INTEGRAÇÃO DA ERGONOMIA NO PROJETO DE PRODUTOS COM BASE NO PROJETO CENTRADO NO
USUÁRIO
Tese submetida ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal de Santa Catarina para a obtenção do Grau de Doutora em Engenharia de Produção.
Orientador: Prof.a Dr.a Leila Amaral Gontijo.
Florianópolis 2017
Este trabalho é dedicado aos meus colegas e alunos da área de Projeto de Produtos.
minha mãe por todo o apoio, paciência e carinho durante esse percurso. Agradeço de forma especial à minha orientadora, Leila Amaral Gontijo, por todos os ensinamentos, incentivos e amizade. Um exemplo a ser seguido.
Aos membros da banca: Prof. Nelson Back, Prof. Marcelo Gitirana Gomes Ferreira, Prof. Célio Teodorico dos Santos e Rodrigo Bastos Fernandes, agradeço pelas ótimas contribuições para este trabalho.
Aos coordenadores dos cursos de Engenharia de Produção, Profa. Mônica Maria Mendes Luna; de Engenharia Mecânica, Prof. Carlos Henrique Niño Bohorquez; e de Engenharia de Materiais, Profa. Sônia Maria Hickel Probst; além dos Professores responsáveis pelas disciplinas relacionadas ao Projeto de Produtos, Osmar Possamai, André Ogliari e Diego Fettermann, por permitiram a realização de parte deste trabalho com seus alunos.
Agradeço especialmente ao Professor Osmar Possamai, por possibilitar a realização de grande parte desta pesquisa junto à sua disciplina no curso de Engenharia de Produção.
Aos alunos que fizeram parte desta pesquisa, vocês foram essenciais.
Agradeço a todos os amigos do Laboratório de Ergonomia – LABERGO e do Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos - NeDIP que conviveram comigo durante o processo de construção deste trabalho e sempre me incentivaram. Em especial à Paula Karina Hembecker e à Thaiana Pereira dos Anjos por todo incentivo, ajuda e amizade.
Por fim, agradeço à Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção – PPGEP e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES pelo auxílio financeiro que permitiu a realização deste trabalho.
prática projetual da engenharia, somada à importância da abordagem centrada no usuário do produto, o objetivo dessa pesquisa é Integrar a ergonomia no processo de desenvolvimento de produtos com base no projeto centrado no usuário. Para tanto, a pesquisa foi dividida em 4 etapas. A primeira e segunda etapas se referem à compreensão do problema, que se deu através da fundamentação teórica e do diagnóstico da prática projetual, respectivamente. Na fundamentação teórica foram explorados os temas referentes à ergonomia, metodologias de projeto de produtos em engenharia e projeto centrado no usuário. No diagnóstico, foram coletadas informações por meio de entrevistas com engenheiros da área de desenvolvimento de produtos e aplicação de questionários com estudantes de engenharia de produção, mecânica e de materiais, o que permitiu concluir que a ergonomia é pouco considerada na prática projetual da engenharia, que as metodologias pouco abordam sobre o tema e que a metodologia mais utilizada pelos estudantes da UFSC é o PDP proposto por Back et al. (2008). A etapa seguinte da pesquisa destinou-se à estruturação da Sistemática para a Integração da Ergonomia no Projeto de Produtos (SIEPP), que integra a ergonomia a partir da abordagem de Projeto Centrado no Usuário da norma ISO 9241-210 (2010), no PDP desenvolvido por Back et al. (2008). A quarta e última etapa da pesquisa diz respeito à avaliação da sistemática proposta, com especialistas em um primeiro momento, e posteriormente em uma aplicação prática com estudantes de duas turmas de engenharia de produção. A avaliação com os especialistas se mostrou positiva e a aplicação realizada com os estudantes permitiu comparar o uso da sistemática SIEPP pelo grupo de estudo e pelo grupo de controle, sendo que os alunos da turma utilizada como grupo de estudo desenvolveram projetos mais ergonômicos e um maior conhecimento sobre a utilização da ergonomia no projeto de produtos. Por fim, o contexto apresentado nessa pesquisa mostra a deficiência existente na integração das atividades de ergonomia ao PDP, sendo assim, este trabalho possibilita uma melhoria do entendimento e utilização da ergonomia no projeto de produtos, além de contribuir ao ensino e pesquisa em engenharia. Palavras-chave: Projeto de produto 1. Ergonomia 2. Projeto centrado no usuário 3.
design practice in engineering, added to the importance of user centered approach, the goal of this research is to integrate ergonomics/human factors into the product development process through user-centered design. Therefore, this research was divided into 4 stages. The first and second steps refer to the understanding of the problem that occurred through the theoretical basis and diagnosis of design practice, respectively. In theoretical foundations were explored the issues related to ergonomics/human factors, engineering design methodologies and user-centered design. In the diagnosis, information was collected in interviews with engineers of product development field and in questionnaires applied with industrial engineering, mechanics and materials students, which allowed us to conclude that ergonomics/human factors is little considered in the engineering design practice, that the methodologies do not address this subject properly and that the methodology most used by UFSC students is the PDP proposed by Back et al. (2008). The following step was the structuring of the Systematics for the Ergonomics Integration in Product Design (SIEPP), which integrates ergonomics/human factors based on the user-centered approach (ISO 9241-210, 2010), in the PDP developed by Back et al. (2008). The fourth and last step of the research is related to the evaluation of the systematic proposed, with specialists in a first moment, and later in a practical application with students of two classes of industrial engineering. The evaluation with the specialists was positive and the application with the students allowed comparing the use of the SIEPP by the study group and the control group, and the students of the class used as study group developed more ergonomic designs and a greater knowledge about the use of ergonomics/human factors in product design. Finally, the context presented in this research shows the existing deficiency in the integration of ergonomics/human factors to the PDP activities, therefore, this work provides a better understanding on the use of ergonomics/human factors in product design, in addition to contribute to teaching and research in engineering.
Keywords: Product design 1. Ergonomics/Human factors 2. User centered design 3.
