 a 09/09 12/09 a 23/09 26/09 a 07/10

Aplicação da estratégia de prototipagem – Construção do protótipo Durante esta etapa do desenvolvimento será aplicada o plano de prototipagem

desenvolvido a fim de verificar se sua aplicação é capaz de otimizar o processo de prototipagem. Sendo assim o processo de prototipagem deve ser iniciado pela criação do modelo virtual, seguindo para seleção e compra dos materiais e a então confecção dos modelos físicos.

4.4.1 Criação do modelo virtual Durante o ciclo do protótipo final, a proposta é que se tenha um aperfeiçoamento dos modelos criados nas etapas anteriores. Dessa forma, o modelo virtual a ser desenvolvido parte do modelo apresentado na fase anterior. Como visto anteriormente, o modelo criado no ciclo anterior apresenta inconsistências quanto à montagem de peças, tamanhos e funcionalidades. Dessa forma o modelo a ser desenvolvido, apesar de utilizar o antigo como base, deve passar por todos os requisitos e funções selecionadas a fim de obter um modelo condizente com o produto final.

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4.4.1.1 Softwares utilizados A primeira etapa no processo de desenvolvimento é o processo de escolha dos softwares a serem utilizados na confecção do modelo. Partindo deste ponto escolheu-se o software Solid Works para o desenvolvimento do modelo. Esta escolha foi embasada nas experiências prévias do autor com o software. Já para as funções de renderização foi escolhido o uso do software Key Shot, uma vez que ele permite uma seleção mais acurada de materiais e gera imagens com melhor definição e contraste, além de possuir uma interface mais intuitiva. Sua escolha também foi baseada na experiência prévia do autor. 4.4.1.2 Modelo Virtual Como já dito anteriormente, o processo de confecção do modelo virtual iniciou-se por uma análise detalhada de cada uma das peças e posteriormente da montagem criadas durante o ciclo de protótipo funcional. Para o desenvolvimento do novo modelo procurou manter-se as mesmas linhas visuais propostas no modelo anterior, fazendo-se apenas uma revisão completa das dimensões e funcionalidades aplicadas. Durante o desenvolvimento optou-se pela criação de peças e subsistemas que atendessem a todas as especificações definidas. Assim o resultado é mostrado a seguir nas figuras 28 e 29, com a exemplificação visual dos principais aspectos do modelo criado. Estrutura e Rodas A estrutura da cadeira é baseada em quatro rodas, sendo as duas rodas traseiras de diâmetro maior que as duas dianteiras. As rodas dianteiras são rodízios, permitindo que a cadeira gire e mude de direção. O sistema de frenagem está colocado junto às rodas traseiras, permitindo um acesso mais fácil para o comissário (Figura 22). Figura 22: Detalhe – Rodas

Fonte: Acervo pessoal

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Apoio de pés A cadeira apresenta apoio para os pés e duas alças para a colocação de uma cinta, caso seja necessária, para a locomoção do usuário da cadeira (Figura 23). Figura 23: Detalhe - Apoio de pé

Fonte: Acervo pessoal

Sistema de rolagem O sistema de rolamento é feito dentro de uma base que contém fileiras de rolamentos, totalizando 8 peças de rolagem. Esta base é acoplada a um assento especial com almofada contra escaras. Este assento móvel tem a capacidade de deslizar tanto sobre a poltrona quanto a base da cadeira (Figura 24 e Figura 25). Figura 24: Detalhe – Assento

Fonte: Acervo pessoal Figura 25: Detalhe – Rolamentos

Fonte: Acervo pessoal

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Base com travas Uma vez selecionadas o método de trava baseada em um guarda-chuva, se desenvolveu uma base onde as travas são acionadas automaticamente com o deslizamento no sentido de entrada da cadeira na base. Para desativar as travas e liberar o assento deve-se apertar um botão na parte traseira da base de engate. Na base de engate também está presente uma guia de alinhamento com a poltrona, antes de se desativar as travas deve-se alinhar a guia com a poltrona (Figura 26 e Figura 27). Figura 26: Detalhe – Travas

