UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO E SISTEMAS CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO MECÂNICA
Renata Mariani Zanella
MANUFATURA SOCIAL: DA TEORIA À PRÁTICA
Florianópolis 2019
Renata Mariani Zanella
MANUFATURA SOCIAL: DA TEORIA À PRÁTICA
Trabalho de Conclusão do Curso de Graduação em Engenharia de Produção Mecânica do Centro de Tecnologia da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito para a obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Mecânica com habilitação em Engenharia de Produção.
Orientador: Prof. Dr.-Ing. Enzo Frazzon.
Florianópolis 2019
Manufatura Social : da teoria à pratica / Renata Zanella ; orientador, Enzo Frazzon, 2019.
89 p.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)
-Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Graduação em Engenharia de Produção Mecânica, Florianópolis, 2019.
Inclui referências.
1. Engenharia de Produção Mecânica. 2. Manufatura Social. 3. Individualização em Massa. 4. Sistemas de Manufatura. I. Frazzon, Enzo. II. Universidade Federal de Santa Catarina. Graduação em Engenharia de Produção Mecânica. III. Título.
Este trabalho é dedicado aos meus amigos e aos meus queridos pais.
AGRADECIMENTOS
Inicialmente, gostaria de realizar um agradecimento a minha família, que sempre me apoiou e me incentivou a ir atrás dos meus sonhos e utilizar meu total potencial. Especialmente aos meus pais, Arlete e Zanella, e a minha irmã, Eduarda, que sempre acreditaram em mim.
As minhas amigas de início de curso, Alexia, Ana, Fernanda, Leticia e Stephanie, devido as noites que passamos estudando e nos motivando para sermos aprovadas nas matérias. Também aos momentos de festa que passamos juntas!
As minhas amigas do direito, Bettina, Natalia e Nathalia por me tirarem da zona de conforto e me mostrarem um outro lado da vida. Aos meus amigos da produção Bruno, Camila, Debora e Larissa, por nos ajudarmos no início do curso e continuarmos com a amizade. Desejo a todos vocês um futuro brilhante.
Aos meus amigos do intercâmbio, principalmente, Jessica, Laura, Leonardo, Livia, Felix e Tsveti, por terem tornado minha jornada mais divertida e proveitosa. Irei lembrar de todos vocês com muito carinho. Aos meus amigos mais recentes, Betina e Elvis, por me acolherem após eu retornar de intercambio.
A Georgia e Duda, por me integrarem no grupo de vocês e me acolherem. Desejo tudo de bom para vocês no final de suas jornadas acadêmicas. Também gostaria de agradecer a Letícia, por me motivar a escrever este projeto, mesmo nos dias mais difíceis.
A especialmente a Cyanne, e os integrantes do ProLogIS, por me auxiliar neste projeto e ser praticamente a minha co-orientadora. Muito obrigada por me incentivar a ir atrás do meu mestrado! Desejo tudo de bom para a sua trajetória como professora. Também agradecendo ao meu professor orientador, o Enzo, por me auxiliar a escolher o melhor caminho para desenvolver este trabalho.
Aos meus colegas do NEO Empresarial que me permitiram participar de um ambiente de capacitação, me ensinando a ser uma profissional e uma pessoa melhor, e me mostrando a importância de fazer a diferença. Também a equipe do WZL, especialmente ao Jérôme, por confiarem em mim e me darem uma oportunidade de estagiar na Alemanha.
Gostaria também de fazer um agradecimento especial a todos que participaram da minha formação, tanto profissional e acadêmica quanto pessoal. Principalmente a UFSC que possibilitou a minha formação como uma profissional ética e preparada para as adversidades do mercado de trabalho.
Prometa-me que você sempre lembrará: você é mais corajoso do que acredita, mais forte do que parece, e mais inteligente do que pensa.
RESUMO
Desde a primeira revolução industrial, consumidores mostram um comportamento passivo em se tratando da produção de bens materiais. Porém, com o avanço da tecnologia digital e, principalmente, com a disseminação da Internet, consumidores têm, gradativamente, aumentado sua participação em atividades de cocriação com empresas. Desta maneira, a inovação não é mais somente restrita aos profissionais. Isto faz com que o cliente passe a ser um prosumer (pro = producer e sumer = consumer), apresentando um papel duplo de consumidor e produtor. Essa cocriação acontece em diversas etapas da cadeia de valor, incluindo o design de produtos, engenharia, produção, marketing e distribuição. Porém, a manufatura atual ainda precisa passar por diversos estágios de mudanças para que se alcance seu estágio definitivo. Além disso, a fase final desse novo paradigma representa uma revolução não somente tecnológica, mas também, uma ruptura social e econômica no contexto manufatureiro. O principal objetivo desse trabalho é consolidar o conceito da Manufatura Social, considerando seu estado-da-arte e o confronto com seu estado-da-prática. Assim, a obra foi separada em três principais etapas. A primeira, consistindo na análise da teoria, a partir da revisão da literatura, consistindo na fundamentação teórica e na bibliometria seguindo o método PRISMA. Desta forma, foi possível consolidar o conceito da Manufatura Social, pelo desenvolvimento de sua casa e de seu modelo. A seguir, foi realizado um levantamento de casos, para obter um panorama prático relacionado ao estudo. Finalmente, realizou-se a correlação entre a teoria e a prática por meio de gráficos de radar. Assim, pode-se avaliar o nível da indústria atual em se tratando do contexto da Manufatura Social, de acordo com alguns parâmetros levantados no trabalho. Desta maneira, conclui-se que ainda é necessário um desenvolvimento, tanto da mentalidade da sociedade quanto das tecnologias atuais existentes, para possibilitar esse novo paradigma produtivo.
