ARTIGO - GESTÃO DO PRODUTO
APLICAÇÃO DO PROJETO INFORMACIONAL NO DESENVOLVIMENTO DE UMA BICICLETA ELÉTRICA ESTILO VINTAGE
NILTON SADI FREITAS DE BITENCOURT, GABRIEL TRINDADE DOS SANTOS, ADRIANO PINTO DE FREITAS, VINÍCIUS FONTELA FACCIN Resumo: O processo de desenvolvimento de produto é caracterizado por uma sequência de etapas e procedimentos metodológicos que auxiliam na definição dos parâmetros iniciais que o produto deverá ter. O objetivo deste trabalho é descrever a aplicação da base conceitual-teórica da fase do Projeto Informacional no projeto e construção de uma Bicicleta Elétrica estilo clássico, tendo como intuito obter ao final da fase, as especificações de projeto e servir como objeto de estudo para os futuros alunos do componente curricular Engenharia do Produto do curso de Engenharia de Produção, da Universidade Federal do Pampa. Para tanto foi utilizada a metodologia de modelo consensual forjada e estudada no Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos (NeDIP) do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina.
Palavras-chave: Desenvolvimento de Produto, Projeto Informacional, Bicicleta Elétrica.
1. Introdução
A Gestão de desenvolvimento de produtos e a constante evolução da tecnologia têm sido cada vez mais importantes no cenário competitivo das organizações, especialmente no que diz respeito à inserção de novos produtos no mercado buscando, atender as necessidades dos consumidores. De acordo com Roozenburg e Eekels (1995), o projeto de um produto deve ser estabelecido como um processo mental orientado, pelo qual problemas são traçados e analisados, objetivos são definidos, propostas de solução são ajustadas e a qualidade dessas soluções são medidas.
Dentre as diversas etapas para a elaboração do projeto de produto, a primeira a ser considerada de acordo com a vasta gama de metodologias propostas pela literatura acadêmica, é a fase do projeto informacional. Nesta fase, são estabelecidas as especificações do produto (projeto), ou seja, as características que o mesmo deverá assumir nas fases posteriores do projeto. Para Rosenfeld et al. (2006) entre os resultados do projeto informacional estão: especificações-meta, necessidades dos clientes, requisitos do produto além de informações adicionais qualitativas obtidas junto ao cliente e a pesquisa de produtos similares no mercado.
Neste contexto, o projeto, produção e inserção de produtos que venham estabelecer e melhorar atributos como a qualidade de vida e a mobilidade urbana na sociedade é determinante, como o uso das Bicicletas Elétricas (e-bikes). A bicicleta elétrica possui diversas vantagens à medida que representa a aplicação clara da criatividade e inovação, um veículo de transporte diferenciado, ecologicamente correto e com um custo benefício na maioria das vezes satisfatório.
O presente trabalho tem por objetivo apresentar o projeto informacional de uma Bicicleta Elétrica estilo Vintage (Retrô), que se encontra em fase inicial de desenvolvimento pelos alunos e professores do componente curricular Engenharia do Produto do curso de Engenharia de Produção, da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA). A construção do protótipo do produto está prevista para ser realizada no segundo semestre de 2016, utilizando a estrutura do Laboratório de Fabricação do curso, o reaproveitamento e compra de materiais de bicicletas antigas e o cumprimento da legislação vigente no Brasil para este tipo de veículo motorizado.
2. Referencial Teórico
2.1. Processo de desenvolvimento de produtos
No cenário globalizado do atual mercado, a busca por atender e superar as expectativas dos clientes por meio de suas necessidades, esta cada vez mais acentuada, seja na produção de bens ou serviços. Projetar novos produtos e lançá-los ao mercado de maneira eficaz, de acordo com Chase (2006), é o desafio enfrentado diariamente pelas empresas dos mais diversos setores. A grande vantagem competitiva em relação aos concorrentes em tempos de crise é a inovação. Segundo Carvalho (2009), inovação refere-se a uma melhoria nas características funcionais do produto adaptando a tecnologia existente aos novos conhecimentos gerados pelo perfil dos clientes que o mercado possui.