Fonte: Acervo pessoal Figura 27: Detalhe – Traseira

Fonte: Acervo pessoal

O modelo ainda apresenta um apoio ergonômico para as costas do usuário e um apoio lateral e frontal (rebatível) para melhor acomodar o cadeirante durante o uso da cadeira. O Projeto final da cadeira pode ser visto na Figura 28 e na Figura 29:

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Figura 28: Detalhe - Vista traseira da cadeira

Figura 29: Detalhe - Vista frontal da cadeira

Fonte: Acervo pessoal

4.4.2 Seleção de materiais Uma vez criado o modelo virtual, deu-se início a segunda etapa do plano de prototipagem, a seleção de materiais. Esse processo se inicia com o entendimento daquilo que se deve construir. Inicia-se portanto da decomposição do projeto em suas peças, a seleção do que será fabricado e o que será terceirizado e então decisão de compra. 4.4.2.1 Bill of Materials (BOM) O início do processo de seleção de materiais se dá com a construção da lista de materiais necessários para a confecção do protótipo. Para esta etapa não se considerou o que seria a BOM para o protótipo completo, e sim o que seria fabricado ou comprado. Os elementos de fixação, por exemplo, foram desconsiderados uma vez que serão utilizados elementos da própria oficina para a confecção dos modelos. O resultado desta análise pode ser conferido na Tabela 3, a seguir.

88

Tabela 3: BOM

Subsistema Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura Assento de rolagem Assento de rolagem Assento de rolagem Assento de rolagem Assento de rolagem Assento de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem

Peça Base Lateral (Pernas) Roda traseira Rodízio dianteiro Eixo para roda traseira Descanso de pés Base de descanso (traseira) Barra de ligação Estofado de encosto Apoio de braço Rolamentos 20 mm Estrutura rolamento Pino rolamento "Caixa" de rolamentos Tampa de rolamentos Estofado de assento Base de rolamento Tampa da base Trava Haste de ligação Haste de acionamento Mola de acionamento Guia de alinhamento

Quantidade 2 2 2 2 2 1 3 1 1 8 8 8 1 1 1 1 1 2 1 1 4 1

Como se pode perceber, a listagem de peças excluiu o modelo de forma. Isso acontece porque ele será feito através de técnicas de manufatura aditiva, por impressão 3d. 4.4.2.2 Escolha e listagem do material A seleção dos materiais a serem utilizados baseou-se em 3 fatores: •

Custo: Uma vez que o orçamento do projeto é bastante limitado, as escolhas de materiais devem levar em consideração este fato.

•

Resistência: Os materiais devem suportar os testes que serão realizados e a estrutura deve ter a resistência mínima projetada.

•

Facilidade de usinagem: Deve-se considerar também as características de cada um dos materiais frente aos processos de manufatura que eles serão expostos.

Após a análise dos fatores para cada uma das partes listadas do protótipo foi definida a seguinte lista de materiais, Quadro 12: Lista de materiais:

89

Quadro 12: Lista de materiais

Peça Base Lateral (Pernas) Roda traseira Rodízio dianteiro Eixo para roda traseira Descanso de pés Base de descanso (traseira) Barra de ligação Estofado de encosto Apoio de braço Rolamentos 20 mm Estrutura rolamento Pino rolamento "Caixa" de rolamentos Tampa de rolamentos Estofado de assento Base de rolamento Tampa da base Trava Haste de ligação Haste de acionamento Mola de acionamento Guia de alinhamento

Material mdf borracha nylon/borracha poliacetal mdf mdf mdf espuma e tecido mdf aço aço aço mdf mdf espuma e tecido mdf mdf aço aço aço aço mdf

4.4.2.3 Análise comprar x fazer Durante a confecção do protótipo é importante saber o que realmente se tem capacidade de fazer e o que deve ser adquirido ou confeccionado por terceiros. Para tanto se realizou uma análise dentro do conjunto de peças propostas na seção anterior. Neste estudo foram levados em consideração três principais fatores: •

Existência no mercado para compra: A peça já está pronta e disponível no mercado para sua compra.