ABSTRACT
Since the first industrial revolution consumers have shown a passive behavior related to the production of physical goods. However, with the advance of digital technology and, specially, with the dissemination of the Internet, customers have gradually enhanced their participation in co-creation activities with companies. Thus, innovation is not anymore restricted to professionals. Hence, the client then turns into a prosumer (pro = producer and sumer = consumer) having a double role of consumer and producer. This co-creation happens in different stages of the value chain including product design, engineering, production, marketing and distribution. Notwithstanding, the current manufacture still needs to evolve to reach its definitive stage. Furthermore, the final stage of this new paradigm represents not only a technological revolution, but also a social and economic rupture in the manufacturing context. The main objective of this work is to consolidate the concept of Social Manufacturing, comparing its state-of-the-art with its state-of-the-practice. For that, the piece was divided into three main sections. The first consisting of a theoretic analysis contains the theoretical basis and the bibliometric analysis of the literature according to the PRISMA method. Thus, it was possible to consolidate the term of Social Manufacturing, by the development of its house and model. Following that, an exemplification of cases was developed to obtain a practical panorama related to the subject of study. Finally, a correlation between the theory and the practice was represented in radar graphs. Therefore, the maturity of the current industry in context of Social Manufacturing could be evaluated, according to a few parameters defined in this paper. Therefore, it is concluded that a development, not only in the societal mentality, but also in the existent technology, is needed to enable this new production paradigm.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Cronologia da manufatura ... 15
Figura 2 - Enquadramento metodológico ... 20
Figura 3 - Procedimento Metodológico ... 22
Figura 11 - Fluxograma PRISMA ... 24
Figura 25 - Metodologia para o estudo da prática ... 26
Figura 4 - Composição geral da indústria 4.0 ... 30
Figura 5 - Diferentes conceitos no contexto da manufatura social... 32
Figura 6 - Vertentes de pesquisa da Big Data ... 36
Figura 7 - Framework para a manufatura SCPS... 38
Figura 8 - Sub-Tipos da Manufatura Social ... 42
Figura 9 - Lacuna entre a manufatura atual e a manufatura social ... 43
Figura 10 - Desenho esquemático da diferenciação das fases da manufatura social ... 44
Figura 12 - Número de publicações por ano... 45
Figura 13 - Principais autores e suas contribuições pelo tempo ... 46
Figura 14 - Principais autores citados e conexões ... 47
Figura 15 - Principais países de publicação científica ... 48
Figura 16 - Interação internacional ... 48
Figura 17 - Principais afiliações ... 49
Figura 18 – Classificação dos artigos por área de aplicação ... 50
Figura 19 - Classificação dos artigos por tipo de estudo ... 50
Figura 20 - Conceitos da manufatura social ... 51
Figura 21 - Tipo de fonte de publicação ... 52
Figura 22 - Quantidade de publicações por revista com JCR... 53
Figura 23 - Casa da manufatura social ... 55
Figura 24 - Modelo da manufatura social ... 56
Figura 26 - Diagrama de funcionamento Makexyz ... 59
Figura 27 - Participação dos diferentes agentes na Makexyz ... 60
Figura 28 - Diagrama de funcionamento MADE.COM TalentLAB ... 61
Figura 29 - Participação dos diferentes agentes na MADE.COM ... 61
Figura 30 - Diagrama de funcionamento Fabbly ... 62
Figura 32 - Diagrama de funcionamento Quirky... 63
Figura 33 - Participação dos diferentes agentes na Quirky ... 63
Figura 34 - Diagrama de funcionamento Seeedstudio... 64
Figura 35 - Participação dos diferentes agentes na SeeedStudio... 65
Figura 36 - Diagrama de funcionamento Shapeways ... 65
Figura 37 - Participação dos diferentes agentes na Shapeways ... 66
Figura 38 - Diagrama de funcionamento Lego Ideas ... 67
Figura 39 - Participação dos diferentes agentes na Lego ... 67
Figura 40 - Diagrama de funcionamento Bow&Drape ... 68
Figura 41 - Participação dos diferentes agentes na Bow & Drape ... 68
Figura 42 - Diagrama de funcionamento Ministry of Supply ... 69
Figura 43 - Participação dos diferentes agentes na Ministry of Supply ... 69
Figura 44 - Fase da manufatura social nos estudos de caso ... 74
Figura 45 - Correlação entre a teoria e a prática... 75
Figura 46 - Classificação do nível da Manufatura Social ... 76
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Filtro aplicado nas bases de pesquisa ... 24
Quadro 2 - Fonte dos dados para análise sistêmica da literatura ... 25
Quadro 3 - Empresas escolhidas para o estudo prático ... 27
Quadro 4 - Dados levantados para o estudo prático ... 28
Quadro 5 - Informações Básicas ... 70
Quadro 6 - Classificação do nível de participação individual das empresas ... 71
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT – Associação brasileira de normas técnicas IoT – Internet of Things
CPS – Cyber Physical Systems
SMOs – Smart manufacturing objects
NIST – National Institute of Standards and Technology P2P – Peer to Peer
CPPS – Cyber Physical Production Systems SCPS – Social Cyber Physical Systems i&d – Ideação e design inicial
f&p – Fabricação/Produção
PRISMA - Prefered Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses CMS – Casa da Manufatura Social
CAD – Computer-Aided Design 3D – Tridimensional
EUA – Estados Unidos da América R&D – Research and Development
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 15 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ... 16 1.2 PROBLEMA DE PESQUISA ... 18 1.3 OBJETIVOS ... 18 1.3.1 Objetivo geral ... 19 1.3.2 Objetivos específicos ... 19 1.4 DELIMITAÇÕES ... 19 1.5 ESTRUTURA ... 19 2 METODOLOGIA ... 20 2.1 ENQUADRAMENTO METODOLÓGICO ... 20 2.2 PROCEDIMENTO METODOLÓGICO ... 21
2.3 PROCEDIMENTO PARA A ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA ... 23
2.3.1 Perguntas de pesquisa para a análise bibliométrica ... 23
2.3.2 Seleção de artigos para a análise bibliométrica ... 23
2.3.3 A seleção dos dados para a análise bibliométrica ... 25
2.4 PROCEDIMENTO PARA A ANÁLISE DO ESTADO DA PRÁTICA ... 25
2.4.1 Metodologia adotada para a análise prática ... 25
2.4.2 Perguntas de pesquisa para a análise prática ... 26
2.4.3 Fontes de pesquisa para a análise prática ... 26
2.4.4 Modelos selecionados para a análise prática ... 26
2.4.5 Coleta de dados para a análise prática ... 27
3 ESTADO DA ARTE ... 29
3.1 INDUSTRIA 4.0 ... 29
3.2 A TRANSFORMAÇÃO NO MODELO DO NEGÓCIO ... 31
3.3 A TRANSFORMAÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE MANUFATURA ... 36
3.4.1 Elementos chaves da manufatura social ... 39
3.4.2 Características do sistema da manufatura social ... 40
3.4.3 Tipos de cooperação entre indivíduos-empresas ... 41
3.4.4 As fases de maturação da manufatura social ... 42
3.5 ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA DA LITERATURA ... 44
3.5.1 Resultados ... 44
3.5.1.1 Análise básica de dados ... 45
3.5.1.2 Análise de dados com objetivos específicos ... 47
3.5.1.2.1 Quais são os principais países e instituições de colaboração e/ou contribuição? .... 48
3.5.1.2.2 Quais são as áreas de aplicação das pesquisas realizadas? ... 49
3.5.1.2.3 Quais são os tipos de estudo realizados? ... 50
3.5.1.2.4 Quais são os conceitos mais citados? ... 51
3.5.1.2.5 Quais as fontes de comunicação científica e a qualidade das publicações? ... 52
3.5.1.3 Discussão da análise bibliométrica ... 53
3.6 CONSOLIDAÇÃO DA MANUFATURA SOCIAL ... 54
3.6.1 Conceito da manufatura social ... 54
3.6.2 Modelo da manufatura social ... 55
4 ESTADO DA PRÁTICA ... 58
4.1 RESULTADOS DO ESTUDO PRÁTICO ... 58
4.1.1 Descrição das empresas estudadas ... 59
4.1.1.1 Makexyz ... 59 4.1.1.2 MADE.COM ... 60 4.1.1.3 Fabbly ... 61 4.1.1.4 Quirky ... 62 4.1.1.5 SeeedStudio ... 64 4.1.1.6 Shapeways ... 65 4.1.1.7 Lego ... 66
4.1.1.8 Bow & Drape ... 67
4.1.1.9 Ministry of Supply ... 68
4.1.2 Análise geral ... 70
4.1.3 Análise específica com foco nas questões de pesquisa ... 70
4.1.3.1 Qual o nível de participação individual? ... 70
4.1.3.2 Qual a classificação de sua cadeia de valor? ... 72
4.1.3.3 Em qual fase da manufatura social a empresa se encontra? ... 74
5 CORRELAÇÃO ESTADO DA ARTE E ESTADO DA PRÁTICA ... 75
6 CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÃO PARA TRABALHOS FUTUROS ... 80
1 INTRODUÇÃO
Tradicionalmente a manufatura se refere a um processo de produção industrial cujas matérias-primas são transformadas em produtos finais para serem vendidos no mercado. Porém, hoje em dia, a manufatura é integrada em todos os níveis, desde a produção até o nível de operação do negócio (ESMAEILIAN; BEHDAD; WANG, 2016).
Na Figura 1 mostra-se cronologicamente a evolução dos sistemas de manufatura de acordo com o desenvolvimento da tecnologia humana. A manufatura pode ser classificada em cinco categorias: produção artesanal, produção mecânica em massa, produção elétrica em massa, customização em massa e manufatura social (XIONG et al., 2018).
Figura 1 - Cronologia da manufatura
Fonte: Adaptado de (XIONG et al., 2018)
A produção artesanal, conhecida como produção voltada a habilidades, depende de artesões utilizando simples ferramentas manuais para produzir os produtos nos padrões costumeiros de acabamento (MOURTZIS; DOUKAS, 1991). A manufatura era realizada em oficinas privadas, onde o consumidor poderia estar em direto contato com o produtor. Ademais, não existia um produto básico comum nesta época, cada peça produzida resultava em um produto único (XIONG et al., 2018). Além disso, as habilidades dos artesões atraiam e mantinham aprendizes em seus estabelecimentos para repasse de conhecimento (MOURTZIS; DOUKAS, 1991).