Para Amaral, et al (2006) o desenvolvimento de um produto trata-se de um processo de negócio compreendendo desde a ideia inicial e o levantamento de informações do mercado até a homologação final do produto, do processo e a transmissão das informações sobre o projeto e o produto para todas as áreas funcionais da empresa. Existem variadas metodologias para o auxílio e o entendimento de todo o processo de projeto de produto, entretanto a grande maioria destas trabalha com o consenso que o projeto de produto engloba as fases de: Projeto Informacional, Projeto Conceitual e Projeto Detalhado.
2.2. Projeto informacional
A existência de vários modelos metodológicos para as fases de desenvolvimento de produto disponível na literatura técnica-acadêmica é um fator positivo no que diz respeito à busca da
qualidade e na redução de custos para as organizações. O projeto informacional consiste na análise e pesquisa detalhada do problema do produto a ser criado, buscando-se todas as informações necessárias ao seu pleno entendimento. De acordo com a visão de Roozenburg e Eekels (1995) o resultado do produto obtido ao final da fase do projeto informacional são as especificações do projeto, que é uma lista de objetivos que o produto projetado deverá atender. Já para Reis (2003) é na fase do projeto informacional que o produto evolui de uma análise detalhada dos requisitos a serem obedecidos até se chegar as especificações iniciais de projeto. Ainda segundo Reis (2003) durante o processo de obtenção dos parâmetros para a fase, é preciso identificar as necessidades dos clientes do projeto e transformá-las em informações úteis ao mesmo.
2.3. Bicicleta elétrica
A bicicleta é um meio de locomoção que ao longo do tempo vem ganhando cada vez mais destaque na sociedade, sendo um veículo barato, versátil e ideal para pequenos deslocamentos. No entanto, para percursos mais extensos que representa cansaço ao ciclista, surgiu a alternativa de adaptar a bicicleta convencional à tecnologia atual. Deste modo, surgiram as bicicletas elétricas que tem como objetivo, percorrer maiores distâncias com um menor esforço e ainda por cima contribuir para o desenvolvimento sustentável.
Em geral as e-bikes, podem ser compostas por diversos componentes, destacando-se três elementos essenciais: o motor elétrico, que permite auxiliar o utilizador na tração da bicicleta elétrica quando solicitado; as baterias, que fornecem a energia elétrica para alimentação do motor e o controlador do motor. A e-bike representa também um novo conceito rumo à mobilidade urbana nas grandes metrópoles, utilizando a capacidade de inovação e criatividade que a era tecnológica nos proporciona. De acordo com Araújo (2012), a primeira bicicleta elétrica patenteada remonta ao ano de 1895, nos Estados Unidos. Esta bicicleta elétrica apresentava um motor de corrente contínua de seis polos no interior do cubo da roda traseira e uma bateria de 10 Volts.
Com o passar dos anos surgiram novos projetos e patentes para as bicicletas elétricas, no entanto a maior evolução deu-se a partir década de 90, através do desenvolvimento da eletrônica de potência na área dos controladores de motores, sensores e das baterias. A evolução nas baterias, com maior capacidade de armazenamento de energia, autonomia e um menor custo na sua aquisição impulsionaram o mercado e as vendas pelo mundo.
2.4. Mobilidade urbana, sustentabilidade e inovação
As condições de mobilidade urbana atualmente existente no Brasil interferem diretamente na vida da sociedade, e merece grande ênfase. O trânsito, a infraestrutura como um todo e o
tempo de deslocamento dos usuários de automóveis em horários de pico, além da emissão de gases nocivos ao meio ambiente, gera discussões acerca dos impactos negativos na saúde e na qualidade de vida da população. Para minimizar tais impactos, o investimento em meios de transporte sustentável é uma importante alternativa para flexibilizar o trânsito e buscar o equilíbrio entre o meio ambiente e o homem.