•

Processos necessários para confecção: Avaliação dos processos envolvidos na confecção da peça, caso se opte por fazê-la em oficina.

•

Domínio técnico: Consideração do entendimento e domínio das técnicas necessárias para a confecção do produto pela equipe.

90

Associando-se estes fatores a cada uma das partes do protótipo foi então realizada a opção de compra ou execução, a tabela de análise completa pode ser encontrada no Apêndice A, e de maneira geral o resultado final das escolhas é encontrado na Quadro 13. Quadro 13: Comprar x Fazer

Peça Base Lateral (Pernas) Roda traseira Rodízio dianteiro Eixo para roda traseira Descanso de pés Base de descanso (traseira) Barra de ligação Estofado de encosto Apoio de braço Rolamentos 20 mm Estrutura rolamento Pino rolamento "Caixa" de rolamentos Tampa de rolamentos Estofado de assento Base de rolamento Tampa da base Trava Haste de ligação Haste de acionamento Mola de acionamento Guia de alinhamento

Comprar x Fazer Fazer Comprar Comprar Fazer (ajuda monitores) Fazer Fazer Fazer Fazer Fazer Comprar Comprar Comprar Fazer Fazer Fazer Fazer Fazer Comprar Comprar Comprar Comprar Fazer

Percebe-se que foi feita a opção por confeccionar a grande maioria das peças de geometria e caráter próprios do projeto. Sendo divididas em dois grupos as partes a serem compradas: 

Peças já existentes no mercado e com complexidade de confecção: rodas, rodízios, molas e rolamentos;



Peças de aço e complexidade de conformação: sistema de apoio dos rolamentos e sistema de trava.

4.4.2.4 Listagem de fornecedores e orçamentos Uma vez estabelecido o entendimento do que será executado e do que será terceirizado, iniciou-se um processo de prospecção de potenciais fornecedores. Esse processo

91

foi realizado através de consultas à internet e a pessoas com experiência na confecção de modelos físicos e móveis. Foram identificados quatro polos para a aquisição de materiais, como representado no quadro a seguir: Quadro 14: Fornecedores potenciais

Polo - Material Madeira Peças (rodas, molas, etc) Metais e polímeros Espumas e tecidos Serralherias

Fornecedor Leroy Merlin Rua Florêncio de Abreu (diversas lojas); Rua do Gasômetro (diversas lojas) Osasco (arredores da Av. dos Autonomistas) Brás Bela Vista e região Central

Tendo identificado os potenciais fornecedores, foram feitas consultas via internet em seus websites, telefonemas e visitas físicas aos estabelecimentos para o levantamento de orçamentos para a compra. Durante esta etapa deu-se uma maior atenção para a obtenção de orçamentos para as peças a serem terceirizadas por serralherias. Esse processo se deu nas seguintes etapas: •

Elaboração de desenhos técnicos para apresentação do projeto aos serralheiros (Apêndice B);

•

Visitas para discussão do projeto e obtenção de orçamentos.

Durante a etapa de obtenção de orçamentos foram visitadas oito serralherias, seis delas na região central da cidade de São Paulo e duas no interior de Minas Gerais. Durante estas consultas notou-se dois principais pontos: •

Indisponibilidade da maioria das serralherias em trabalhar com um escopo tão limitado;

•

Orçamentos muito elevados e fora da realidade do projeto.