Figura 2 – Estrutura proposta por Asimow (1962)...38
Figura 3 – Processo de Blanchard e Fabrychy (1981)...39
Figura 4 – Ergonomia no ciclo de vida do projeto de produto...40
Figura 5 – Modelo de Pugh (1991)...42
Figura 6 – Processo de Projeto de Ullman (1992)...43
Figura 7 – Proposta de Ulrich e Eppinger (1995)...44
Figura 8 – PDP de Rozenfeld et al. (2006)...47
Figura 9 – PDP proposto por Back et al. (2008)...49
Figura 10 - Processo de projeto centrado no usuário...52
Figura 11 – Visão geral do Projeto Centrado no Usuário...55
Figura 12 – As 3 lentes do HCD...58
Figura 13 - Etapas da pesquisa... 61
Figura 14 – Representação da metodologia para o desenvolvimento do modelo...69
Figura 15– Análise Categorial...74
Figura 16 – Nuvem de palavras com as palavras e expressões mais usadas para definir ergonomia...76
Figura 17 – Visão geral da sistemática...88
Figura 18 – Fase 1: Projeto informacional...90
Figura 19 – Fase 2: Projeto conceitual...95
Figura 20 – Fase 3: Projeto preliminar...97
Figura 21 – Fase 4: Projeto detalhado...99
Figura 22 – Conclusões obtidas através dos questionários e observação sistemática no Projeto A...110
Figura 23 – Especificação do contexto de uso no Projeto A...111
Figura 24 – Características do produto no Projeto A...112
Figura 25 – Características do produto no Projeto B...112
Figura 26 – Requisitos de projeto no Projeto A...113
Figura 27 – Requisitos de projeto no Projeto B...113
Figura 28 – Blocos funcionais no Projeto A...115
Figura 29 – Blocos funcionais no Projeto B...116
Figura 30 – Matriz morfológica no Projeto A...117
Figura 31 – Matriz morfológica no Projeto B...117
Figura 32 – Matriz morfológica reduzida no Projeto A...119
Figura 33 – Matriz morfológica reduzida no Projeto B...119
Figura 34 – Método classificatório (Pugh) no Projeto A...120
Figura 35 – Método Classificatório (MAUT) no Projeto B...120
Figura 37 – Solução escolhida no Projeto B...122
Figura 38 – Desenho da balança no Projeto A...125
Figura 39 – Descrição do funcionamento da balança no Projeto A...125
Figura 40 – Desenho do mostrador no Projeto A...127
Figura 41 – Descrição do funcionamento do mostrador no Projeto A.128 Figura 42 – Desenho do produto no Projeto B...129
Figura 43 – Vista inferior da parte externa do produto no Projeto B...129
Figura 44 – Vistas superior e lateral da parte externa do produto no Projeto B...130
Figura 45 – Vista inferior da parte interna do produto no Projeto B....132
Figura 46 – Vistas superior e lateral da parte interna do produto no Projeto B...133
UCD...54
Quadro 2 – Síntese dos métodos da IDEO para cada fase...58
Quadro 3 – Atividades, ferramentas sugeridas e resultados com base nas etapas 1 e 2 do UCD...89
Quadro 4– Modelo de especificação do contexto de uso...91
Quadro 5 – Quadro de perguntas para auxiliar na definição dos requisitos do usuário...93
Quadro 6 – Atividade, ferramentas sugeridas e resultados com base na etapa 3 do UCD...95
Quadro 7 – Atividades, ferramentas sugeridas e resultados com base na etapa 3 do UCD...97
Quadro 8 – Atividades, ferramentas sugeridas e resultados com base na etapa 4 do UCD...99
Quadro 9 – Perfil dos especialistas...102
Quadro 10 – Conhecimento em Ergonomia e em Projeto de Produtos...103
Quadro 11 – Avaliação da sistemática quanto à aplicabilidade, clareza e contribuição... 103
Quadro 12 – Plano da Aula 1... 106
Quadro 13 – Plano da Aula 2...107
Quadro 14 – Plano da Aula 3...107
Quadro 15 – Plano da Aula 4...107
Quadro 16 – Plano da Aula 5...108
Quadro 17 – Plano da Aula 6...108
Quadro 18 – Plano da Aula 7...108
Quadro 19 – Plano das Aulas 8 e 9...109
Quadro 20 – Plano das Aulas 10 e 11...110
Quadro 21 – Plano da Aula 12...111
Quadro 22 – Plano das Aulas 13 e 14...113
Quadro 23 – Plano das Aulas 15 e 16...114
Quadro 24 – Plano das Aulas 17, 18 e 19...115
Quadro 25 – Plano das Aulas 20 e 21...120
Quadro 26 – Plano das Aulas 22 a 26...123
amostra (n=15)...74 Tabela 2 - Respostas categorizadas das entrevistas (n=15)...75 Tabela 3 – Comparação entre a formação dos entrevistados com a utilização de ergonomia...76 Tabela 4- Características da amostra em relação aos aspectos pessoais e sócio-demográficos (n=148)...81 Tabela 5- Comparação entre as características gerais em cada curso de engenharia (n = 148)...82 Tabela 6 - Correlação entre características gerais com a aplicação da ergonomia e o curso...84 Tabela 7 - Características da amostra da turma 7213 (n = 5)...136 Tabela 8 - Características da amostra da turma 7212 antes da aplicação da sistemática (n = 29)... 137 Tabela 9 - Características da amostra da turma 7212 depois da aplicação da sistemática (n = 31)...139 Tabela 10 - Comparação entre as características relacionadas à
BDTD – Biblioteca Brasileira de Teses e Dissertações CTC – Centro tecnológico
GEPP – Grupo de Engenharia de Produtos e Processos HCD – Design Centrado no Humano
IEA – Associação Internacional de Ergonomia MAUT – Teoria da Utilidade Multiatributo
NeDIP – Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos PDP – Processo de Desenvolvimento de Produtos
PPGEP – Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção PRODIP – Processo de Desenvolvimento Integrado de Produtos QFD – Desdobramento da Função Qualidade
SSC – Subsistemas e Componentes
SIEPP – Sistemática para a Integração da Ergonomia no Projeto de Produtos
TCLE – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido UCD – Projeto Centrado no Usuário
UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina UFSCAR – Universidade Federal de São Carlos USP – Universidade de São Paulo
1.2 OBJETIVOS...27
1.2.1 Objetivo geral...27
1.2.2 Objetivos específicos...27
1.3 JUSTIFICATIVA, RELEVÂNCIA E INEDITISMO...27
1.4 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA...31
1.5 ESTRUTURA DA TESE...31
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...33
2.1 ERGONOMIA E PROJETO DE PRODUTOS...33
2.2 METODOLOGIAS DE PROJETO EM ENGENHARIA...36
2.2.1 Pahl e Beitz (1996)...36 2.2.2 Asimow (1962)...37 2.2.3 Blanchard e Fabrycky (1981)…...………..39 2.2.4 Back (1983)………...…...………40 2.2.5 Pugh (1991)...………..………...41 2.2.6 Ulman (1992)………...………...43 2.2.7 Ulrich e Eppinger (1995)……...44 2.2.8 Baxter (1998)...45 2.2.9 Rozenfeld et al. (2006)...46 2.2.10 Back et al. (2008)...48
2.3 PROJETO CENTRADO NO USUÁRIO...50
2.4 CONSIDERAÇÕES SOBRE O CAPÍTULO...59
3. MÉTODOS E TÉCNICAS DE PESQUISA...61
3.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA...63
3.1.1 Revisão sistemática de literatura...63
3.1.2 Análise de metodologias de projeto...64
3.2 DIAGNÓSTICO...65
3.2.1 Amostra...65
3.2.2 Coleta de dados...66
3.2.3 Tratamento e análise dos dados...67
3.3 DESENVOLVIMENTO E AVALIAÇÃO DA SISTEMÁTICA...68
3.3.1 Amostra...70
3.3.2 Coleta de dados...70
4. RESULTADOS - DIAGNÓSTICO DA PRÁTICA PROJETUAL...73 4.1 DIAGNÓSTICO COM ENGENHEIROS DA UFSC...73 4.2 DIAGNÓSTICO COM ALUNOS DE GRADUAÇÃO DAS ENGENHARIAS...78 5. SISTEMÁTICA PARA A INTEGRAÇÃO DA ERGONOMIA NO PROJETO DE PRODUTOS – SIEPP...87 5.1 FASE 1: PROJETO INFORMACIONAL...89 5.2 FASE 2: PROJETO CONCEITUAL...95 5.3 FASE 3: PROJETO PRELIMINAR...96 5.4 FASE 4: PROJETO DETALHADO...98 6. AVALIAÇÃO DA SISTEMÁTICA SIEPP...101 6.1 AVALIAÇÃO POR ESPECIALISTAS...101 6.2 APLICAÇÃO NO ENSINO...104 6.2.1 Preparação para a aplicação...105 6.2.2 Desenvolvimento da disciplina e dos projetos...106 6.2.3 Questionários aplicados nos alunos...135 6.2.4 Entrevista com o Professor...143 7. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...147 REFERÊNCIAS...151 APÊNDICE A...169 APÊNDICE B...171 APÊNDICE C...173 APÊNDICE D...175 APÊNDICE E...177 APÊNDICE F...179 APÊNDICE G...181
1. INTRODUÇÃO
Inevitavelmente, todos já tiveram alguma dificuldade em interagir com um produto como, por exemplo, ao não conseguir abrir um frasco de vidro, mesmo utilizando uma grande força para fazer girar a tampa, ou ao empurrar uma porta quando esta deveria ser puxada. Situações como estas são resultados da inadequação destes produtos às capacidades humanas e surgem quando estes não são corretamente pensados para a situação real de utilização no dia-a-dia e para o público que os vai utilizar (CRUZ, 2010).
De acordo com Merino (2014, p.6) “o desenvolvimento de projetos com ênfase no usuário é uma necessidade natural quando o foco está no ser humano, neste sentido as formas de projetar devem considerar suas capacidades e limitações”. Entretanto, este enfoque se apresenta apenas na dimensão teórica, ou seja, é citado nos processos de desenvolvimento de projetos, mas na prática é negligenciado e até desconsiderado (MERINO, 2014). Para Mossink (1990), a incorporação da ergonomia ou fatores humanos nos processos de projeto depende, em grande parte, de um interesse pessoal do projetista.