A inovação tecnológica e o empreendedorismo mostram-se saídas promissoras para a criação de meios de transporte como, por exemplo, elétricos, com o intuito de atrair usuários que possam adquirir um produto sustentável e ao mesmo tempo sentir-se satisfeito com o estilo e a funcionalidade do mesmo. Segundo Carvalho et al. (2011) a inovação está associada a inserção com sucesso de um produto/serviço que até então não existia ou que contém algum aperfeiçoamento de um padrão em vigor, em outras palavras, é a capacidade da empresa identificar uma oportunidade e estabelecer uma situação de monopólio temporário ao criar um novo mercado para seus produtos. Neste contexto, a utilização da bicicleta elétrica é um diferencial no segmento de veículos robustos, pois, trata-se de um veículo ágil, econômico que não utiliza combustível fóssil, consequentemente, não emite substâncias poluentes, uma vez que é movida por um motor elétrico alimentado por bateria com baixo consumo de energia elétrica, fazendo uso, portanto, de energia limpa.
3. Procedimento Metodológico
A metodologia empregada para este trabalho baseia-se no modelo consensual de projeto de produto adaptado de Romano (2003) e Back et al. (2008) , utilizada pelo Núcleo Integrado de Desenvolvimento de Produtos (NeDIP) da Universidade Federal de Santa Catarina (Figura 1). Figura 1 – Metodologia de projeto adotada
Fonte: NeDIP (2016)
Os resultados gerados no projeto informacional com base no modelo consensual permitiram obter os seguintes dados: informações iniciais sobre o produto (características e legislação), ciclo de vida do produto, identificação dos clientes ao longo do ciclo de vida, necessidades dos clientes do projeto, requisitos dos clientes, requisitos do produto e por fim as especificações do produto. Em síntese o projeto informacional transformou o problema
abstrato de projeto em informações técnicas que darão suporte as demais fases de desenvolvimento de produto para a elaboração de sua concepção física.
4. Resultados
4.1. Logomarca identificadora do produto
Apesar de não estar prevista na metodologia, a criação de uma logomarca é fundamental para a identificação do produto frente aos seus clientes. Sendo assim, utilizando o software de desenho gráfico CorelDRAW a equipe de projeto através de reuniões e discussões elaborou o símbolo do produto (Figura 2) que irá ser inserido na estrutura do mesmo após a finalização da construção do protótipo.
Figura 2 – Identidade visual do produto
Fonte: Autores (2016)
O principal intuito de criar um símbolo representativo para o produto é a estratégia de fidelizar o cliente à característica clássica proposta no estilo da bicicleta elétrica.
4.2. Informações sobre o tema
Nesta etapa do projeto foi realizada uma série de levantamentos a respeito de informações de caráter técnico sobre as bicicletas elétricas, bem como a pesquisa e análise de produtos similares atualmente existentes no mercado. Assim a pesquisa por informações técnicas foi dividida em duas diretrizes, a pesquisa bibliográfica e a avaliação pontual de produtos similares disponíveis no mercado. Neste último ponto, apenas os produtos que se aproximam das características clássicas que o produto deverá ter foram levados em consideração.
4.2.1. Pesquisa bibliográfica
A pesquisa bibliográfica buscou sanar dúvidas e identificar informações específicas para o prosseguimento do projeto do produto, através de consultas a sites de ciclismo referentes às e-bikes e ao estudo da legislação brasileira que regulamenta o seu uso. No Brasil apenas recentemente, há cerca de 3 anos, o Conselho Nacional de Trânsito (Contran) regulamentou a
utilização de bicicletas elétricas no país. A Resolução nº 465, de 27 de novembro de 2013, foi publicada no Diário Oficial no dia 13 de dezembro, passando a vigorar em todo o país. Até então, todas as bicicletas com auxílio elétrico eram equiparadas a ciclomotores, conforme Resolução nº 315, de 08 de maio de 2009. Com a nova legislação, as bicicletas elétricas foram equiparadas às bicicletas comuns, desde que atendam às seguintes condições, conforme a Figura 3.