Dessa forma, durante as visitas a serralherias foi identificada a impossibilidade de seguir com a terceirização dos suportes aos rolamentos bem como o sistema de travas. Modificando-se o plano definido na seção 4.4.2.2.. Contudo, durante as conversas tidas com os profissionais da área, obteve-se importantes insights para a simplificação das formas sem o comprometimento das funções para que o autor pudesse confeccionar as partes na própria oficina do InovaLab@POLI.

92

As simplificações das peças, resultadas do processo de procura por fornecedores, são mostradas na Figura 30 Figura 30: Sketch - Nova solução de trava

Fonte: Acervo pessoal

4.4.2.5 Compra de material A etapa derradeira no processo de seleção dos materiais se dá com a compra de fato destes, possibilitando o início do processo de construção do protótipo físico. Considerando as limitações temporais, foi elaborado um plano de compra não pontual, mas diluído ao decorrer do projeto, até pela característica de construção de subsistemas na qual o projeto se baseou. Assim foi possível dar início ao processo de construção do modelo físico sem que todos os ciclos de compra fossem concluídos.

4.4.3

Modelo físico de aparência – Impressão 3d Para obter uma versão visual mais refinada do modelo optou-se pela criação de um

modelo de prototipagem rápida, construído através de impressão 3d. Para a confecção de um modelo com a aparência mais aproximada do modelo final foi escolhida a impressão em gesso. Uma vez que a impressão aconteceu em escala 1:12, não seria possível a impressão de pequenos detalhes. Assim, foi necessário se fazer uma adaptação do modelo para conjuntos completos. Para isso o modelo final foi dividido em partes que combinavam um maior número de peças, denominadas de conjuntos. Estes conjuntos foram então impressos e em seguida montados, para a obtenção do modelo final, como pode ser observado na Figura 31.

93

Figura 31: Cadeira Impressa em 3d

Fonte: Acervo pessoal

4.4.4 Confecção do modelo físico A confecção dos modelos físicos se baseia principalmente na aplicação de técnicas de prototipagem rápida, uma vez que esta é uma característica latente da metodologia defendida pela d.school (2010). Além de técnicas de prototipagem rápida, durante a execução do projeto foram utilizadas técnicas de manufatura diversas para a confecção das peças. 4.4.4.1 Preparação de arquivos para uso da cortadora a laser Para que seja utilizado o processo de corte a laser é necessário que todo o projeto seja transportado para arquivos bidimensionais que possam ser lidos pela cortadora. Dessa forma, na fase inicial do processo de confecção do protótipo foi dividida nas seguintes etapas: •

Desmembramento do projeto em peças passíveis de serem cortadas no maquinário disponível;

•

Criação dos arquivos em 2d das peças a serem cortadas (Figura 32);

•

Criação dos arquivos para corte na máquina seguindo os padrões da máquina e do material a ser cortado (Figura 33);

•

Preparação da máquina para o corte da peça e corte da peça em si (Figura 34).

94

Figura 32: Desenhos 2d para corte

Fonte: Acervo pessoal Figura 33: Preparação para o corte a laser

Fonte: Acervo pessoal Figura 34: Corte de peça a laser

Fonte: Acervo pessoal

Uma vez confeccionados todos os arquivos de manufatura das partes componentes do projeto, se realizou o corte de cada uma delas. E assim que as peças foram concluídas deu-se prosseguimento ao processo de prototipagem.

95

4.4.4.2 Confecção das peças da estrutura / assento de rolagem/ base para travamento As peças cortadas são então combinadas para a formação dos subsistemas que comporão a cadeira. Como especificado no plano de prototipagem, esta etapa foi dividida em ciclos para a composição de três subsistemas: •

Estrutura da cadeira (Figura 35): Composta pela pelas bases da cadeira, encosto, apoio de pés e braço; Figura 35: Base da cadeira em construção

Fonte: Acervo pessoal

•

Assento de rolagem (Figura 36): Composto pela base de rolamentos e o assento ergonômico. Figura 36: Confecção da base de rolagem

Fonte: Acervo pessoal

•

Base de rolagem (Figura 37 e Figura 38): Composto pelos trilhos de rolagem, e o sistema de travas.