Para Chapanis (1994), a ergonomia é o conjunto de conhecimentos sobre as habilidades, limitações e outras características humanas relevantes ao projeto de produtos, e se concentra em adaptar o trabalho ao trabalhador e o produto ao usuário (PHEASANT, 1997). Ao se adotar o pensamento de Projeto Centrado no Usuário, em que se considera o ser humano como elemento fundamental, o projeto do produto deve se basear nas características físicas e mentais do seu usuário humano (PHEASANT, 1997).
Segundo Barrington (2007), o Projeto Centrado no Usuário objetiva garantir que o produto atenda às necessidades do usuário para o qual foi projetado, ou seja, para ser utilizável e compreensível. Assim, a prática do Projeto Centrado no Usuário pode ser vista como um subconjunto de fatores humanos (NORMAN, 2006).
Nos últimos anos, o campo do projeto ergonômico amadureceu e uma riqueza de metodologias e métodos centrados no usuário do produto foram desenvolvidos (NIELSEN, 1992; KANIS, 1998; ISO, 1999; FULTON SURI; MARSH, 2000; KWAHK; HAN, 2002; MARTIN; HANINGTON, 2012; SANDERS; STAPPERS, 2012). No entanto, apesar de todos estes conhecimentos, produtos e serviços com má ergonomia ainda estão entrando no mercado (JOKELA, 2004; DEN OUDEN et al., 2006; POGUE, 2006; STEGER et al., 2007).
Em muitos casos, a prática da ergonomia no projeto de produtos acaba sendo muito diferente dos seus princípios e teorias (NORMAN, 1996; WIXON, 2003; STEEN, 2008). Vários autores ressaltam que na academia não há pesquisas suficientes sobre as preocupações práticas da ergonomia e do projeto centrado no usuário, e que a prática deve ser estudada para entender as barreiras e os facilitadores para a integração bem sucedida da ergonomia no desenvolvimento de produtos (GRUDIN, 1991; WIXON, 2003; GULLIKSEN et al., 2006; CAPLE, 2010).
Integrar a ergonomia no desenvolvimento de produtos é uma importante estratégia (BROBERG, 2010; DUL; NEUMANN et al., 2009; JENSEN, 2002; HENDRICK, 2008, NEUMANN et al., 2006, 2009), e a abordagem mais comum para integrar o conhecimento ergonômico no projeto é proporcionar aos engenheiros informações sobre ergonomia, através de normas ou manuais ergonômicos. Estudos têm indicado, porém, que esta abordagem sozinha não garante integração bem sucedida (BROBERG, 2007; CAMPBELL, 1996; HELANDER, 1999).
Os engenheiros de projeto muitas vezes não estão familiarizados com as ferramentas ergonômicas e não levam em consideração a relação entre ergonomia e qualidade (BRAGA JUNIOR, 1996; BROBERG, 1997; SKEPPER et al., 2000; JENSEN, 2002; SUNWOOK et al., 2008). A maioria das ações corretivas ainda são reagentes e feitas tardiamente. Por essas razões, medidas ergonômicas são geralmente consideradas como custos de gestão e não vistas como investimentos (HENDRICK, 2008).
A identificação dos riscos ergonômicos nos estágios iniciais de desenvolvimento de produtos ainda é incomum, embora haja hoje muitas evidências científicas disponíveis que confirmam os benefícios dessa prática (DUL; NEUMANN, 2009). Segundo Wulff et al. (2000) e Sunwook et al. (2008), os requisitos de projeto considerados não lucrativos ou de difícil entendimento serão negligenciados, o que muitas vezes afeta a ergonomia.
Um estudo de intervenção em ergonomia nas empresas, realizado por Dias (2000), demonstrou que a ergonomia era pouco integrada nos processos de projeto no Brasil, creditando este fato à constituição das equipes, à sua formação profissional e às lacunas normativas. Ao estudar a participação da ergonomia na concepção de produtos e situações de trabalho, Rodrigues (2012) concluiu que há predominância de uma visão mais técnica que não incorpora aos projetos os conhecimentos acerca do homem.
Os estudos de Taillefer (2011) demonstram que esta não é uma realidade apenas local. De acordo com a autora, apesar das contribuições e dos aportes positivos da ergonomia à concepção, ela é frequentemente incluída tardiamente e de maneira inapropriada.
A incorporação da ergonomia ao final do processo de projeto torna difícil a implantação de mudanças significativas, uma vez que os orçamentos já foram alocados e a maioria das decisões críticas já foram tomadas (NEUMANN; VILLAGE, 2012). Outro ponto de destaque refere-se à forma e disponibilidade dos conhecimentos em ergonomia, que não seriam adequados a uma aplicação sistemática na prática dos projetistas. Estes requisitos deveriam fazer parte do passo-a-passo de metodologias estruturadas de projeto (TOSSETO, 2013).
Existem diversas metodologias para engenharia que tratam a atividade de desenvolvimento de produtos, entre as quais destacam-se as propostas por: Asimov (1962), Koller (1976), Pahl e Beitz (1996), Back (1983), Pugh (1991), Ullman (1992), Baxter (1998) Rozenfeld et al. (2006) e Back et al. (2008). Entretanto, em todas essas metodologias, as considerações ergonômicas são abordadas de forma superficial.
Para Neumann e Village (2012) é fundamental encontrar maneiras de integrar a ergonomia em cada estágio do desenvolvimento do projeto como parte das rotinas regulares da organização. Entretanto, uma abordagem para a incorporação da ergonomia ao projeto de produtos deveria penetrar na linguagem e nas técnicas comumente utilizadas pelos engenheiros (TOSSETO, 2013), utilizando assim uma metodologia de projeto já conhecida e estruturada.
Nesse contexto apresentado, esta pesquisa parte dos pressupostos de que a ergonomia é pouco considerada na prática projetual da engenharia, e integrar a ergonomia em uma metodologia conceituada e validada aumentaria as chances do uso efetivo da abordagem ergonômica no desenvolvimento de produtos. Considerando que, segundo Pheasant (1997), o projeto centrado no usuário se resume na abordagem ergonômica em relação ao projeto de produtos, acredita-se que uma abordagem formalizada e normatizada como o projeto centrado no usuário (ISO 9241-210) associado a uma metodologia bem estruturada no campo da engenharia, pode auxiliar os engenheiros a melhor compreender e aplicar a ergonomia no processo de desenvolvimento de produtos.
1.1 PROBLEMÁTICA
O problema central desta pesquisa tem como ponto de partida a necessidade de pesquisas que contribuam para a melhor utilização da ergonomia no projeto de produtos, dadas as suas limitadas aplicações, respondendo à seguinte pergunta:
Como o projeto centrado no usuário pode ser utilizado no processo de desenvolvimento de produtos contribuindo para a integração da ergonomia?
Esta questão pode ser corroborada com:
Há uma forte relação entre ergonomia e engenharia, já que as máquinas, processos, produtos a serem fabricados ou produzidos por engenheiros são para o benefício dos seres humanos, por conseguinte, a ergonomia é necessária para os engenheiros (ISMAILA; SAMUEL, 2014, tradução nossa).
A dificuldade remanescente para os engenheiros está em selecionar as ferramentas adequadas para que, com a máxima eficácia, consiga projetar ergonomicamente seus produtos. Isto ocorre devido à grande variedade de opções, pela falta de informações que as equipes de projeto normalmente possuem acerca deste assunto e pela ausência de referências para proceder esta escolha (BRAGA JUNIOR, 1996, p.6).
O projeto centrado no usuário é uma atividade multidisciplinar, que incorpora conhecimento e técnicas sobre fatores humanos e ergonomia com o objetivo de aumentar a eficácia e produtividade e melhorar as condições humanas de trabalho (OLIVEIRA, 2012, p. 33).
É complementar às metodologias de projetos existentes e fornece uma perspectiva centrada no ser humano que pode ser integrada em diferentes processos de projeto e desenvolvimento de forma apropriada a um contexto particular (ISO 9241-210, 2010, p. 8).