Figura 3 – Legislação vigente no Brasil
Fonte: Contran (2016)
As bicicletas elétricas que não cumprem com os requisitos de potência e velocidade, continuam a ser equiparadas aos ciclomotores. É o caso, por exemplo, das bicicletas com acelerador manual. Apenas as chamadas pedelecs foram equiparadas às bicicletas comuns.
4.2.2. Levantamento de produtos similares
A avaliação de produtos similares foi realizada através de pesquisa por meio eletrônico buscando identificar fornecedores, nichos específicos de mercado, especificações técnicas, custos, entre outros. Os dados obtidos foram de vital importância à medida que influenciaram na definição das especificações-meta do projeto, o ciclo de vida do produto e a categoria dos clientes (internos, externos e intermediários) ao longo do ciclo de vida. Verificou-se que existem poucos modelos de bicicletas elétricas inspiradas em modelos antigos e que os modelos disponíveis e comercializados hoje, estão concentrados em sua totalidade fora do Brasil, como mostra o Quadro 1.
Modelo País Preço Característica E-Tracker
EUA $ 4,995 Modelo Retro – Inspirada em Bicicletas antigas
The Cruz
EUA $ 4,995 Modelo Retro – Inspirada em Bicicletas antigas
E-Rider Chopper
EUA $ 1.699,00
Modelo Retro – Inspirada em motocicletas antigas
Fonte: Autores (2016)
No Brasil não foram encontradas informações sobre a fabricação e comercialização deste tipo de produto, constando apenas alguns trabalhos de conclusão de curso limitando-se à aspectos construtivos artesanais.
4.3. Ciclo de vida do produto
Para a definição do ciclo de vida do produto foram analisados todos os processos pelos quais o mesmo passa durante tanto a fase de projeto como a fase de vida útil e a sua respectiva reciclagem / descarte. O ciclo de vida resultante é mostrado na Figura 4.
Fonte: Autores (2016)
Após definido o ciclo de vida do produto, foi necessário realizar a identificação dos clientes ao longo do mesmo.
4.3.1 Identificação dos clientes ao longo do ciclo de vida do produto
Com base nas informações geradas pela Figura 4, construiu-se o Quadro 2, no qual é apresentado a distribuição dos clientes ao longo das fases do ciclo de vida, e o tempo total do ciclo de vida do produto. Os clientes ao longo do ciclo podem ser divididos em: clientes externos, clientes internos e clientes intermediários.
Quadro 2– Distribuição dos clientes ao longo do ciclo de vida
FASES DO CICLO DE VIDA
CLIENTES TEMP O INTERN OS INTERMEDIÁ RIOS EXTERNO S TERMO DE ABERTURA EQUIPE DE PROJETO - - 1 MÊS
PROJETO INFORMACIONAL EQUIPE
PROJETO PROJETO CONCEITUAL EQUIPE DE PROJETO - - 2 MÊSES PROJETO DETALHADO EQUIPE DE PROJETO 2 MESES FABRICAÇÃO INDÚSTR IA - - 6 MESES DISTRIBUIÇÃO/COMERCIALI ZAÇÃO - COMÉRCIO - 6 MESES UTILIZAÇÃO - - CONSUMID OR 38 MESES MANUTENÇÃO - - CONSUMID OR 3 MESES
RECICLAGEM / DESCARTE - - CONSUMID
OR 1 MÊS
TOTAL DO CICLO DE VIDA 5 ANOS – 60 MESES Fonte: Autores (2016)
A equipe de projeto definiu como o tempo total do ciclo de vida o período de 5 anos. Os clientes internos foram definidos como todos os integrantes responsáveis tanto pela elaboração do projeto como pela fase de testes e ajustes do protótipo. A indústria também foi definida como cliente interno, pelo fato de ser a fabricante do produto. O cliente intermediário do projeto será aquele que fará a distribuição do produto e o encaminhará para a comercialização no mercado. Por fim a última fase do ciclo de vida consiste utilização do produto pelo consumidor final.