96

Figura 37: Confecção base de travas

Fonte: Acervo pessoal Figura 38: Confecção trilhos de rolagem

Fonte: Acervo pessoal

4.4.4.3 Acabamento Para que o protótipo construído possuísse uma aparência mais próxima do produto final, se faz necessária a aplicação de técnicas de acabamento. Assim as peças passam a ter uma aparência mais refinada. Durante o processo de acabamento foram realizadas atividades de: •

Acabamento de cantos com fresa de topo;

•

Acabamento fino com lixas;

•

Selagem da madeira;

•

Pintura;

97

•

Costura de tecidos. Figura 39: Materiais utilizados no acabamento

Fonte: Acervo pessoal

4.4.4.4 Montagem A etapa de montagem finaliza o processo de construção do protótipo físico. Nela os subsistemas criados são integrados através da aplicação de elementos de fixação. Para a montagem do protótipo foram utilizados os seguintes elementos de fixação: •

Cola (de madeira, adesiva, contato e de metais);

•

Parafusos;

•

Pregos;

•

Canaletas.

98

Figura 40: Montagem com aplicação de cola

Fonte: Acervo pessoal Figura 41: Processo de montagem

Fonte: Acervo pessoal

A execução da montagem ocorreu através de um plano de montagem (Apêndice C), cujo o objetivo é estudar qual a melhor ordem para união das peças para nenhuma montagem servisse de empecilho para o término do protótipo.

99

4.4.4.5 Resultado final Após a conclusão da etapa de prototipagem, têm-se construído o protótipo final. Nesta seção serão apresentados os resultados obtidos pelo protótipo: Estrutura: A estrutura da cadeira é composta pelas pernas, conectadas a dois pares de rodas, assento, apoios de braço e pés e encosto traseiro (Figura 42). Figura 42: Cadeira - vista lateral

Fonte: Acervo pessoal

Para a colocação do sistema de rodas e rodízios foi necessário a confecção de peças de apoio mais resistentes em poliacetal. Vale também apontar que sistema de freios foi transferido das rodas traseiras para as rodas dianteiras, para se adaptar às soluções encontradas no mercado (Figura 43). Figura 43: Conjunto de rodas

Fonte: Acervo pessoal

100

Para o braço de apoio com abertura regulável, foi feita uma adaptação com a adoção de uma abertura por rotação do eixo horizontal, e não vertical como em projeto (Figura 44). Figura 44: Braço de apoio

Fonte: Acervo pessoal

No apoio para os pés foi inserida uma barra de conexão para assegurar uma maior estabilidade para a cadeira, uma vez que o material utilizado em sua confecção é deverás mais frágil do que o metal que seria utilizado no produto real (). Figura 45: Apoio para os pés

Fonte: Acervo pessoal

Sistema de deslizamento e trava: A base para deslizamento possui três canaletas para guiar os rolamentos do assento, permitindo o deslizamento unidimensional com entrada pelo lado esquerdo da cadeira. Também é encontrada na base uma guia que limita o avanço do assento (Figura 46 e Figura 47).

101

Figura 46: Base de deslizamento

Fonte: Acervo pessoal

Figura 47: Deslizamento de assento

Fonte: Acervo pessoal

O sistema de travas é constituído por duas travas que são desativadas com a entrada do assento na base e então ativadas quando esse encontra o apoio de braço, limitador de movimento. As travas são desativadas ao se pressionar uma alavanca lateral, permitindo a saída do assento da cadeira (Figura 48: Sistema de travas).

102

Figura 48: Sistema de travas

Fonte: Acervo pessoal

Assento móvel: O assento móvel é composto por uma base deslizante e uma almofada ergonômica para melhor acomodar o usuário. Ele pode ser movimentado entre diferentes superfícies, como a cadeira e a poltrona e então ser engatado (Figura 49). Figura 49: Assento móvel

Fonte: Acervo pessoal

4.5

Testes e análise dos resultados Uma vez finalizado o processo de prototipagem em si, se dá início à finalização do

ciclo de prototipagem do DT. Sendo a etapa derradeira os testes.