1.2 OBJETIVOS
Para responder o problema de pesquisa, apresentam-se os seguintes objetivos:
1.2.1 Objetivo geral
Propor uma Sistemática para a Integração da Ergonomia no Projeto de Produtos, com base no projeto centrado no usuário.
1.2.2 Objetivos específicos
Diagnosticar o uso da ergonomia no projeto de produtos pelos engenheiros e estudantes de engenharia da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC e identificar com quais metodologias de PDP estão familiarizados;
Verificar se, e como, a ergonomia é considerada nas metodologias de desenvolvimento de produtos usadas pelos alunos;
Definir em quais etapas do PDP o projeto centrado no usuário pode contribuir para que a ergonomia seja melhor aplicada;
Estabelecer a forma de integração da ergonomia em um PDP com base no projeto centrado no usuário;
Verificar a aplicabilidade prática da sistemática proposta com estudantes de engenharia.
1.3 JUSTIFICATIVA, RELEVÂNCIA E INEDITISMO
A melhora da ergonomia pode beneficiar não só o usuário, mas a equipe de desenvolvimento, a organização, os fornecedores e a sociedade (BARRINGTON, 2007), seja na compra ou no processo de desenvolvimento do produto. Durante o desenvolvimento, conhecer o usuário e o consumidor pode auxiliar na escolha das melhores alternativas de projeto, principalmente em suas fases iniciais, onde a busca por soluções ainda tem um custo reduzido (ARAUJO, 2014).
De acordo com Ciaccia (2013) uma boa ergonomia se torna um fator decisivo para o sucesso dos produtos em um mercado cada vez mais saturado e competitivo. E o projeto centrado no usuário é um termo
que vem se destacando nos últimos anos em publicações na área de
ergonomia (KAWAHK; HAN, 2002; NORMAN, 2006;
BARRINGTON, 2007; MARTIN; HANNIGTON, 2012; SANDERS; STAPPERS, 2012; KELLY, 2014; MERINO, 2014; ARAUJO, 2014; SAVI; SOUZA, 2015). Entretanto, a carência de estudos que abordem a ergonomia a partir do projeto centrado no usuário, desde as fases iniciais do projeto de produto, torna este trabalho oportuno, que busca melhorar tanto o entendimento acadêmico do projeto centrado no usuário quanto a forma de aplicação destes conceitos e métodos na indústria.
Do ponto de vista do ensino, o diagnóstico apresentado no capítulo 4 mostra que a dificuldade de aplicação da ergonomia no projeto de produtos é uma questão recorrente da formação, que não apresenta a ergonomia como parte do processo de desenvolvimento de produtos em engenharia. Segundo Cambiaghi (2007), para sua disseminação no meio acadêmico torna-se necessária a discussão de métodos, técnicas e estratégias de ensino adequados à nossa realidade. Sendo assim, o desenvolvimento de um modelo de referência que integre a ergonomia no processo de desenvolvimento de produtos utilizado pelos alunos de engenharia, possibilitaria uma maior disseminação e utilização da ergonomia por estes alunos, futuros profissionais de engenharia.
Complementando estas razões, a pesquisa proposta encontra sustentação científica no levantamento realizado utilizando como indexadores palavras-chave que direcionaram a identificação dos temas: projeto de produtos, desenvolvimento de produtos, ergonomia, projeto centrado no usuário, dentre outras. Os resultados obtidos nas bases de dados foram bastante limitados.
Com relação aos artigos encontrados, grande parte eram estudos de caso com aplicação de alguma ferramenta de ergonomia para o projeto de produtos (LOCKETT; ARVANITOPOULOS-DARGINIS, 2017; AROMAA; VÄÄNÄNEN, 2016; LIN et al., 2016; RADJIYEV et al., 2015; PROBST et al., 2016; VAN-KUIJK, 2015; HALL-ANDERSEN; BROBERG, 2014; VINCENT; LI; BLANFORD, 2014; SANGELKAR et al., 2012; BROBERG; ANDERSEN; SEIM, 2011; DEJEAN; BONAPACE, 2007; PELT; HEY, 2006; SUDIN;
CHRISTMANSSON; LARSSON, 2004; BRUDER, 2000;
HALESGRAVE; HOLMES, 1994; ANDERSSON, 1990). Com maior proximidade ao tema foram encontradas apresentações de métodos da área de ergonomia, que podem ser usados para o projeto de produtos (MCLOONE, 2015; SAGOT; GOUIN; GOMES, 2003), uma estratégia de desenvolvimento da ergonomia como disciplina e profissão (DUL et
al.,2012), os obstáculos e necessidades para o uso da ergonomia nas fases iniciais do projeto de produtos (FALCK; ROSENQVIST, 2012), e uma avaliação da baixa aplicação prática da ergonomia em projeto de produtos na Nigéria (ISMAILA;SAMUEL, 2014).
Neste levantamento, não foram encontradas teses/dissertações com a abordagem proposta nesta pesquisa. Foram encontrados 09 trabalhos relacionados ao tema ergonomia e projeto de produtos, mas diferentes da proposta deste trabalho. A tese de Estorilio (2003) intitulada “O trabalho dos engenheiros em situações de projeto de produto: uma análise do processo baseada na ergonomia”, do Programa de Pós Graduação em Engenharia de Produção da Universidade de São Paulo - USP, e a tese de Tosseto (2013), “Ergonomia e Projeto: contribuições da teoria de solução de problemas inventivos (TRIZ)”, do Programa de Pós Graduação em Engenharia de Produção da Universidade Federal de São Carlos - UFSCAR, não focam a temática proposta nesta pesquisa.
Especificamente quanto à proposição de métodos para o desenvolvimento de produtos relacionados à ergonomia, foram identificados trabalhos, todos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC: “Integração da concepção ergonômica de máquinas e equipamentos na metodologia de projetos de produtos”, proposto por Dias (2000) que promove a integração da ergonomia na concepção de máquinas e equipamentos a partir de um termo de referência para equipamentos (SANTOS et al., 1997 apud DIAS, 2000) com dados ergonômicos, normas regulamentadoras, resultados de análises e situações similares; “Método de avaliação de aspectos ergonômicos em produtos de consumo”, de Pedroso (1998) que propõe um método de avaliação dos aspectos ergonômicos em produtos de consumo, complementar a metodologia da Multibrás S.A, para suporte de projetos dos mesmos; “Estudo para incorporação da ergonomia no processo de planejamento e desenvolvimento de produtos: caso de empresa fabricante de bens de consumo duráveis”, de Cobo (1994) que realiza um estudo para incorporar a ergonomia nas atividades de planejamento e projeto de produtos da empresa Consul, desenvolvendo um modelo de estratégias de configuração ergonômica adequado ao processo da situação prática estudada.
Ainda no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção e também no de Engenharia Mecânica da UFSC, outros trabalhos científicos foram identificados relacionados aos assuntos pertinentes desta pesquisa, no entanto com especificidades voltadas a temas complementares e foco diverso, como por exemplo, a dissertação
de Braga Junior (1996) “Ferramentas para o projeto ergonômico de produtos: análise e seleção para uso” que fornece aos projetistas um procedimento genérico e informações para seleção de ferramentas para uso no processo de planejamento e desenvolvimento de produtos; a dissertação de Stein (1997), “Desenvolvimento de metodologia para projeto de embalagens enfatizando aspectos estéticos para atratividade do produto” que propõe uma metodologia para o planejamento de embalagens, adaptada da metodologia de Back (1983), evidenciando aspectos formais e estéticos das embalagens; a tese de Santos (2009), intitulada “Requisitos de linguagem do produto: uma proposta de estruturação para as fases inicias do PDP” que trata da proposição de um modelo metodológico com ênfase nos atributos perceptuais do produto em relação aos usuários, nas etapas relativas à sua concepção dentro do processo de desenvolvimento de produtos, utilizando como base de estudo o Modelo Unificado de Referência proposto por Rozenfeld et al. (2006); e a tese de Vergara (2005) “Avaliação do ensino de ergonomia para o Design aplicando a Teoria da Resposta ao Item (TRI)” que avaliou o ensino da ergonomia para o curso de design de produto, e propôs modificações no processo pedagógico e na estrutura curricular para contribuir com a melhor aplicação dos conceitos ergonômicos durante o processo de desenvolvimento de produtos industriais.