4.4. Necessidades dos clientes do projeto
As necessidades dos clientes foram definidas a partir da análise de produtos similares, pela realização de sessões de brainstorming entre os membros do projeto, pela consulta a sites especializados em ciclismo e por conversas informais com alunos da universidade e pessoas aleatórias. Descartou-se a aplicação de questionários por se tratar de um produto com características exclusivas voltadas a um público alvo, ou seja, pessoas que desejam ter uma
bicicleta elétrica que remonta a modelos antigos de empresas como a Caloi e a Monark ou às primeiras motocicletas lançadas especialmente nos anos de 1910 e 1920.
4.5. Requisitos dos clientes do projeto
Os requisitos dos clientes foram definidos em primeiro lugar, por meio do desdobramento das necessidades dos clientes, que de acordo com metodologia adotada, devem ser transformados em frases sucintas compostas pelos verbos ser, estar ou ter, seguidas de um ou mais substantivos. Concluído esse processo, os requisitos foram distribuídos ao longo das fases do projeto como é demonstrado no Quadro 3.
Quadro 3 – Requisitos dos clientes do projeto
Fases Requisitos dos clientes
Projeto
Ter design atrativo (Conforme o Projeto) Te dimensionamento padrão das peças Estar de acordo com a legislação ambiental
Fabricação
Ser de fácil montagem Ter baixo custo de aquisição Ter baixo custo de montagem Ter componentes de fácil aquisição Ter máximo aproveitamento dos materiais
Utilização
Ter baixa sensibilidade aos fatores do meio ambiente Ter desempenho eficiente
Ter um alto nível de desempenho da bateria Ter um baixo tempo de recarga da bateria Ser de fácil transporte
Ser segura
Ter alta resistência no uso Ser de fácil utilização Ter baixo custo operação
Ser ergonomicamente confortável
Segurança Ter equipamentos de proteção ao usuário Ter baixa taxa de falhas e quebra
Manutenção
Ser de fácil manutenção
Ter disponibilidade de peças para reposição Ter baixo custo de manutenção
Reciclagem / Descarte Ter descarte adequado
Fonte: Autores (2016)
4.6. Requisitos do projeto
Os requisitos do projeto (Quadro 4) foram estabelecidos através da determinação dos meios para chegar aos requisitos dos clientes de acordo com parâmetro técnicos e específicos e pela análise de suas características estruturais capazes de serem mensuradas, ou seja, transformadas em números.
Quadro 4 – Requisitos do projeto
Fonte: Autores (2016)
4.7. Especificações do produto
Com base na análise de produtos similares e nos requisitos do produto, mensuraram-se as características técnicas que o mesmo deverá ter. É importante destacar que estas
Requisitos do Produto Componentes padronizados Custo de montagem Custo de aquisição Dimensões da bicicleta Vida útil Custo de manutenção
Motor adequado e de potência compatível Acelerador adequado
Frequência de manutenção Tempo de carga da bateria Ter um quadro leve e resistente Tempo de autonomia da bateria Corrente elétrica da bateria Tempo de vida útil da bateria
Velocidade do motor (rotação – rpm) Tempo de montagem
Diâmetro do tubo (quadro, garfo, guidom, selim)
Mecanismos de segurança (Freio, Corta corrente do motor) Peso
especificações podem sofrer alterações no decorrer do projeto conforme forem surgindo eventuais restrições ao que foi estabelecido pela equipe de projeto. O Quadro 5 mostra as especificações e os parâmetros obtidos para a bicicleta elétrica estilo vintage.