Com a invenção do tear mecânico e da máquina a vapor, o mundo entra na era da industrialização. A chamada produção em massa mecânica, consistia na produção de produtos escassos e customizados em fábricas coletivas. Consequentemente, mais consumidores podiam ser atendidos, os quais, por sua vez, não conseguiam mais influenciar o produto final (XIONG et al., 2018). Sociedade agrícola Primeira revolução indústrial Segunda revolução indústrial Terceira revolução indústrial Indústria 4.0/5.0 -1760 1760 - 1850 1870 - 1980 1980 - 2010 2010 -Produção Artesanal Produção Mecânica em Massa Produção Elétrica em Massa Customização em massa Manufatura Social
A segunda revolução industrial é caracterizada pela produção elétrica em massa, devido a invenção da linha de produção. Nesse modelo o foco é a produção em massa, isso quer dizer, produtos padrões, sem grande flexibilização, e em grandes quantidades (XIONG et al., 2018).
Devido a competitividade e dinamicidade do mercado cria-se uma necessidade de inovação dentro das indústrias. Percebeu-se que a produção em massa é apenas favorecida em mercados estáveis, nos quais a oferta tem mais poder decisivo que a demanda. Com isso surge a customização em massa, focando na flexibilidade e na variabilidade dos produtos para o consumidor (THORSTEN; GERHARD, 2007). A estratégia utilizada foca na produção em lotes de produtos e serviços mais personalizados. Para tal, foi necessária a automatização da fábrica, a flexibilização de processos e a integração dos membros da supply chain (FOGLIATTO; DA SILVEIRA; BORENSTEIN, 2012).
Desta maneira, em 2011, é mencionado pela primeira vez na feira de Hannover o fenômeno da Indústria 4.0, demarcando o início da quarta revolução industrial. Esse crescente termo implica em uma rede completa de comunicação entre as diversas fases da cadeia de produção, além disso, cada área organizacional pode otimizar sua configuração em tempo real (CARVALHO et al., 2018). Para que isto seja possível, novas tecnologias são utilizadas, possibilitando uma manufatura inteligente, como por exemplo a internet das coisas (internet of things – IoT) e os sistemas ciber-físicos (Cyber Physical Systems – CPS) (THOBEN; WIESNER; WUEST, 2017).
Conclui-se que o constante surgimento de paradigmas no mercado demanda um estudo intenso para que se consiga explorar a forma como as novas tecnologias influenciam o mercado atual. A análise de dados atual, desenvolvida junto com a indústria 4.0, mais conhecida como
Data Analytics, trouxe consigo diversos paradigmas da manufatura (ESMAEILIAN;
BEHDAD; WANG, 2016). Esta pesquisa focará em um deles, especificamente, no estudo da Manufatura Social.
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO
Desde a primeira revolução industrial, consumidores têm um papel passivo em se tratando da produção de bens materiais. Porém, com o avanço da tecnologia digital e, principalmente, com a disseminação da Internet, consumidores têm, gradativamente, aumentado sua participação em atividades de cocriação com empresas, a inovação não é mais
somente restrita aos profissionais do ra (RAYNA; STRIUKOVA, 2016). Isto faz com que o cliente passe a ser um Prosumer (pro = produtor e sumer = consumidor), apresentando um papel duplo de consumidor e produtor. Os Prosumers têm focado no outsourcing e crowdsourcing, que são formas distributivas de solução de problemas para o processamento sistemático de informação e recursos, o que cria melhores serviços e mais valor para os consumidores (JIANG; LENG, 2017).
Adicionalmente, o mercado global está mudando rapidamente, e a necessidade dos usuários está ficando cada vez mais individualizada, também sendo crescente a competição entre empresas de manufatura. Isso cria a necessidade de adaptação dentro das empresas, as quais devem ser realizadas por meio da reforma e da transformação de seu modelo organizacional (XUE et al., 2019). Existem diversas maneiras para as empresas lidarem com esses desafios, um dos caminhos é modificar modelos que se baseiam em ter produtos e serviços para um que ofereça acesso a produtos e serviços, chamado de sharing economy (economia compartilha), esse novo modelo tem potencial para também influenciar outras indústrias (MOHAJERI, 2016), sendo grandes exemplos na indústria de serviços o Uber e o Airbnb (HAMALAINEN; KARJALAINEN, 2017).
No aspecto social, networks e mídias sociais estimulam empresas e clientes a produzirem produtos colaborativamente e cocriar valor (JIANG; DING; LENG, 2016). Desta forma, o termo manufatura social explica o fenômeno da participação compartilhada entre empresas e indivíduos, na produção de bens e produtos (HAMALAINEN; KARJALAINEN, 2017). Na manufatura social, a cocriação acontece em diversas etapas, incluindo design de produtos, engenharia, produção, marketing e distribuição (MOHAJERI, 2016).
A manufatura social é classificada em duas fases, a primeira, com foco na empresa, chamada de manufatura social institucional e, a segunda, focando no indivíduo, chamada de manufatura social difusa (HAMALAINEN; KARJALAINEN, 2017). A segunda fase, também chamada de fase definitiva, representa uma revolução em múltiplas dimensões, pois, ela não é somente uma revolução tecnológica, mas também, uma forma de ruptura social e econômica em se tratando da manufatura de produtos e serviços (MOHAJERI, 2016).
1.2PROBLEMA DE PESQUISA
O desenvolvimento tecnológico possibilitou a implementação e o crescimento da indústria 4.0 na manufatura de produtos. Além disso, a ciência de dados permitiu um maior entendimento tanto dos processos produtivos quanto das necessidades do cliente. Nesse sentido, a tecnologia permite cada vez mais o desenvolvimento de produtos mais personalizados e, da mesma maneira, de processos mais econômicos e eficientes. Assim, as empresas não necessitam mais da economia de escala para obter um retorno financeiro de seus investimentos na manufatura.
Também, o desenvolvimento da manufatura aditiva, como as impressoras 3D, e das redes sociais, possibilitam a manufatura individual e o compartilhamento de projetos e ideias entre os próprios consumidores. Empresas, para conseguirem se manter competitivas no mercado, devem adaptar-se a essa nova forma de cooperação entre clientes e produtores, que. se tornam prosumers. Essa cooperação define a característica principal que circunda a manufatura social, porém ela é ainda um conceito novo, o qual requer pesquisa para sua melhor definição. No Brasil, ainda não há muitas análises tratando deste conceito, contudo acredita-se ser muito importante sua introdução e pesquisa para o avanço industrial e tecnológico brasileiro. Adicionalmente, a manufatura social permite um desenvolvimento industrial mais sustentável, pois foca na produção personalizada, individual e on-demand, isso quer dizer, irá apenas produzir quando demandado pelo cliente, sendo esse foco contrário ao da produção em massa. Desta forma, muitos recursos poderão ser economizados, além de poder utilizar materiais mais ecológicos no desenvolvimento de produtos.
Considerando o surgimento do novo paradigma da manufatura, esta pesquisa busca responder a seguinte questão: quão avançada está a adoção de conceitos da manufatura social na manufatura contemporânea atual?
1.3 OBJETIVOS
Considerando o problema de pesquisa apresentado, os objetivos geral e específicos desse estudo são apresentados a seguir.
1.3.1 Objetivo geral
Consolidar o conceito de manufatura social, considerando o estado-da-arte e seu confronto com o estado-da-prática.
1.3.2 Objetivos específicos
1. Caracterizar o conceito de manufatura social, avaliando seu potencial para materializar uma futura mudança de paradigma da manufatura;
2. Analisar o estado-da-prática, identificando as principais tendências práticas quanto à manufatura social;
3. Confrontar o conceito de manufatura social do ponto de vista teórico e prático, identificando oportunidades acadêmicas e práticas a serem exploradas.