Com relação ao projeto centrado no usuário, foram encontrados 02 trabalhos relacionados ao tema, também do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC, entretanto com focos diferentes do pretendido nessa pequisa: “Metodologia para a prática projetual do Design com base no projeto centrado no usuário e com ênfase no design universal”, proposto por Merino (2014) que desenvolve, aplica e avalia uma proposta de modelo para a prática projetual do Design utilizando os princípios do Design Universal elaborado pela Universidade da Carolina do Norte (CUD, 2014 apud MERINO, 2014); e “Avaliação da experiência do usuário: uma proposta de sistematização para o processo de desenvolvimento de produtos”, de Araujo (2014), que propõe uma sistematização para avaliação da Experiência do Usuário no processo de desenvolvimento de produtos, abordando os principais métodos de avaliações com usuários, métricas e fatores relacionados à experiência do usuário, aplicados a cada fase do processo de desenvolvimento de produtos.
Estas informações permitiram inferir que, além do tema estar alinhado ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFSC, o tema proposto apresenta limitadas publicações científicas, principalmente as que focam diretamente a integração da ergonomia em
uma metodologia conceituada na área de engenharia, por meio do projeto centrado no usuário.
1.4 DELIMITAÇÃO DA PESQUISA
Esta pesquisa se delimita a Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC, de maneira institucional, mais especificamente a prática projetual no Curso de graduação em Engenharia de Produção, se utilizando da proposta de Sistemática para a Integração da Ergonomia no Projeto de Produtos – SIEPP, com base no projeto centrado no usuário. Com relação aos temas da pesquisa, este trabalho estabelece suas fronteiras na Prática Projetual de Engenharia e no Projeto Centrado no Usuário, propondo uma abordagem metodológica para auxiliar os alunos de engenharia a integrar a ergonomia no projeto de produtos.
1.5 ESTRUTURA DA TESE
Esta tese está dividida em 7 capítulos. O primeiro capítulo apresenta o contexto em que a pesquisa se insere, seus objetivos e justificativa. O segundo capítulo apresenta a fundamentação teórica sobre os temas que permeiam essa pesquisa. O terceiro capítulo apresenta a metodologia utilizada para a revisão bibliográfica, o diagnóstico, o desenvolvimento do modelo e a avaliação do modelo proposto. O quarto capítulo apresenta os resultados iniciais da pesquisa, a partir de um diagnóstico da prática projetual com engenheiros e alunos do departamento de engenharia da UFSC. O quinto capítulo apresenta a proposta de Sistemática para a Integração da Ergonomia no Projeto de Produtos – SIEPP, com base no projeto centrado no usuário e o sexto capítulo apresenta a avaliação da sistemática, por especialistas e através de uma aplicação com estudantes de engenharia de produção da UFSC. O sétimo capítulo apresenta as conclusões finais dessa pesquisa.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A fundamentação teórica desta pesquisa foi organizada da seguinte forma: Ergonomia e Projeto de Produtos; Metodologias de Projeto em Engenharia; Projeto Centrado no Usuário. Ao final, são apresentadas as considerações finais do capítulo.
2.1 ERGONOMIA E PROJETO DE PRODUTOS
Wisner conceituou a ergonomia como sendo o conjunto de conhecimentos científicos relacionados ao homem, necessários à concepção de instrumentos, máquinas e dispositivos que possam ser utilizados com o máximo de conforto, segurança e eficiência na atividade realizada (WISNER, 1987).
Atualmente, a definição oficial, determinada pela International Ergonomics Association – IEA em agosto de 2000, declara que:
A Ergonomia (ou Fatores Humanos) é uma disciplina científica relacionada ao entendimento das interações entre os seres humanos e outros elementos ou sistemas, e à aplicação de teorias, princípios, dados e métodos a projetos a fim de otimizar o bem estar humano e o desempenho global do sistema. Os ergonomistas contribuem para o planejamento, projeto e a avaliação de tarefas, postos de trabalho, produtos, ambientes e sistemas de modo a torná-los compatíveis com as necessidades, habilidades e limitações das pessoas (IEA, 2015).
É então considerada uma disciplina orientada aos aspectos da vida humana, reforçada pela compreensão dos limites e características físicas e cognitivas, inseridas nos diversos contextos sociais (MORAES; MONT´ALVÃO, 1998; GOMES FILHO, 2003; IIDA, 2005; FALZON, 2007; ABRAHÃO et al., 2010).
Com relação ao processo de desenvolvimento de produtos, a interação com ergonomistas teve início na década de 80, quando começaram a participar dos projetos de introdução de novas tecnologias, tendo como base a descrição do trabalho e a busca de um prognóstico do trabalho futuro (JACKSON, 2000).
Neste momento, surgiu a perspectiva de complementaridade entre ergonomia e engenharia, uma vez que desde as primeiras proposições
metodológicas surgiu a necessidade de intervir no projeto, sua estrutura e atores (DANIELLOU, 2002; PINSKI, 1992 apud JACKSON, 2000; DUARTE, 2002), já que a ergonomia estuda o ser humano e a engenharia desenvolve equipamentos para o benefício do ser humano (ISMAILA; SAMUEL, 2014). A aplicação da ergonomia no projeto de produtos, portanto, busca ajustar os produtos aos seus usuários potenciais. Neste caso, o foco da ergonomia deve ser nas definições de requisitos e limitações técnicas desde as primeiras fases do projeto (JACKSON; DISCHINGER; DUARTE, 2007).
Sendo assim, a utilização da ergonomia no processo de desenvolvimento de produto é importante para conduzir soluções com mais segurança, fácil manuseio e execução da tarefa, prevenção de doenças ocupacionais e agregação de valores ao produto (SILVA; NETO; FILHO, 1998; DEJEAN; NÄEL, 2007). Além disso, segundo Ciaccia (2013), o sucesso de um produto está intimamente ligado à satisfação do cliente, ou seja, “saciar suas necessidades implícitas e explícitas” (CIACCIA, 2013, p.35).
Assim, a ergonomia se apresenta de forma privilegiada para o projeto de produtos, se convertendo em uma ferramenta básica que possibilita o domínio das bases teóricas e práticas responsáveis pelo entendimento das qualidades e características dos usuários, com a finalidade de poder satisfazer suas necessidades (FLORES et al., 2007).
No entanto, diversos estudos mostram que a integração de aspectos de ergonomia no processo de desenvolvimento de produtos não é algo generalizado (BROBERG, 1997). Considerando que o desenvolvimento de produtos se baseia na resolução de um problema que procura atender uma determinada necessidade humana, é essencial que a preocupação com o usuário final seja considerada desde a concepção do produto até a entrega do mesmo para o mercado. Nesse contexto, a incorporação da ergonomia no projeto vem gradualmente assumindo um papel fundamental na consolidação do produto no mercado (SILVA; NETO; FILHO, 1998).
Para Page et al. (2001), o desenvolvimento de produtos destinados ao uso do ser humano é um processo complexo em que se devem combinar os conhecimentos de diferentes campos da engenharia, biomecânica e os fatores humanos para alcançar um produto que satisfaça as expectativas do consumidor e com ele as da empresa. Sendo assim, para desenvolver adequadamente um produto, é necessário saber o que fazer, para quem fazer, quando fazer e como fazer. A esta organização se dá o nome de metodologia de projeto, ou metodologia de desenvolvimento de produtos (BACK et al., 2008).
De acordo com Back et al. (2008), até o século XVII os produtos eram desenvolvidos por artesãos e foi na revolução industrial que houve a divisão do processo de produção nas atividades de projeto, fabricação e vendas. Após a Segunda Guerra Mundial iniciaram-se estudos sobre a atividade de projeto como uma disciplina independente e desde 1960 encontram-se obras de autores que lidam com a atividade de desenvolvimento de produtos de uma forma mais sistemática: Asimov (1962), Cain (1969), Krick (1965), Vidosic (1969) e Woodson (1966).