103

4.5.1 Testes Tal como definido no plano de prototipagem, o protótipo deve ser submetido ao teste de deslizamento sobre as superfícies e de trava do assento sobre a cadeira de bordo. 4.5.1.1 Teste de deslizamento Durante este teste foram realizadas provas de rolagem do assento sobre uma superfície lisa e contínua e também na transferência de uma superfície para a cadeira de bordo. Resultados: •

Deslizamento em superfície contínua: Bem sucedido;

•

Deslizamento na transferência para a cadeira de bordo: Transição feita com sucesso mas apresentando algumas pontos de dificuldade.

Concluiu-se que os rolamentos utilizados na base de rolagem devem possuir um diâmetro superior em 10mm em relação aos rolamentos utilizados. 4.5.1.2 Teste de Travamento Durante esta sessão de testes foi avaliada a capacidade de travamento do banco sobre a cadeira. Resultados: •

O travamento foi bem sucedido e a cadeira se manteve fixa na estrutura enquanto a trava permaneceu ativada

4.5.2 Análise do protótipo final Após a realização do teste cabe uma ‘breve análise final do protótipo desenvolvido. Ele atendeu às necessidades de execução das funcionalidades propostas e também apresentou uma grande proximidade com o modelo virtual projetado. Desta forma, pode-se dizer que o processo foi bem executado e que os objetivos definidos antes de sua construção foram cumpridos, vide a semelhança com o modelo virtual criado (Figura 50) e a aprovação nos testes aos quais o protótipo foi submetido.

104

Figura 50: Comparação Vritual x Real

Fonte: Acervo pessoal

105

5

ANÁLISE DA APLICAÇÃO DO PLANO DE PROTOTIPAGEM Durante o estudo aqui apresentado, marcou-se a aplicação de um plano bem definido

de prototipagem para a condução de um ciclo da metodologia de Design Thinking. Desta forma, propõe-se, primeiramente, uma análise mais específica sobre a validade da metodologia adotada neste trabalho frente aos resultados obtidos. A metodologia aplicada partiu da dificuldade de se encontrar modelos já consolidados para guiar os ciclos de prototipagem dentro da abordagem de Design Thinking promovida pela d.school (2010). Dessa forma, tentou-se construir uma ponte de ligação entre práticas do DT e do PDP tradicional. Durante o desenvolvimento do projeto, foi possível perceber que ao aplicar a metodologia, o ciclo de prototipagem ganha uma série de etapas extras e também uma maior rigidez no acompanhamento destas. Mesmo assim, o desenvolvimento do ciclo de prototipagem em si ocorreu de modo fluido e inclusive ocorreram mudanças no plano de execução ao longo do processo, indicando que o modelo aplicado não era tão rígido quanto se esperava antes de sua aplicação. A criação de ciclos claros auxiliou na organização do processo e no desenvolvimento do protótipo que foi feito por apenas uma pessoa. Levando ainda mais adiante a experiência do autor no processo de desenvolvimento e aplicação da metodologia, foi possível notar a evolução do protótipo, mesmo sendo realizado por uma pessoa com falta de conhecimentos avançados, ou mesmo básicos, em processos de prototipagem. Em suma, a aplicação de um modelo definido como suporte ao ciclo de prototipagem foi efetivo para o projeto em questão, fazendo com que o autor tivesse um melhor controle e planejamento de seu tempo e que pudesse focar seu aprendizado e desenvolvimento ao longo do processo. O resultado final do processo também foi muito satisfatório e o protótipo gerado representa com muita similaridade o modelo que o inspirou. Conclui-se que a aplicação de um modelo de ciclo de prototipagem foi bem sucedida no caso estudado, mas faltam dados para a obtenção de qualquer outro resultado mais conclusivo sobre a efetividade de sua aplicação. Para que se tenha uma resposta mais assertiva sobre a aplicação de tal metodologia de ciclo de prototipagem, seria necessário repetir-se a experiência de aplicação junto a outros grupos e projetos com caracterizações e escopos diversos.