1.4 DELIMITAÇÕES
O presente trabalho se restringirá à seleção e análise de artigos que abordem o conceito e a mudança de paradigma para a manufatura social. Serão pesquisados artigos em duas bases:
scopus e Web of Science considerando tanto revistas quanto conferências, com o foco em artigos
da língua inglesa. Estudos voltados a modelos matemáticos para a explicação do fenômeno não serão considerados para o desenvolvimento teórico deste trabalho, porém, serão inclusos na análise bibliométrica.
1.5 ESTRUTURA
A presente pesquisa está assim organizada: primeiramente, é caracterizada a abordagem do estudo, que consiste na metodologia; na etapa seguinte é analisado o estado da arte, discutindo os principais aspectos da manufatura social e as características que a tornaram viável; no próximo tópico é analisado o estado da prática, com alguns exemplos de casos práticos da manufatura social; por fim, é apresentado o resultado da pesquisa com uma característica comparativa e analítica do estado da arte e o estado da prática; finalmente, são mostradas as conclusões e recomendações para estudos futuros.
2 METODOLOGIA
Neste capítulo são apresentados os métodos para o desenvolvimento da pesquisa, sendo dividido em duas seções: (1) o enquadramento metodológico, onde é classificada a pesquisa científica de acordo com alguns critérios, (2) o procedimento metodológico, no qual serão apresentadas as etapas de projeto adotadas para atingir o objetivo desta pesquisa.
2.1 ENQUADRAMENTO METODOLÓGICO
A pesquisa científica é classificada pela sua natureza, sua abordagem, seus objetivos e seus procedimentos técnicos (SILVA; MENEZES, 2005). Este estudo é de natureza básica estratégica, com abordagem qualitativa e objetivo exploratório. Além disso, serão utilizados procedimentos técnicos da pesquisa bibliográfica. Na Figura 2 ilustra-se o enquadramento metodológico, destacado em azul escuro, deste estudo.
Figura 2 - Enquadramento metodológico
Fonte: Autoria Própria
Quanto a natureza da pesquisa, ela pode ser básica pura, básica estratégica ou aplicada (KINCHESCKI; ALVES; FERNANDES, 2015). A pesquisa aplicada tem por objetivo gerar
Classificação de uma pesquisa científica
Natureza da pesquisa Básica pura Básica estratégica Aplicada Abordagem da pesquisa Quantitativa Qualitativa Mista Objetivos da pesquisa Exploratória Descritiva Explicativa Procedimentos técnicos (I) Bibliográfica Documental Experimental Levantamento Procedimentos técnicos (II) Estudo de caso Expost-facto Pesquisa-ação Participante
conhecimentos para solucionar um problema específico. Além disso, visa a aplicação prática, envolvendo verdades e interesses locais (SILVA; MENEZES, 2005).
Quanto a abordagem da pesquisa, ela pode ser qualitativa, quantitativa ou uma mistura das duas abordagens. A pesquisa qualitativa tem caráter subjetivo, ela não requer o uso de métodos ou técnicas estatísticas, sendo que o ambiente natural é a fonte de coleta de dados e o pesquisador seu elemento chave (SILVA; MENEZES, 2005).
Quanto aos objetivos da pesquisa ela pode ser de cunho exploratório, descritivo ou explicativo. A pesquisa exploratória visa proporcionar uma maior familiaridade com o problema, assumindo geralmente o formato de uma pesquisa bibliográfica ou estudos de caso (SILVA; MENEZES, 2005).
Quanto aos procedimentos utilizados, a pesquisa pode ser classificada como: pesquisa bibliográfica, pesquisa documental, pesquisa experimental, pesquisa de levantamento, estudo de caso, pesquisa expost-facto, pesquisa ação ou pesquisa participante. A pesquisa bibliográfica é utilizada quando o autor se baseia em materiais científicos já publicados e atualmente disponibilizados. É o procedimento mais comum no desenvolvimento de teses de conclusão de curso (SILVA; MENEZES, 2005).
2.2 PROCEDIMENTO METODOLÓGICO
Na Figura 3 ilustra-se o procedimento metodológico que será adotado para o desenvolvimento deste estudo.
Figura 3 - Procedimento Metodológico
Fonte: Autoria Própria
O procedimento metodológico foi dividido em três principais partes. A primeira consiste no primeiro objetivo da pesquisa: o estudo da arte da manufatura social. Inicialmente serão pesquisados e selecionados os artigos que se relacionem com o tema da pesquisa. Após isso, será necessário realizar uma revisão bibliográfica e a análise de conteúdo dos artigos selecionados, com o intuito de descrever e explicar o paradigma relacionado a manufatura social. Por fim, será conduzida uma análise bibliométrica para conseguir identificar os principais termos que se relacionam com a manufatura social. Desta maneira será possível consolidar o conceito da manufatura social.
A segunda parte engloba o estudo da prática desse novo método de produção. Essa etapa depende da análise bibliográfica, pois é necessário que o conceito esteja bem definido antes da análise prática. O primeiro passo é selecionar empresas e/ou casos práticos que utilizam desse novo paradigma de produção. Após isso, será necessário identificar as práticas da manufatura social existentes nos casos selecionados.
A terceira parte consiste no principal objetivo deste estudo, consistindo em duas subetapas: o confronto da teoria com a prática e a identificação de futuras oportunidades acadêmicas e práticas. Ela é dependente do estudo realizado na primeira e na segunda parte, portanto, só será realizada após a finalização delas. Primeiramente, será necessário confrontar o conceito de manufatura social do ponto de vista teórico e prático. Após esse processo, serão identificadas oportunidades acadêmicas e práticas, deixadas como proposta para futuro trabalhos e aplicações.
PARTE 1: Estado da arte PARTE 2: Estado da prática PARTE 3: Comparação
Seleção e pesquisa de artigos Revisão bibliográfica e analise de conteúdo S Seleção de empresas e/ou casos práticos
Identificação das práticas de manufatura
social existentes nas empresas e/ou estudos selecionados S Confronto do conceito de manufatura social do pronto de vista teórico e prático S identificação de oportunidades acadêmicas e práticas a serem exploradas Analise Bibliométrica
2.3 PROCEDIMENTO PARA A ANÁLISE BIBLIOMÉTRICA
2.3.1 Perguntas de pesquisa para a análise bibliométrica
A análise bibliométrica e sistemática é importante para analisar a pesquisa científica existente, assim como ajuda a identificar lacunas de pesquisa ainda não exploradas (BRANDENBURG et al., 2014). Neste estudo, além da análise básica dos artigos, busca-se responder as seguintes questões com a bibliometria:
1. Quais são os principais países e instituições de colaboração e/ou contribuição? 2. Quais são as áreas de aplicação das pesquisas realizadas?
3. Quantos estudos práticos e teóricos foram realizados? 4. Quais são os conceitos mais citados?
5. Quais os tipos de veículos de comunicação científica e a qualidade das publicações?
2.3.2 Seleção de artigos para a análise bibliométrica
Para a busca dos artigos, foi utilizada a seguinte combinação de termos, seguidas do operador booleano “or” (“ou”): “Soci* Manufac*”, “City manufac*” e "Soci* supply chain*". Os artigos foram coletados de bases de dados renomadas, que contém as principais revistas em engenharia, tecnologia e outras áreas da ciência: Scopus (www.scopus.com) e Web of Science (www.webofknowledge.com) (UHLMANN; FRAZZON, 2018). Além disso, foram somente analisados artigos publicados até o final do primeiro semestre de 2019.
Após a busca dos termos citados, as bases foram filtradas de acordo com os filtros mostrados no Quadro 1.
Quadro 1 - Filtro aplicado nas bases de pesquisa
Filtro Aplicado
Base Critério Filtro
Scopus
Tipo de documento
- Artigos
- Artigos de conferência - Revisões
Fonte do artigo - Revistas
- Anais de conferências
Idioma - Inglês
Web of Science Tipo de documento
- Artigos - Conferências
Idioma - Inglês
Fonte: Autoria Própria
Depois da triagem dos documentos, foi realizada a elegibilidade dos mesmos. Para tal, foi analisado o resumo de todos os artigos remanescentes da filtragem e a remoção dos artigos duplicados e, depois foram excluídos apenas os artigos que não se relacionavam com a Manufatura Social.