Na década de 80, Estados Unidos e Inglaterra realizaram estudos para identificar razões para a perda de competitividade de seus produtos, ficando evidente que essas perdas eram associadas a deficiências na qualidade do projeto de produto (ASME, 1985; WALLACE; HALES, 1987). Na Alemanha, no entanto, desde 1970 essa área do conhecimento foi investigada, como mostram os estudos de Koller (1976), Pahl e Beitz (1977), Rodenacker (1976) e Roth (1982). Após o estudo de ASME (1985), financiado pela National Science Foundation dos EUA, houve um grande impulso em pesquisa e publicações de resultados como as obras de Andreasen (1983), Blanchard e Fabrycky (1981), Boothroyd (1980), Clausing (1994), Nevis e Whitney (1989), Pugh (1991) e Ullman (1992).
No Brasil, o departamento de Engenharia Mecânica da UFSC foi o primeiro curso de engenharia a introduzir disciplinas de metodologia de projeto de produtos na graduação e pós-graduação, em 1976 (BACK et al., 2008), e em 1983 Back publicou a primeira obra em português sobre metodologia de projeto de produtos industriais (BACK, 1983). A partir dessa data vários centros brasileiros introduziram esta área de conhecimento em cursos de engenharia em nível de graduação e pós-graduação, e outras obras surgiram, como Rozenfeld et al. (2006), Fuso e Sacomano (2007), Back et al. (2008), Romeiro Filho et al. (2011), Vieira et al. (2013) e Rodrigues et al. (2015).
Segundo Rozenfeld et al. (2006), os modelos de referência para o desenvolvimento de produtos, além de descreverem o processo de desenvolvimento de produtos, surgiram para minimizar erros nesse processo. Por meio deles, pode-se obter uma visão única do processo de desenvolvimento de produtos, nivelando-se os conhecimentos entre os atores que participam de um desenvolvimento específico, e assim a empresa e seus profissionais podem desenvolver produtos segundo um ponto de vista comum.
A partir desse contexto, foram analisadas algumas metodologias e modelos de referência para o desenvolvimento de produtos comumente
utilizadas na engenharia, para verificar se a ergonomia é abordada e como é abordada pelos autores.
2.2 METODOLOGIAS DE PROJETO EM ENGENHARIA
A seleção das metodologias apresentadas a seguir se deu com base no diagnóstico (capítulo 4) desenvolvido com alunos de engenharia de produção mecânica, engenharia mecânica e engenharia de materias da Universidade Federal de Santa Catarina. Foram analisadas todas as metodologias citadas pelos alunos da graduação.
2.2.1 Pahl e Beitz (1996)
No início de 1970, na Alemanha, houve um grande esforço de pesquisa sobre princípios e metodologias de projeto do produto. Essas pesquisas resultaram em diversos trabalhos, e o mais prestigiado é o de Pahl e Beitz (1996), impresso pela primeira vez em 1977. Os autores estabelecem o processo em quatro fases principais: definição da tarefa, projeto conceitual, projeto preliminar e projeto detalhado (Figura 1). A definição da tarefa envolve o planejamento inicial do produto por meio da coleta de informações sobre o mercado, culminando na lista de especificações; o projeto conceitual define o conceito do projeto, através da busca por princípios de trabalho, criação de estruturas funcionais, seleção de uma estrutura adequada consolidando em um princípio de solução; o projeto preliminar tem como saída uma descrição técnica, gerada a partir da definição do leiaute do produto/sistema técnico proposto; e no projeto detalhado o resultado é uma especificação de produção, com os documentos operacionais e de preparação da produção, desenho dos detalhes e listas de peças, custos estimados e instruções de produção, montagem, transporte e funcionamento.
No capítulo de projeto detalhado, os autores alegam que ao projetar para a ergonomia, os projetistas devem prestar atenção em posturas corporais, dimensões e cargas, mas sem apresentar tabelas de valores ou normas ao leitor. É afirmado também que quando o envolvimento de seres humanos é deliberado, este envolvimento deve ser planejado com cuidado e feitos ajustes adequados, começando cedo no processo de projeto, desde a definição da tarefa. Alguns aspectos ergonômicos para a lista de requisitos e critérios de avaliação são apresentados: ser eficaz, simples, rápido, preciso, sem erros, poder ser aprendido, estresse tolerável, baixa fadiga, baixa irritação, nenhum
perigo físico, seguro, sem risco para a saúde, sem monotonia, desenvolvimento pessoal. No entanto, os autores não especificam como aplicar e não explicam esses requisitos.
Figura 1 – Metodologia de Projeto de Pahl e Beitz.
Fonte: adaptado de Pahl e Beitz (1996).
2.2.2 Asimow (1962)
Para Asimow (1962), o projeto de engenharia é uma atividade que tem como objetivo satisfazer as necessidades humanas, particularmente aquelas que podem ser atendidas pelos fatores tecnológicos. A estrutura proposta pelo autor consiste de 7 fases (Figura
2), começando com uma necessidade primitiva. As 3 primeiras fases referem-se as fases de projeto, sendo elas: estudo de viabilidade, projeto preliminar e projeto detalhado. As outras fases não são consideradas como atividades de projeto, referentes ao planejamento para manufatura, distribuição, consumo e retirada do produto.
No estudo de viabilidade o objetivo é alcançar um conjunto de soluções úteis para o problema de projeto. O projeto preliminar estabelece qual das alternativas oferecidas é o melhor conceito de projeto, para ir para um avaliação mais detalhada de parâmetros de projeto, tolerâncias, materiais. A fase de projeto detalhado começa com o conceito evoluído no projeto preliminar, e fornece a descrição de engenharia de um projeto testado e produzível. Os passos seguintes são planejar e projetar a manufatura, distribuição, consumo e retirada do produto.
Figura 2 – Estrutura proposta por Asimow (1962).
No estudo de viabilidade, a análise das necessidades é o primeiro passo. No capítulo 8, análise das necessidades e da atividade, o autor afirma que a declaração primitiva das necessidades deve ser revista em uma situação experimental para fazer um melhor ajuste. O autor não especifica como isso deve ser feito e afirma que nesta fase do trabalho, a colaboração com um designer industrial ou um especialista em fatores humanos pode ser útil. Portanto, para o autor, a questão da ergonomia fica a cargo de um especialista.
2.2.3 Blanchard e Fabrycky (1981)
O processo proposto por Blanchard e Fabrycky (1981) inicia-se com a definição de uma necessidade, o "quer ou deseja” para um sistema/produto. Depois disso, a fase de projeto conceitual é formada pelo estudo de viabilidade (análise das necessidades, exigências, conceito) e o planejamento avançado de produtos (planos e especificação). A fase de projeto preliminar estabelece a análise de funções, síntese preliminar e atribuição de critérios de projeto. O projeto detalhado é o desenvolvimento em grande escala: projeto detalhado do sistema funcional, dos elementos do sistema de logística de apoio, funções de suporte, dados/documentação, desenvolvimento de protótipo, teste de protótipo e avaliação. A produção e/ou construção, é a fase de fabricação. No uso do produto e suporte é feito a análise e avaliação e a modificação para ação corretiva (Figura 3).
Figura 3 – Processo de Blanchard e Fabrychy (1981).
Fonte: adaptado de Blanchard e Fabrycky (1981).
Nesta proposta, os fatores humanos aparecem após a apresentação da metodologia, em projeto para o homem, como algo que pode ser incluído no processo se o objetivo for o projeto ergonômico. Os
autores apresentam um conjunto de dados antropométricos (sem referência, país ou população), uma tabela resumida de limites de folgas necessários para várias posições do corpo, espaços necessários para a utilização de ferramentas manuais comuns, campo visual vertical e horizontal, limites desejáveis para ruído (50 a 80 dB), temperatura (50 a 55 F), umidade e vibração. Depois disso, é apresentada a ergonomia no ciclo de vida (Figura 4), sem especificar ferramentas ou explicar sua aplicação.