Quadro 5 - Especificações – meta do produto
Item Especificação Meta Sensor Saídas
Indesejáveis
1 Componentes padronizados 90% Lista
fornecedores
Falta de
componentes 2 Custo de montagem ≤ R$ 3500,00 Levantamento
custos > R$ 4000,00 3 Custo de aquisição ≤ R$5000,00 Soma dos custo
(lucro + despesas) > R$ 6000,00 4 Dimensões da Bicicleta 1800 x 1050 mm Fita métrica ou trena Dimensões superiores
5 Vida útil 5 anos Testes < 5 anos
6 Custo de manutenção 3% do custo
de aquisição Orçamento
Custo maior que o esperado
7 Frequência de manutenção Trimestral Registro de falhas e testes
Mais que um trimestre
8 Motor Brushless Pesquisa de
mercado
Não
disponibilidade no mercado
9 Bateria Lítio Pesquisa de
mercado Não disponibilidade no mercado 10 Freio Disco hidráulico Pesquisa de mercado > 180 mm X 160 mm
11 Quadro / Garfo Ferro /
Alumínio Projeto Não cumprimento do projeto 12 Pedivela Monobloco 160 mm Pesquisa de mercado > 160 mm 13 Engrenagens Simples 22 dentes Pesquisa de mercado > 22 dentes 14 Cubo Pequeno / Alumínio Pesquisa de
mercado Material diferente 15 Correia Power-link Pesquisa de > 12,7 x 2,4 mm
1/2 x 3/32 mm mercado 16 Pedal / Acelerador Acelerador com sensor de giro no movimento central
Legislação Não atender a legislação
17 Guidão Chopper /
Bobber – Aço Projeto
Não cumprimento do projeto 18 Pneu Schwalbe Fat Frank 660,4 x 45 mm Pesquisa de mercado Não disponibilidade no mercado ou > 660,4 x 45 mm 19 Aro 26 Pesquisa de mercado > 26 20 Raio 36 Pesquisa de mercado > 36 21 Carregador Bateria AC - DC 110/220 compatível
Testes Falha nos testes
22 Selim Couro Pesquisa de
mercado
Não
disponibilidade no mercado
23 Farol Aço Cromado
com Led Pesquisa de mercado Não disponibilidade no mercado 24 Tempo de carga da bateria 2 horas Amperímetro Mais de duas
horas 25 Tempo de autonomia da bateria 5 horas Indicador de bateria Menos de 3,5 horas
26 Potência do motor ≤ 350 W Wattimetro > 350 W 27 Velocidade ≤ 25 km/h Velocímetro > 25 km/h 28 Tempo de montagem 5 dias úteis Calendário Mais de 6 dias
29 Diâmetro do tubo (quadro, garfo, guidom, selim)
Entre 30 e 100
mm Paquímetro
Perfil da seção transversal ou < 30 / > 100 mm
Fonte: Autores (2016)
As especificações do produto finalizam o projeto informacional e servirão como sustentação para as demais fases do projeto, em outras palavras, as fases de projeto conceitual e projeto detalhado do produto, serão executadas de acordo com as definições obtidas.
5. Conclusão
O presente estudo apresentou como proposta a realização da fase de projeto informacional do processo de desenvolvimento de produto de uma bicicleta elétrica estilo vintage. A construção do protótipo do produto é fruto do componente curricular Engenharia do Produto e de um projeto de pesquisa oriundo do mesmo, do qual fazem parte alunos e professores do curso de Engenharia de Produção da UNIPAMPA. As análises da fase de projeto informacional proporcionaram uma visão satisfatória e estratégica sobre as especificações de projeto obtidas ao final do trabalho. Tais especificações serão de fundamental importância para o prosseguimento do projeto à medida que norteiam e complementam as demais fases e estabelecem o primeiro passo à concepção tanto estrutural quando técnica do produto. Por fim espera-se contribuir através deste artigo, para o incentivo e a disseminação da importância da gestão e planejamento de produtos tanto para fins acadêmicos, quanto para fins de mercado, aliando a inovação tecnológica às ferramentas necessárias para impulsionar a sustentabilidade no meio em que vivemos.
REFERÊNCIAS
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