Na Figura 4 é ilustrada a estrutura utilizada para a análise bibliométrica da literatura, de acordo com o método PRISMA - Prefered reporting items for systematic reviews and
meta-analyses (MOHER et al., 2009), um protocolo estruturado para revisão sistemática de literatura.
Figura 4 - Fluxograma PRISMA
Fonte: Autoria Própria
Id en ti fi ca çã o Tr ia ge m El eg ib ili d ad e In cl u sã o 205 resultados encontrados na Scopus 104 resultados encontrados na Web of Science Filtros na base de dados – resultou em 96 artigos Filtros na base de dados – resultou em 149 artigos Apos removidas as duplicatas – 167 artigos remanescentes Leitura dos resumos para elegibilidade – 167 artigos
Artigos retirados pois não estavam correlacionados com a manufatura social –
113 artigos
54 artigos inclusos na análise qualitativa e quantitativa
Ao fim do processo de seleção, restaram 54 artigos alinhados com a temática e dentro dos critérios de seleção propostos.
2.3.3 A seleção dos dados para a análise bibliométrica
No Quadro 2 são exibidos os dados coletados para as análises quantitativas e qualitativas realizadas.
Quadro 2 - Fonte dos dados para análise sistêmica da literatura
Tipo de Dado Dado Fonte
Informação Básica Autores Ano de Publicação Autores citados
Base de dados
Questão 1 País Instituição Base de dados
Questão 2 Áreas de Pesquisa Classificação da autora Questão 3 Tipos de Pesquisa Classificação da autora Questão 4 Palavras chaves Base de dados
Questão 5 JCR Tipo de publicação Clarivate, 2017 Base de dados Fonte: Autoria Própria
2.4 PROCEDIMENTO PARA A ANÁLISE DO ESTADO DA PRÁTICA
2.4.1 Metodologia adotada para a análise prática
Na Figura 5 é ilustrada a metodologia adotada para o estudo da prática. Ela foi desenvolvida em base das metodologias de pesquisa de Fink (2019) e Krippendorff (2018), porém, adaptada para um estudo de teor empírico. Inicialmente, serão definidas perguntas de pesquisa relevantes para o estudo da prática no contexto da manufatura social. Após isso, serão definidas as fontes de pesquisa, assim como a seleção de modelos e/ou aplicações práticas relevantes. Após isso, será realizada uma breve descrição das empresas selecionadas, para que se possa obter um melhor entendimento de seu funcionamento. Adicionalmente, serão coletados dados dos modelos para que as perguntas de pesquisa sejam respondidas, e então serão mostrados os resultados e serão conduzidas discussões convenientes.
Figura 5 - Metodologia para o estudo da prática
Fonte: Autoria Própria
2.4.2 Perguntas de pesquisa para a análise prática
As seguintes perguntas de pesquisa buscam ser respondidas com o estudo empírico realizado:
1. Qual o nível de participação individual? 2. Qual a classificação de sua cadeia de valor?
3. Em qual fase da manufatura social a empresa se encontra?
2.4.3 Fontes de pesquisa para a análise prática
Para a seleção dos modelos foram realizadas pesquisas em materiais secundários disponibilizados na internet, assim como a análise de modelos e/ou aplicações práticas descritos em artigos acadêmicos já publicados.
2.4.4 Modelos selecionados para a análise prática
Os modelos foram, inicialmente, selecionados pesquisando as palavras-chave, tanto em inglês como em português, na ferramenta de busca Google (www.google.com). Foram pesquisados termos como: “customer co-production”, “collaboration between customer and company”, “prosumer participation”, “customer co-creation”, entre outros. Adicionalmente, foram analisadas empresas já estudadas por outros artigos acadêmicos ou com modelos de negócios semelhantes. No Quadro 3 são descritas, brevemente, as empresas escolhidas para o estudo prático. Resultados e discussões Definir perguntas de pesquisa para a avaliação da prática
1 Definir fontes de pesquisa
Seleção de modelos e/ou aplicações
práticas
Coleta de dados dos modelos e/ou aplicações práticas selecionadas 2 3 4 6 Descrição dos modelos e/ou aplicações práticas selecionadas 5
Quadro 3 - Empresas escolhidas para o estudo prático
Logo Nome da empresa Descrição Site (www.)
Makexyz Serviço de impressão
3D sob demanda. makexyz.com
MADE.COM
Projeta, produz e comercializa móveis e objetos para o lar.
made.com
Fabbly
Compra e venda de arquivos para impressão 3D. fabbly.com Quirky Produz e comercializa produtos inventados pelos próprios consumidores. quirky.com
SeeedStudio Manufatura como
serviço. seeedstudio.com Shapeways Serviço de impressão
3D sob demanda. shapeways.com
Lego
Projeta, produz e comercializa brinquedos modulares.
ideas.lego.com
Bow & Drape
Projeta, produz e comercializa roupas customizáveis. bowanddrape.com Ministry of Supply Projeta, produz e comercializa roupas tricotadas em uma máquina de impressão 3D. ministryofsupply.com
Fonte: Autoria Própria
2.4.5 Coleta de dados para a análise prática
No Quadro 4 é ilustrada a busca da fonte de dados, a qual baseou-se na interpretação dos conteúdos pesquisados, dos quais foram extraídos os dados e informações necessárias para responderem as perguntas de pesquisa do estudo prático.
Quadro 4 - Dados levantados para o estudo prático
Dado Fonte
Informação Básica Nome Ramo Localização
Questão 1 Participação individual na cadeia de valor Questão 2 Termos sob contexto da
manufatura social
Questão 3 Termos e fases da manufatura social Fonte: Autoria Própria
3 ESTADO DA ARTE
Para a definição do estado da arte foi realizada uma revisão bibliográfica acompanhada pela bibliometria da literatura. Para a revisão, foi discorrido sobre os seguintes tópicos: Indústria 4.0, transformação no modelo do negócio, transformação nas tecnologias de manufatura, e manufatura social.
3.1 INDUSTRIA 4.0
As três primeiras revoluções industriais levaram a mudança de paradigma no domínio da manufatura, cujas tecnologias disruptivas foram a principal causa das transformações na forma de produção: mecanização utilizando água e máquinas a vapor, produção em massa em linhas de produção e a automação utilizando a tecnologia da informação (THOBEN; WIESNER; WUEST, 2017). A quarta revolução industrial é caracterizada pela introdução de tecnologia que possibilita processos extremamente flexíveis, permitindo uma produção em massa individualizada (THOBEN; WIESNER; WUEST, 2017).
A seguir são apresentados os principais conceitos que derivam da manufatura 4.0 (ZHONG et al., 2017):
• Intelligent Manufacturing: Também conhecida como Smart Manufacturing, representa um conceito amplo de manufatura, cujo principal objetivo é a otimização da produção pela utilização de informações e tecnologias avançadas (KUSIAK, 2019);
• IoT enabled manufacturing: Refere-se a um princípio avançado no qual recursos típicos da produção são convertidos em recursos inteligentes de manufatura (smart manufacturing objects - SMOs), que conseguem sentir, interconectar-se e interagir uns com os outros para desenvolver a uma manufatura automática e adaptativa (DING; JIANG; SU, 2018);
• Cloud Manufacturing: Refere-se a um modelo de manufatura avançada sob suporte de cloud computing, Internet of Things, virtualization e service-oriented
tecnology, os quais possibilitam que um recurso de manufatura seja compartilhado
(LI et al., 2010).
Na Alemanha surgiu o programa Indústria 4.0 (I4.0): A produção industrial do futuro será caracterizada por uma grande individualização de produtos sob condições de produção
altamente flexível, com integração extensiva de clientes e parceiros de produção em negócios e processos de adição de valor e, além disso, o link da produção e serviços de alta qualidade, os quais serão chamados de produtos híbridos (DAVIS et al., 2012).