Figura 4 – Ergonomia no ciclo de vida do projeto de produto.
Fonte: adaptado de Blanchard e Fabrycky (1981). 2.2.4 Back (1983)
Back (1983) foi a primeira obra brasileira a tratar do projeto de produtos. O autor definiu a morfologia do projeto como: estudo de viabilidade, projeto preliminar, projeto detalhado, revisão e testes, planejamento da produção, planejamento do mercado, planejamento para consumo e manutenção e planejamento da obsolescência. O estudo de viabilidade tem como objetivo o estudo de viabilidade física, econômica e financeira do projeto. O projeto preliminar objetiva fornecer as informações essenciais do projeto, a partir de estudos de síntese, de tolerâncias e materiais, de condições socio-econômicas entre outros. O projeto detalhado fornece as descrições de engenharia do projeto, chegando-se a um projeto fabricável. A fase de revisão e testes tem o intuito de construir modelos experimentais para verificar formulações ainda não testadas. As fases de planejamento da
produção e do mercado planejam detalhadamente os processos de fabricação e um sistema eficiente de distribuição, respectivamente. O planejamento para consumo e manutenção objetiva incorporar aspectos adequados de serviços ao projeto e prover uma base racional para o aperfeiçoamento e reprojeto do produto. O planejamento da obsolescência leva em consideração os problemas associados com a retirada e eliminação do produto.
Na metodologia de Back (1983) existe um capítulo sobre ergonomia/fatores humanos no projeto, onde afirma que deve-se estudar os requisitos de quem usa o produto, para descobrir a melhor forma de interpretar estes requisitos em características de projeto e incorporá-los ao produto. Nota-se então que, de acordo com o autor, a ergonomia deve ser considerada na fase de viabilidade, onde são definidos os requisitos. Segundo o autor:
para ser adequado a todos os pontos de vista, deve-se considerar, no projeto, o usuário ou operador(...) Sob um ponto de vista bem amplo, o homem serve para três funções principais do sistema homem-máquina: como fonte de energia, um elemento de transferência e como um controlador (BACK, 1983, p. 120).
Apresenta alguns valores da norma ISO 2631 (1974 apud BACK, 1983) de temperatura ideal, níveis de ruídos, aceleração e vibração, dimensões médias do homem e da mulher, espaços adequados para pessoas em pé e sentadas junto de mesas, alturas de bancadas, dimensões de escadas, campo de trabalho no plano horizontal e no plano vertical, e dados diversos de esforços em comandos. Entretanto são figuras e gráficos com poucas informações e explicações (dado a obsolescência da norma).
2.2.5 Pugh (1991)
O modelo de Pugh consiste de seis passos (Figura 5). Na primeira fase, é feita uma análise de mercado utilizando as informações obtidas a partir dos serviços de atendimento ao cliente, pesquisa de mercado e distribuidores. No próximo passo, as especificações do produto são caracterizadas e, com isso, parte-se para a fase de concepção. Nesta fase, um produto é gerado com base nas especificações. Na fase de projeto detalhado, o produto conceitual recebe detalhamento técnico para se tornar um produto real. O próximo passo é a fabricação, que
planeja e projeta o processo de fabricação. O passo final é vender. Esta fase irá definir as necessidades do utilizador no contexto, distribuição, serviço de back-up e feedback.
No capítulo 3, especificação do projeto de produto, o autor apresenta como conteúdo de uma especificação de projeto de produto a ergonomia, e descreve-a como uma interface homem-máquina, sendo esta a única informação apresentada sobre ergonomia.
É, portanto, necessário elucidar a natureza provável da interação do produto com o homem. Que altura, alcance, forças e torques operacionais são aceitáveis para o usuário. Posturas e
iluminação devem ser consideradas; os
dispositivos devem ser prazerosos de usar - potenciais usuários devem ser consultados (PUGH, 1991, p.56, tradução nossa).
Figura 5 – Modelo de Pugh (1991).
2.2.6 Ullman (1992)
De acordo com Ullman (1992), desde que o projeto é fundamentalmente o esforço para satisfazer uma necessidade, descobrir a necessidade é sempre a primeira fase do processo. Como há sempre mais necessidades do que recursos para atendê-las, a chave é decidir quais ideias de produto desenvolver. Para este autor, o processo de projeto (Figura 6) é dividido em descoberta de produtos, que estabelece a necessidade a se trabalhar; o planejamento do projeto, que planeja os recursos da empresa, financeiros, de pessoas e equipamentos; a definição do produto, que identifica os clientes e gera os requisitos e especificações; o projeto conceitual, que gera e avalia conceitos para o produto; o desenvolvimento de produtos, que refina o melhor conceito em um produto real; e o suporte do produto, que administra o apoio de fabricação e montagem.
Figura 6 – Processo de Projeto de Ullman (1992).
Fonte: adaptado de Ullman (1992).
Neste processo, o autor apresenta, no capítulo 6 sobre a definição do produto, o desenvolvimento de especificações de engenharia, afirmando que "qualquer produto que é visto, tocado, ouvido, sentido, cheirado, ou controlado por um ser humano terá requisitos de fatores humanos " (ULLMAN, 1992, p. 160, tradução nossa). Então, são apresentados alguns dados antropométricos (MILSTD 1472 apud ULLMAN, 1992), de força humana média (adaptado de H. Dreyfuss, The Measure of Man: Human Factors in Design, Whitney Library of Design, New York, 1967) e os usos apropriados de display visual,
controles manuais e de pedal (adaptado de G. Salvendy (ed.), Handbook of Human Factors, Wiley, 1987). Porém, mais uma vez os fatores humanos no projeto não são bem explicados, nem como usar esses dados apresentados.
2.2.7 Ulrich e Eppinger (1995)
A proposta de Ulrich e Eppinger (Figura 7) é dividida em 6 fases: planejamento, projeto conceitual, projeto em nível de sistema, projeto detalhado, teste e refinamento, e produção. A primeira fase, planejamento, prevê a declaração da missão do projeto, que especifica o mercado-alvo para o produto, os objetivos do negócio, principais pressupostos e restrições. A fase de conceito gera e avalia conceitos de produtos. No projeto em nível de sistema é definida a arquitetura do produto e a decomposição do produto em componentes e subsistemas. O objetivo do projeto detalhado é completar a especificação da geometria, materiais e tolerâncias de todas as peças únicas no produto e a identificação de todas as peças padrão a serem adquiridas a partir de fornecedores. Na fase de teste, versões de pré-produção do produto são construídas e avaliadas. A fase de produção produz o produto usando o sistema de produção pretendido, para treinar a força de trabalho e para trabalhar todos os problemas restantes nos processos de produção.
Figura 7 – Proposta de Ulrich e Eppinger (1995).
Fonte: adaptado de Ulrich e Eppinger (1995).
No capítulo 10, design industrial, os autores alegam que as empresas estão cada vez mais usando o design industrial como uma ferramenta importante para atender as necessidades dos clientes e para diferenciar seus produtos dos produtos dos seus concorrentes. Se o produto tem necessidades de ergonomia, é importante ter um designer industrial na equipe de projeto. Para verificar as necessidades de ergonomia, o autor apresenta algumas perguntas: "Qual a importância da facilidade de uso? Quão importante é a manutenção? Quantas interações do usuário são necessárias para as funções do produto? Quais são as
questões de segurança?". Portanto, para o autor, a ergonomia fica a cargo de um designer industrial, que participará da equipe se a ergonomia for considerada necessária.
2.2.8 Baxter (1998)
No seu livro, Baxter (1998) apresenta fases gerais para o processo de desenvolvimento de produtos: planejamento do produto, projeto conceitual, projeto detalhado, projeto da configuração e projeto para fabricação. No planejamento de produtos é proposto um novo produto baseado na oportunidade e a especificação do projeto. O projeto conceitual objetiva produzir princípios de projeto para o novo produto, satisfazendo as exigências do consumidor e diferenciando o novo produto de outros produtos existentes no mercado. Os objetivos do projeto da configuração é projetar os componentes: formas, funções, materiais e processos de fabricação dos componentes, construção de protótipo experimental para testes de desempenho físico. O projeto detalhado é a especificação completa e detalhada do produto: desenhos técnicos e especificações de fabricação. No projeto para fabricação é feito o planejamento da produção, projeto do ferramental e o protótipo de produção.