106

Mesmo que ainda não se possa chegar a uma resposta conclusiva sobre a validade da aplicação desta metodologia de ciclo de prototipagem em outros casos, na defesa dos resultados obtidos pelo estudo conduzido e aqui apresentado, elaborou-se um quadro resumo com os principais resultados obtidos com a aplicação da metodologia. Quadro 15: Vantagens e desvantagens da aplicação do plano de prototipagem

Vantagens Melhor entendimento do processo de prototipagem Melhor gerenciamento de tempo Processo de aprendizagem acentuado ao longo do processo Foco no resultado final

Limitações Maior tempo de execução do ciclo de prototipagem Menor liberdade criativa durante a confecção do protótipo

Além do aspecto de aplicação dentro da abordagem de DT, a aplicação do plano de prototipagem foi bem sucedida no desenvolvimento do autor deste trabalho. Durante o desenvolvimento deste projeto, e através da aplicação da metodologia foram superadas a falta de experiência e conhecimento técnico em prototipagem além de uma grande limitação temporal. Assim, percebe-se que a aplicação da metodologia funcionou como guia e catalizador no processo de aprendizagem ao longo do desenvolvimento deste projeto. O registro desta experiência pode então ser expandido para a realidade de outros alunos e por tanto sugere-se o estudo da adoção de metodologias análogas durante o desenvolvimento de disciplinas como PRO2715, no intuito de promover as habilidades e competências dos alunos durante o processo de prototipagem.

107

6

CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao fim do processo de desenvolvimento, observa-se que a interação dos diferentes

ciclos de prototipagem permitiu não somente o entendimento dos problemas enfrentados pelos usuários potenciais como também o desenvolvimento dos conceitos iniciais para a obtenção de uma solução de acessibilidade no transporte aéreo de pessoas com mobilidade reduzida. Evidenciando, dessa forma, que a aplicação da abordagem de Design Thinking foi satisfatória como ferramenta no processo de criação (Figura 51). Figura 51: Evolução através de ciclos de prototipagem

Fonte: Acervo pessoal

Apesar de possuir grande potencial de se tornar uma solução factível ao problema das pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida em voos, o protótipo da cadeira não pode ser considerado como pronto para entrar em processo de produção e ser comercializado nesse momento. Isso porque considerando se tratar de um projeto de tecnologia assistiva no contexto aeronáutico, se faz necessário considerar a extensão dos ciclos de produto que ocorre no transporte aéreo. Tais ciclos exigem um grande refinamento das soluções e aperfeiçoamento do modelo frente a experiência real de voo. Aliado a esse processo de validação de produto, também se faz necessário testes de utilização junto aos usuários dentro das cabines aéreas de modo a estabelecer uma simulação do impacto real da utilização da cadeira de bordo tanto para os próprios usuários como também para o manejo desses usuários pela tripulação. O que, nesse momento, seria inviável de se realizar.

108

Assim, conclui-se que existe uma necessidade de aprimoramento da proposta objetivada nesse projeto, de modo que o protótipo criado passe por novos processos de validação. Muitas empresas que trabalham com esse tipo de tecnologia para transporte aéreo se mostraram interessadas em desenvolver o produto não só como uma forma de inovação no ramo, mas também como preocupação maior com o bem estar dos passageiros que se beneficiaram do uso da cadeira de bordo. Dessa forma, pode-se notar que a cadeira de bordo, como produto, ainda mostra-se em processo de viabilização e finalização para sua real aplicação no transporte aéreo.