A indústria 4.0 implica em uma rede de comunicação complexa existente entre diversas empresas. Cada área organizacional otimiza sua configuração em tempo real dependendo da demanda e do status das seções associadas na rede. Adicionalmente, a rede de negócios é influenciada por cada uma das seções cooperativas que a compõem, a qual tende a alcançar um status de auto-organização para transmitir respostas em tempo real. Além disso, na esfera financeira, gera um maior lucro para todas as seções cooperativas envolvidas com recursos compartilhados limitados (CARVALHO et al., 2018).
Na Figura 6 é representada a composição geral da indústria 4.0:
• Digitalização e integração das cadeias de valor, horizontalmente (para alcançar uma integração de recursos visando uma cooperação contínua entre empresas) e verticalmente (visando uma produção mais customizada);
• Digitalização da oferta de produtos e serviços; • Modelos de negócios inovadores digitais.
Figura 6 - Composição geral da indústria 4.0
Fonte: Adaptado de (CARVALHO et al., 2018)
Digitalização e integração de cadeias de valor verticais e horizontais Digitalização da oferta de produtos e serviços Modelo de negócios inovadores digitais 1 2 3 Conexão e Colaboração
Dados e Analytics como competência-chave
Porém, para possibilitar a flexibilização dos processos, é necessário que elementos, como máquinas e computadores, consigam compartilhar informação entre si e, além disso, controlar uns aos outros de maneira autônoma (ZHONG et al., 2017). Atualmente máquinas são controladas por programas de computadores inteligentes em vez de operários (KUSIAK, 2018), esse sistema de integração inteligente é ser chamado de sistema ciber-físico (Cyber
Physical System - CPS) (MCFARLANE et al., 2003). CPS pode ser vistos como o “sistema
dos sistemas” o qual requer colaboração de diferentes disciplinas (KUSIAK, 2019).
O conceito de internet das coisas foca na integração dos aspectos físicos da manufatura com o ciberespaço dos sistemas ciber-físicos (CPS). De acordo com o instituto nacional de normas e tecnologia (National Institute of Standarts and Technology - NIST), a manufatura inteligente é totalmente integrável, colaborativa e responderá em tempo real às mudanças na demanda e condições na fábrica. Ela integrará a manufatura com sensores, plataformas de computador, tecnologia da comunicação, modelos de dados intensos, controle, simulação e engenharia preditiva (KUSIAK, 2018).
A tendência da indústria 4.0 é se expandir naturalmente para áreas não tradicionais, isso quer dizer, fora do eixo indústria, como a saúde e a biomanufatura, focando na remanufatura e reciclagem (linha de desmontagem). Adicionalmente, o principal desafio para o futuro será aceitar as novas realidades e mudanças na manufatura. Haverá uma conversão de recursos de chão de fábrica, conhecidos como blue-collar workers, para recursos com mais conhecimento e treinamento, chamados de white-collar workers (KUSIAK, 2018).
3.2 A TRANSFORMAÇÃO NO MODELO DO NEGÓCIO
Desde o começo do novo milênio, o aumento do acesso à internet e a disponibilização de ferramentas digitais fizeram com que processos produtivos se tornassem mais acessíveis para indivíduos privados (RAYNA; STRIUKOVA, 2016). Essas mudanças têm introduzido novas oportunidades importantes para a fabricação em colaboração com participantes privados ativos (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018), os quais podem ser melhor definidos como
prosumers.
Nesse contexto, foram identificados conceitos normalmente utilizados no contexto da produção compartilhada: distributed manufacturing, mass customization, personalization, peer
production, prosumption, fabbing, personal fabrication e fab labs (KOHTALA, 2015).
outros três termos relevantes para este assunto: sharing economy, collaborative consumption e
crowdsourcing (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018).
Na Figura 7 é mostrada a classificação dos principais termos em três diferentes categorias, proposta por (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018): (1) o Eixo horizontal representa a participação individual na concepção dos produtos, (2) o Eixo vertical ilustra a participação individual no design dos produtos e (3) a cor destaca a participação individual na fabricação dos produtos. Percebe-se que Personal Fabrication e Prosumption idealiza a Manufatura Social, devido a total participação do consumidor nos processos produtivos, desde a concepção até a fabricação. Peer Production também pode ser considerada como idealizadora, porém, apresenta uma participação parcial na concepção do produto.
Crowdsourcing, Platform Economy, Open Innovation e Sharing Economy tem parcial
participação em ambas concepção e design, porém há variedade na participação na fabricação. Por outro lado, Personalization e Co-creation apresentam praticamente pouca participação do cliente com exceção do design e da fabricação, respectivamente, que apresentam participação parcial. Por fim, Mass Customizaton e Distributed Manufacturing apresenta uma mínima participação do cliente em todas as etapas produtivas.
Figura 7 - Diferentes conceitos no contexto da manufatura social
Fonte: Adaptado de (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018)
As metodologias citadas anteriormente serão brevemente descritas abaixo, conforme revisão realizada por Hamalainen, Mohajeri e Nyberg (2018).
Pa rt ic ip aç ão n o D e si gn Po u ca Pa rc ia l P ri n ci p al Participação na Concepção
Pouca Parcial Principal
Personal Fabrication Prosumption Peer production Sharing economy Platform economy Crowd-sourcing Open innovation Personalization Mass Customization Co-creation Distributed Manufacturing Participação na Fabricação Principal Parcial Pouca
• Personal Fabrication (Fabbing): Significa a habilidade de um indivíduo produzir seus próprios produtos, em casa ou em um workshop, ou usando maquinários. Desta maneira, esse tipo de fabricação pode revolucionar a manufatura, assim como computadores pessoas fizeram com o processamento de informação, e desafia o modelo convencional da produção em massa, baseada na economia de escala (GERSHENFELD, 2008). Deste termo surgem também os Fab Labs, facilidades de acesso livre e aberto que são equipadas com máquinas para todas as fases do desenvolvimento tecnológico, incluindo design, fabricação, teste, monitoração, análise e documentação, a meta é conseguir possibilitar a Personal
Fabrication (MIKHAK et al., 2002);
• Prosumption: Significa que as pessoas são as responsáveis por produzir os bens e serviços que eles ou suas famílias consomem. Isso pode incluir uma variedade de atividades, como serviços de saúde, grupos de suporte de peers, e produção de comida (TOFFLER, 1980);
• Peer Production (P2P): É um modo de organizar a produção em uma rede de informação econômica sem depender de mercados, hierarquias gerenciais, ou contratos. O exemplo mais estabelecido de Peer Production é o software open
source (BENKLER, 2006). Muitas dessas plataformas têm o principal foco em
compartilhar conteúdos de softwares e vídeos, geralmente violando as leis de direitos autorais. Da mesma maneira, as plataformas também provaram seu poder por organizar rapidamente grandes grupos de pessoas para apoiar direitos humanos e democracia, independentemente da localização geográfica (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018);
• Crowdsourcing: Rápido progresso em tecnologia de informação e comunicação providencia uma oportunidade para acessar recursos coletivos e distribuídos que são disseminados na “crowd” (CHANAL; CARON-FASAN, 2008). Essa mudança levou ao nascimento de um novo paradigma chamado “crowdsourcing”.