Na fase de projeto conceitual, o autor apresenta ferramentas para geração de conceitos como: análise da tarefa, análise das funções do produto, análise do ciclo de vida, análise de valores. O autor também apresenta a análise ergonômica da tarefa, afirmando que esse aspecto do projeto é uma rica fonte de inspiração para o projeto do produto. A análise da tarefa explora as interações entre o produto e seu usuário, através de observações e análises.
De acordo com Baxter (1998), a análise da tarefa cobre dois importantes aspectos do desenvolvimento de produtos: ergonomia e antropometria. A ergonomia usa os conhecimentos de anatomia, fisiologia e psicologia, aplicando-os ao projeto de objetos. Para a maior parte dos projetos, é suficiente observar cuidadosamente como as pessoas realizam as tarefas principais e daí extrair os elementos para o projeto. Antropometria é a medida física das pessoas. Quando se projetam objetos para uso das pessoas, torna-se imprescíndivel usar as medidas dessas pessoas para dimensionar os produtos.
O autor não apresenta mais informações, mas dá um direcionamento ao leitor, afirmando que existem publicações de dados antropométricos de várias partes do corpo e também de diferentes
populações e que mais detalhes podem ser encontrados em bibliografia especializada da área.
2.2.9. Rozenfeld et al. (2006)
O modelo desenvolvido por Rozenfeld et al. (2006) é voltado principalmente para empresas de manufatura de bens de consumo duráveis e de capital. É divido em 3 macrofases de pré-desenvolvimento, desenvolvimento e pós-desenvolvimento (Figura 8). A macrofase de Pré-Desenvolvimento é composta pelas fases de Planejamento Estratégico do Produto e Planejamento do Projeto. Essas fases consideram as estratégias de mercado da empresa permitindo que se crie um portfólio de produtos com o objetivo de atender ao máximo as necessidades e/ou os desejos dos clientes. Também são especificados o escopo do produto e do projeto, bem como são estimados os recursos necessários, o tempo e o custo para o desenvolvimento.
A macrofase de Desenvolvimento, por sua vez, é composta pelas fases Projeto Informacional, Projeto Conceitual, Projeto Detalhado, Preparação para a Produção e Lançamento. Nessa macrofase são definidas as especificações-meta do futuro produto, estudadas alternativas de conceitos para o produto, de maneira a se atingir as especificações anteriormente definidas. Posteriormente, a alternativa escolhida é detalhada nos documentos pertinentes, de maneira a permitir à fabricação do produto, podendo ser iniciada a produção do produto em série. E, por fim, a macrofase Pós-Desenvolvimento, onde é realizado o acompanhamento do produto em todo o seu ciclo de vida, de maneira a aprimorá-lo ou reparar defeitos que não foram identificados nos protótipos e lote piloto, e é planejada a retirada do produto do mercado.
Figura 8 – PDP de Rozenfeld et al. (2006).
Fonte: Rozenfeld et al. (2006).
Na descrição da fase de projeto conceitual, no capítulo 7, os autores afirmam que é necessário definir a ergonomia e estética do produto, já que a interação entre pessoas e produtos desempenha um papel importante na atividade de projeto de produtos. Segundo os autores, para obter um produto adequado em termos de ergonomia, deve-se considerar as seguintes recomendações (MAGRAB, 1997 apud ROZENFELD et al., 2006):
Adequar os produtos as caracteristicas fisicas e ao conhecimento do usuário. Usar convenções, SSCs e arranjos normalizados.
Simplificar e reduzir as tarefas necessárias para a operação do produto. Os controles e funções deverão ser óbvios; e as informações operacionais deverão ser claras, visíves e não ambiguas.
Prever os possíveis erros humanos, implementar restrições para prevenir ações incorretas por parte do usuário e informar ao usuário que determinados modos de operação foram selecionados.
No projeto ergonômico de produtos, deve-se ainda, considerar a idade, gênero, alcance, destreza, força e visão dos usuários.
Problemas de ergonomia associados ao projeto de produtos podem afetar o sistema de manufatura que produz o produto. Algumas características do produto que influenciam a ergonomia do sistema de manufatura
são: fragilidade e peso dos componentes; tamanho, quantidade e torque de aperto dos elementos de fixação; posição e localização das superfícies; acessibilidade e folga dos componentes; identificação e diferenciação de componentes.
2.2.10 Back et al. (2008)
O Processo de Desenvolvimento Integrado de Produtos – PRODIP, proposto por Back et al. (2008), foi desenvolvido com base em pesquisas e experiências realizadas pelo NeDIP – Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos, no departamento de engenharia mecânica da UFSC, e procura explicitar o conhecimento sobre o processo de desenvolvimento de produtos, de modo a auxiliar no entendimento e na prática do processo.
O modelo (figura 9) é formado por três macrofases: Planejamento, Processo de Projeto, e Implementação. Na macrofase de Planejamento, ocorre o planejamento do produto e planejamento do projeto, sendo que decisões importantes com relação ao negócio da empresa, ao mercado e ao produto são tomadas nesta etapa. A fase de planejamento do produto busca integrar as estratégias e as informações coletadas do ambiente interno e externo à empresa, resultando no plano de produtos. A seguir tem-se o planejamento do projeto, que trata da definição do escopo, do tempo, custos, qualidade, e outros atributos do projeto.
Concluída a etapa de planejamento, passa-se para a próxima macrofase, onde o produto evolui de ideias iniciais para soluções concretas e economicamente viáveis, transformando as informações de mercado e de tecnologias em requisitos de engenharia. Essas ações são realizadas no processo de projeto, que inclui quatro fases: Projeto informacional, fase em que são definidas as especificações de projeto, a partir de informações levantadas no planejamento e em outras fontes; Projeto conceitual, onde são geradas as concepções para solucionar o problema, levando em consideração as especificações de projeto, e então são também avaliadas; Projeto preliminar, onde é feito o refinamento de dimensões, formas e materiais da concepção, tendo como resultado desenhos preliminares, que apoiarão as decisões a serem tomadas adiante; e Projeto detalhado, que especifica detalhadamente as dimensões, tolerâncias, formas geométricas e materiais de todas as partes do produto, obtendo-se listas e desenhos completos para poder planejar o processo de fabricação.
Após esse processo, segue-se a etapa final, Implementação, composta pela preparação da produção, que envolve os passos para fabricar o produto, a escolha dos processos e equipamentos necessários, questões de montagem e ajuste da linha de produção; o lançamento do produto, onde é realizado um trabalho de promoção, para que o produto possa ser comercializado e utilizado pelo consumidor; e a validação do produto, que leva então ao encerramento do projeto.
Figura 9 – PDP proposto por Back et al. (2008)
Fonte: adaptado de Back et al. (2008).
No capítulo 13, otimização integrada do produto, os autores apresentam a possibilidade de otimizar o projeto na fase de projeto preliminar, considerando atributos específicos que se queira otimizar, por exemplo o atributo ergonomia.
Nesta obra, a ergonomia é apresentada como Projeto para uso amigável, que compreende a fácil operação, a obtenção de resultados confiáveis no uso inicial e repetitivo e a satisfação com o desempenho do produto. Um produto amigável deve melhorar ou ampliar as capacidades humanas, maximizar a utilidade do produto, melhorar a eficiência, a segurança e o conforto. Segundo os autores, uma metodologia para o projeto para uso amigável deve englobar uma análise do usuário, análise da tarefa a executar e a biomecânica envolvida. Entretanto não é apresentado como fazer essas análises e onde encontrar material sobre esse assunto.
Os autores ainda apresentam alguns princípios de projeto a serem seguidos, sem maiores detalhamentos: Ajustar o produto ao usuário; Simplificar as tarefas; Tornar as ações lógicas; Utilizar restrições para movimentos incorretos; Prover retroalimentação de ações de comando; Projetar bons mostradores; Antecipar erros humanos; Evitar posições e movimentos inadequados; Normalizar soluções.