109

7

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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111

APÊNDICE 8

A – Estudo das peças a serem construídas 8.1

Base de rolagem

Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem Base de rolagem

Base de rolagem

Base de rolagem

Assento de rolagem

Assento de rolagem

Assento de rolagem

Assento de rolagem

Assento de rolagem

Assento de rolagem

Estruturra

Estruturra

Estruturra

Estruturra

Estruturra

Estruturra

Estruturra Estruturra

Estruturra

Sistema

Guia de alinhamento

Trava Haste de ligação Haste de acionamento Mola de acionamento

Tampa da base

Base de rolamento

Estofado de assento

Tampa de rolamentos

"Caixa" de rolamentos

Pino rolamento

Estrutura rolamento

Rolamentos 20 mm

Apoio de braço

Estofado de enconsto

Barra de ligação

Base de descanço (traseira)

Descanço de pés

Eixo para roda traseira

Roda traseira Rodízio dianteiro

Base Lateral (Pernas)

Peça

1

2 1 1 4

1

1

1

1

1

8

8

8

1

1

3

1

2

2

2 2

2

Quantidade

mdf

aço aço aço aço

mdf

mdf

espuma e tecido

mdf

mdf

aço

aço

aço

mdf

espuma e tecido

mdf

mdf

mdf

poliacetal

borracha nylon/borracha

mdf

Material

N

N N N D

N

N

N

N

N

N

N

S

N

N

N

N

N

S

N S

N

Existe no mercado

Técnicas de manufatura Corte a laser, serragem, fresa, Impressão 3d N/A N/A CNC, Torno, Impressão 3d Corte a laser, Impressão 3d Corte a laser, serragem, fresa, Impressão 3d Corte a laser, serragem, fresa, Impressão 3d Corte e costura Corte a laser, serragem, fresa, Impressão 3d N/A Serra, CNC, fresa, Impressão 3d Serra, CNC, torno, Impressão 3d Corte a laser, serragem, Impressão 3d Corte a laser, serragem, Impressão 3d Corte e costura Corte a laser, serragem, Impressão 3d Corte a laser, serragem, Impressão 3d Fresa, serragem, esmeril Fresa, serragem, esmeril Fresa, serragem, esmeril CNC Corte a laser, serragem, Impressão 3d

-

Parcial

Domínio da técnica

Comprar Comprar

Fazer

Comprar x Fazer

Baixo Baixo Baixo Nulo

Parcial

Parcial

Baixo

Parcial

Parcial

Parcial - CNC:Nulo

Parcial - CNC:Nulo

-

Parcial

Baixo

Parcial

Parcial

Parcial

Fazer

Comprar Comprar Comprar Comprar

Fazer

Fazer

Fazer

Fazer

Fazer

Comprar

Comprar

Comprar

Fazer

Fazer

Fazer

Fazer

Fazer

Parcial - CNC:Nulo Fazer (ajuda monitores)

Parcial

112

8.2

B – Desenhos apresentados no levantamento de orçamento Figura 52: Desenho técnico - Base de fixação

Fonte: Acervo pessoal Figura 53: Desenho técnicno - Apoio de rolamento

Fonte: Acervo pessoal

113

8.3

C – Plano de montagem Quadro 16: Plano de montagem

Ordem da Etapa Etapa

1

2 3 4

Estrutura - Pernas

Estrutura - Apoio de braço Estrutura - Apoio de costas Base de deslizamento

5

Estrutura Cadeira

6

Assento deslizante

Peça Estrutura Lateral Apoio para rodízio Eixo para roda traseira Rodízio Roda Traseira Apoio lateral Apoio frontal Estrutura traseira Estofado de costas Base de travas Apoio lateral Pernas Barras de fixação Base de deslizamento Apoio de costas Apoio de pés Base de rolamentos Estofado de assento

Ordem de montagem 1 2 3 4 5 1 2 1 2 1 2 1 2 3 4 5 1 2