Crowdsourcing significa realizar o outsourcing de uma tarefa específica para uma
multidão por meio de uma chamada aberta para um network de pessoas, geralmente grande (HOWE, 2006). Um exemplo bastante conhecido de
Crowdsourcing é a Wikipedia;
• Platform Economy: é um termo utilizado para descrever novos modelos de negócios colaborativos. A plataforma é definida como um framework que permite
que colaboradores (usuários, peers, fornecedores), realizem uma gama de atividades, desenvolvendo ecossistemas de criação e captura de valor (KENNEY; ZYSMAN, 2015). O que é específico da Platform Economy é que ela enfatiza atividades com fins lucrativos e a centralidade da plataforma. O termo é praticamente novo e ainda não é muito utilizado na literatura (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018);
• Open Innovation: É um novo paradigma de gestão e inovação. Esse conceito vê o sistema de inovação de uma empresa como um sistema aberto (CHESBROUGH, 2003), tentando retornar ao modelo de inovação que existia no final do século XIX, onde existia um mercado rico e diverso para tecnologia e laboratórios externos orientados a pesquisa e desenvolvimento (MOWERY, 2009). Open
innovation também pode contar com user innovation e crowdsourcing para novas
ideias e input para aumentar a qualidade e a variedade dos modelos já existentes (HUIZINGH, 2011). Além disso, há duas principais vantagens desse modelo: usuários podem contribuir diretamente a ideias e podem oferecer inputs para realçar a qualidade e a variedade de produtos de uma empresa; ele pode criar um efeito positivo de network para produtos e serviços de empresas (ARTHUR, 1994), ou seja, quantos mais usuários para um produto, maior o valor percebido para os outros futuros usuários. Um exemplo é o Facebook que organiza
hackatons, uma maratona de programação, entre seus funcionários para
levantamento de soluções inovadoras de problemas;
• Sharing Economy: Nesse modelo econômico, indivíduos podem emprestar ou alugar ativos ou serviços providenciados por outros indivíduos (HAMARI; SJÖKLINT; UKKONEN, 2016). Esse conceito surgiu com grande rapidez, devido a proliferação de tecnologias sociais facilitadoras, junto com o crescente senso de urgência em se tratando da poluição, pobreza e o esgotamento dos recursos naturais. Além disso, sharing economy refere-se a bens e serviços que não são totalmente online, isso quer dizer, que tem alguma dimensão física atrelada. Alguns exemplos de empresas são o Uber e o AirBnB que desafiam e corrompem modelos tradicionais de negócios (CHENG, 2016);
• Personalization: é um processo de cocriação do consumidor e pode ser considerado uma extensão da customização em massa (TSENG; HU, 2014). Enquanto a customização em massa consiste em dois termos “escolher e comprar”, personalização consiste em três “personalizar, escolher e comprar”
(HU, 2013). A personalização tenta aumentar a relevância pessoal no produto fazendo a participação do consumidor mais proativa e extensiva do que a customização em massa, dessa maneira, consumidores colaboram juntamente com designers para desenvolver produtos que satisfazem seus requisitos (TSENG; HU, 2014). Porém, mesmo que consumidores tenham um papel mais significante no processo de design, o processo final ainda é responsabilidade dos profissionais trabalhando para a empresa (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018); • Co-creation: Significa a cooperação ativa entre empresas e consumidores. Do
ponto de vista do consumidor, essa cooperação não se trata da modificação física de produtos, mas sim sobre modificar experiências com esses produtos e serviços (HAMALAINEN; MOHAJERI; NYBERG, 2018). Co-creation é claramente um termo centrado na empresa (firm-centric). Ele lida, essencialmente, com a estratégica ótima de resposta que uma corporação deve adquirir quando lidando com uma classe nova e criativa de consumidores, chamados de prosumers (ZWICK; BONSU; DARMODY, 2008);
• Mass Customization: A customização em massa, ou Mass Customization, é uma solução que tem por principal objetivo combinar os melhores elementos da produção customizada e produção em massa, propondo uma solução intermediária. Há uma oferta de produtos únicos em ambientes de produção de baixo custo e alto volume (RADDER; LOUW, 1999). Porém, a customização em massa, assim como outros modelos, pode acarretar problemas como: dificuldade de planejar a produção e prever a demanda, sendo muito provável que uma parte da produção não seja vendida, e, portanto, desperdiçada (FREUND; PIOTROWSKI, 2005). As atuais tecnologias de manufatura flexíveis têm apoiado a customização em massa (FOGLIATTO; DA SILVEIRA; BORENSTEIN, 2012). Além disso, é de extrema importância o desenvolvimento e a utilização dessas tecnologias, pois permitem maior integração do cliente nos processos da empresa (PILLER; MOESLEIN; STOTKO, 2004). Porém, mesmo nesse modelo, o cliente continua fazendo um papel mais passivo, podendo escolher apenas por seleções pré-definidas, ou seja, a empresa ainda é a responsável por decidir as variáveis e as especificações do produto (FOGLIATTO; DA SILVEIRA; BORENSTEIN, 2012). Um exemplo de Mass Customization é a Nike que criou
uma marca chamada NikeID onde o consumidor pode adquirir um tênis auto personalizado, selecionando características pré-definidas;
• Distributed Manufacturing: É um termo firm-centric voltado a operação de uma única empresa (WINDT, 2014). Do ponto de vista de engenharia, o termo
Distributed Production é um sinônimo para Distributed Manufacturing, o qual
pode ser interpretado de duas maneiras distintas. A primeira, referindo-se a uma empresa que utiliza localizações de manufaturas dispersas, e, a segunda, se referindo a sistemas inteligentes de manufatura que focam no controle interno (WINDT, 2014). No último caso, o sistema pode residir em uma única fábrica (KÜHNLE, 2009), consistindo em uma rede de elementos de processamento autônomos, cuja capacidade de reconfiguração é dinâmica e rápida (LIMA; SOUSA; MARTINS, 2006).
3.3 A TRANSFORMAÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE MANUFATURA
A utilização da análise de dados para a melhoria do desempenho de sistemas de manufatura vem sendo muito discutida na literatura atual. Os sistemas avançados de manufatura, equipados com diversos sensores, facilitam a coleta de uma grande quantidade de dados, conhecida como “big data”, e providenciam oportunidades para otimizar a performance de processos da manufatura. Junto com a coleta de dados, é essencial a representação visual destes dados para que eles consigam apoiar o executivo em seu processo de tomada de decisão. Conforme ilustrado na Figura 8, pode-se definir três principais vertentes de pesquisa no tópico de tecnologias de Big Data: coleta de dados e tecnologias de segurança, análise de dados, técnicas de tomada de decisão (ESMAEILIAN; BEHDAD; WANG, 2016).
Figura 8 - Vertentes de pesquisa da Big Data
Fonte: Adaptado de (ESMAEILIAN; BEHDAD; WANG, 2016)
1 Coleta de dados 2 3
e tecnologias de segurança
Análise de dados Técnicas de
tomada de decisão
Sistemas de código de barra, sensores, CPS,
social network, etc.
Análise de dados, data mining, integração de
dados, etc.
Visualização de dados, controle de processos
Além disso, Big Data está entre as principais ferramentas que possibilitaram o desenvolvimento de seis principais paradigmas da manufatura: smart manufacturing, cloud
manufacturing, social manufacturing, knowledge driven manufacturing, responsive manufacturing e cyber-physical based manufacturing (ESMAEILIAN; BEHDAD; WANG,
2016).
Os paradigmas envolvidos dentro dessa nova revolução podem ser agrupados em duas principais categorias: mass customization (customização em massa) e mass personalization (personalização em massa). A manufatura em massa tradicional limita a variedade de produtos que podem ser produzidos, porém técnicas emergentes de smart manufacturing e manufatura aditiva fazem uma grande diferença para esta limitação (YAO; LIN, 2016).
Smart manufacturing pode coletar informação atualizada de objetos físicos e processos
por meio da internet das coisas (IoT) ou CPS, aumentando a produtividade e a flexibilidade do processo, fazendo com que o consumidor possa escolher e contribuir para os atributos que mais os interessam (YAO; LIN, 2016). Com o surgimento da impressão 3D, a personalização se tornou uma estratégia promissora que faz o market-of-one uma realidade (YAO; LIN, 2016). Por meio da tecnologia de network, crowdsourcing e impressão 3D, uma “crowd” dinamicamente conectada pode participar de diversos processos da vida de um produto, auxiliando, assim, no design de produtos personalizados (XIONG et al., 2018). Além disso, a introdução da internet das coisas (IoT) no ambiente fabril, intrínseco no contexto da nova revolução industrial, desenvolve uma manufatura que é caracterizada por sua flexibilidade, adaptabilidade, eficiência, tomadas de decisões otimizadas, customização, ergonomia, assim como a integração de consumidores e parceiros em processos de business e valor com base em sistemas ciber-físicos (YAO; LIN, 2016).
Os sistemas ciberfísicos (cyber-physical systems – CPS) promovem a conexão e a comunicação entre componentes do software, partes mecânicas e elétricas por meio de infraestrutura de dados com cabo, ou sem cabo (wireless), como a internet. Por meio da tecnologia do CPS, é possível monitorar sistemas de produção para criar um sistema de produção ciberfísico (CPPS) (WAIBEL et al., 2017). Outros novos conceitos foram surgindo como a Enterprise 2.0 definido como a utilização de plataformas de software entre empresas ou entre empresas e seus parceiros ou consumidores (YAO; LIN, 2016) e o Wikinomics, que representa a nova era de colaboração e participação (WILLIAMS; TAPSCOTT, 2011). Ao juntar os CPS com Enterprise 2.0, Crowdsourcing, Peer production, Wikinomics, e as mídias sociais, possibilita-se o desenvolvimento de uma dimensão social na manufatura. Desta forma,
surgem os sistemas sócio-ciber-físicos (socio-cyber-physical systems – SCPS) (YAO; LIN, 2016).
Na Figura 9 é mostrado um framework desenvolvidopara descrever a manufatura SCPS com uma perspectiva organizacional. O framework proposto integra os sistemas sociais, ciber e físico como um único e permite que os produtores, consumidores e usuários colaborarem efetivamente no design e desenvolvimento de produtos. Então, os projetos são transformados em produtos por meio da manufatura aditiva ou da manufatura inteligente (smart
manufacturing). Mesmo o CPS sendo utilizado na manufatura, ele é insuficiente para sistemas
de manufatura sócio-técnicos. sendo necessário achar uma maneira de combinar o sistema social para desenvolver o SCPS (YAO; LIN, 2016).
Conforme o descrito na Figura 9, o mundo físico é composto de objetos do próprio mundo físico, como sinais, hardwares e tokens físicos, e objetos empíricos, como canal de informação, barulho e eficiência. Assim compondo o básico de uma manufatura, seu sistema físico, como máquinas. Para formar o sistema ciber-físico é necessário unir o mundo físico ao ciber mundo. Este último é composto de objetos sintáticos, como dados, e semânticos, como significado e validação. Desta maneira, o mundo físico da fábrica é conectado ao mundo dos dados, entrando na manufatura 4.0. Já quando unido com o mundo social, composto de elementos pragmáticos humanos, como intensões e comunicação, e elementos do mundo social, como leis e crenças, forma-se o sistema sócio-ciber-físico, o qual compõem a manufatura social.
Figura 9 - Framework para a manufatura SCPS
Fonte: Adaptado de (YAO; LIN, 2016)
3.4 O ESTADO DA ARTE DA MANUFATURA SOCIAL
A manufatura social é baseada em serviços de manufatura socializada em massa e auto organizada, e orientada a serviços. Ela foca em realizar integração proativa de recursos durante
Mundo Físico Ciber Mundo Mundo Social
Mundo Físico:
Sinais, hardware, tokens físicos, etc.
Empírico: Canal de informação, barulho, eficiência, etc. Sintático: Estrutura, dados, etc. Semântica: Significado, validação, verdade, etc. Pragmático: intensões, comunicação, conversação, etc. Mundo social: Contatos, leis, crenças, cultura, etc. Sistema ciber-físico (CPS) ex: manufatura aditiva
o ciclo de vida de um produto (JIANG; LENG, 2017). Essa integração de recursos descentralizados ocorre por meio de interconexões ciber-físicas-sociais por meio de redes de informações e da internet das coisas (XIAO et al., 2019).
3.4.1 Elementos chaves da manufatura social
Alguns elementos chaves precisam ser esclarecidos para melhor entendimento da manufatura social:
• Prosumer é um consumidor proativo que participa da manufatura, apresentando um papel duplo de produtor e consumidor (RITZER; DEAN; JURGENSON, 2012). A manufatura social possibilita que os prosumers infiltrem em atividades que fazem parte do ciclo de vida do produto. Idealmente, todos os participantes envolvidos em um ambiente de manufatura social são prosumers, ao invés de somente consumidores ou produtores;
• Um espaço ciber-físico-social envolve inteligências humanas e organizações sociais que possibilitam interações sociais e conexões orgânicas entre prosumers e recursos sociais para que produtos e serviços individuais possam ser cocriados (DING; JIANG, 2016);
• A interação social é um processo cognitivo de diferença individual pelo qual
prosumers podem agir e reagir uns com os outros, caracterizado por requisitos ou
preferências individuais. Sendo um pré-requisito claro e fundamental para estabelecer e manter relacionamento entre prosumers (JIANG; LENG, 2017; LENG; JIANG, 2016);
• O relacionamento com o consumidor é a realidade da colaboração interativa entre eles, resultante da combinação entre demandas e capacidades de fabricação (DING et al., 2016; LENG; JIANG; DING, 2014; LENG; JIANG; ZHENG, 2017);
• A comunidade da manufatura social é uma unidade dinâmica de prosumers inter-relacionados que são unidos pelo interesse ou objetivo comum de fazer um produto ou serviço individualizado. Dessa maneira, para encontrar um requisito funcional ou experiência de performance. A comunidade vai evoluir para ter relações auto adaptadas entre prosumers, para alcançar um ecossistema auto
organizado (CAO; JIANG, 2012; DING et al., 2016; DING; JIANG; ZHANG, 2013);
• O contexto social da manufatura social é considerado ao mesmo tempo o meio, o resultado da interação social e o evento histórico operacional. Usando técnicas de análise adequadas é uma fonte de crescimento da comunidade e dos participantes, assim, como um ponto de início para conhecimentos sob tomada de decisão, como melhorar o desempenho ou a produtividade do produto (DING; JIANG, 2016; JIANG; LENG, 2017; LENG; JIANG, 2016).
3.4.2 Características do sistema da manufatura social
Em um sistema social de manufatura, a comunidade consiste em um grande número de prosumers que tem interesses e atividades compartilhadas. Diferentes usuários podem fazer o outsource ou o insource de uma atividade de acordo com suas necessidades ou capacidades, e, consequentemente, de um ambiente de manufatura virtual para completar essa atividade sob o suporte da computação social. Os prosumers são auto organizados como um diferente tipo de comunidade manufatureira (JIANG; LENG, 2017), reconhecida como um sistema autônomo complexo e dinâmico (XIAO et al., 2019), de acordo com a relação de outsourcing ou
crowdsourcing (JIANG; LENG, 2017).
O termo manufatura social descreve o fenômeno de participação compartilhada entre empresas e indivíduos na produção de bens de consumo. Porém, ainda não há uma definição estabelecida de como esse compartilhamento ocorre. O termo já foi descrito por diversos autores, os quais adotaram duas principais visões, chamadas de: firm-centric, ou institucional, e individual-centric, ou difusa (HAMALAINEN; KARJALAINEN, 2017). A visão institucional é baseada em baixa participação individual e engloba termos como: Distributed
Manufacturing, Mass Customization e Personalization. Já a difusa caracteriza um método mais
radical e inovadores de produção que é encaminhado por prosumers, englobando termos como:
peer-to-peer production, fabbing e personal fabrication. Essa distinção sugere diferentes níveis
de participação individual no processo produtivo como um todo (HIRSCHER; NIINIMAKI; ARMSTRONG, 2018).
Na era da manufatura social, a criatividade coordenada da comunidade comum pode ser estimulada com a ajuda de plataformas da manufatura social e as novas organizações não-hierárquicas emergentes. A crescente economia global em rede está forçando empresas e nações a pensar além de conceitos de cadeia de suprimentos tradicionais, e ver seu ambiente como um
