Processo de desenvolvimento de produtos: gestão, métodos e ferramentas/ Product development process: management, methods and tools

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761

Processo de desenvolvimento de produtos:

gestão, métodos e ferramentas

Product development process:

management, methods and tools

DOI:10.34117/bjdv5n12-171

Recebimento dos originais: 10/11/2019 Aceitação para publicação: 12/12/2019

Cristiano Vasconcellos Ferreira

Doutor em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina

Endereço: UFSC Campus Joinville - R. Dona Francisca, 8300 – Zona Industrial Norte - Joinville – SC – 89.219-600

E-mail: cristiano.v.ferreira@ufsc.br Gustavo Scheid Prass

Mestre em Engenharia e Ciências Mecânicas pela Universidade Federal de Santa Catarina Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina

E-mail: guto.prass@gmail.com Paola Bertolo

Engenheira Naval pela Universidade Federal de Santa Catarina Instituição: Universidade Federal de Santa Catarina

E-mail: paolabertolo@hotmail.com

RESUMO

Em um mundo cada vez mais competitivo as empresas tem o desafio de desenvolver seus produtos de maneira dinâmica e eficiente. E neste cenário as empresas do setor de componentes plásticos injetados, devem se preocupar com o projeto do componente injetado e do molde de injeção, consequentemente se vê a importância de ter um processo de desenvolvimento de moldes de injeção estruturado. Neste sentido, foram levantados na literatura, práticas (métodos e ferramentas) de desenvolvimento enxuto de produtos. A inserção das práticas enxutas no processo de desenvolvimento de produtos (PDP) de uma organização é uma atividade complexa, que requer mudanças comportamentais e culturais. Deste modo, deve se verificar a maturidade de utilização das práticas enxutas no PDP de uma empresa, para que esta tenha informações para implantar melhorarias em seus processos. Assim, esta pesquisa teve como principal objetivo propor um modelo de avaliação do uso de

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 práticas de desenvolvimento enxuto de produtos no processo de desenvolvimento de moldes de injeção. E desta forma, obter como resultados uma avaliação qualitativa e quantitativa da maturidade das ferramentas de Lean Design nos projetos de desenvolvimento de produto de injeção de molde de Santa Catarina.

Palavras-chave: Projeto, Produto, Métodos, Ferramentas.

ABSTRACT

In an increasingly competitive world, companies are challenged to develop their products dynamically and efficiently. And in this scenario companies in the injected plastics sector should be concerned with the design of the injected component and the injection mold, consequently one sees the importance of having a structured injection mold development process. In this sense, practices (methods and tools) of lean product development were raised in the literature. Inserting lean practices into an organization's product development process (PDP) is a complex activity that requires behavioral and cultural change. Thus, the maturity of the use of lean practices in a company's PDP should be verified, so that it has information to implement improvements in its processes. Thus, this research aimed to propose a model to evaluate the use of lean product development practices in the injection mold development process. Thus, to obtain as a result a qualitative and quantitative assessment of the maturity of Lean Design tools in Santa Catarina mold injection product development projects.

Keywords: Design, Product, Methods, Tools.

1 INTRODUÇÃO

O Lean Design ou desenvolvimento enxuto foi criado com o objetivo de buscar a criação de valor e eliminar os desperdícios, alinhando as práticas e princípios do pensamento enxuto com as práticas do PDP (Rozenfeld et al., 2006). Pode também, ser entendido como uma maneira de entender a produzir mais com menos, uma vez que as práticas são contramedidas para manejar desperdícios (Dal Forno et al, 2012).

Entendendo que o Lean Design é uma técnica utilizada por muitas empresas para se retirar o excesso de produção, se revelou a importância de adequar os ferramentas, práticas e métodos do Lean Design a um setor de significativa importância no mercado de Santa Catarina, as ferramentarias de molde de injeção.

Dado que em um ambiente competitivo, salienta-se a importância do mercado de produtos plásticos, que representam cerca de 70% dos produtos manufaturados consumidos mundialmente. E somente em 2011, foram produzidos 280 milhões de toneladas de plástico (FUH et al., 2004; PLASTICS EUROPE, 2015).

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 À vista disso, a pesquisa de iniciação cientifica criou parcerias para desenvolver ferramentas de auxilio ao Lean Design para o desenvolvimento de injeção de molde, trabalhado na dissertação de Gustavo Prass (2017), e a Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais (ABINFER) nós auxiliou na aproximação com este mercado tão fechado.

Desta forma, o desenvolvimento pesquisa foi realizada em quatro etapas: a revisão da literatura que trata do desenvolvimento enxuto de produtos, proposição do modelo de avaliação, onde foram alinhadas as práticas do desenvolvimento enxuto de produtos com o modelo de referência de moldes de injeção, aplicação do modelo de avaliação onde foram aplicados os formulários nas ferramentarias e informações sobre resultados e desempenhos, e a avaliação do aluno em relação ao PIBIC que clarifica a importância da bolsa de iniciação cientifica para o desenvolvimento do aluno.

Assim, esse estudo vem para preencher uma lacuna já existente. Com o objetivo de criação de um modelo de avaliação de desenvolvimento de produtos no processo de desenvolvimento de moldes de injeção eficiente nos diferentes critérios estipulados. E com isso, espera-se que as empresas com os resultados em mãos busquem a melhoria contínua e aumente a competitividade e consequentemente a qualidade entre as mesmas.

2 ATIVIDADES DESENVOLVIDAS

2.1 REVISÃO DA LITERATURA

Esta revisão da literatura tem como objetivo tratar de tópicos relevantes para a construção deste trabalho de iniciação cientifica. No qual, a primeira fase incluiu o estudado do desenvolvimento enxuto de produtos (LPD), que obteve grande importância, uma vez que, esta etapa buscou compreender e analisar o estado da arte (teórico e prático) sobre o tema para posteriormente possuir condições de propor um modelo de avaliação das práticas em um processo de desenvolvimento de manufatura.

2.1.1 Lean Design

Durante a revisão bibliográfica foram identificados três aspectos internos, são eles: o pensamento enxuto, os desperdícios no PDP e as boas práticas no desenvolvimento de produto, no mapa conceitual da Figura 1, é possível visualizar a estrutura de conceitual adotada para o Lean Design, que por sua vez explica a sua base teórica, qual a sua função e as suas aplicações.

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Figura 1: Mapa Conceitual adotado para o Lean Design.

No primeiro aspecto temos o pensamento enxuto, que engloba conseguir conciliar, os esforços de eliminação dos desperdícios, que envolvem redução dos custos, e que podem acabar tendo perda de entrega, qualidade ou outro valor que seja importante para o cliente, além do esforço da criação de valor, que por outro lado, tem as suas oportunidades de melhoria quando se identifica as perdas (Womack e Jones, 2003; Machado, 2006).

Foi identificado que o pensamento enxuto pode ser empregado com sucesso em diversas áreas do conhecimento, como manufatura enxuta (lean manufacturing),

empreendimento enxuto (lean enterprise) e desenvolvimento enxuto (lean design). Contudo, para cada área existe uma conceito diferente dos princípios do desenvolvimento enxuto como mostrado na Tabela 1.

Tabela 1: Princípios do pensamento enxuto na manufatura e no PDP.

Princípio Manufatura PDP

Valor Visível em cada etapa; Metas bem definidas.

Difícil de enxergar; Metas emergentes. Fluxo de Valor Partes;

Materiais.

Informação; Conhecimento.

Fluxo As interações são desperdícios. As interações são benéficas. Sistema Puxado Dirigido por tempo. Dirigido pelas necessidades. Perfeição Processo sem erros;

Repetível.

Processo permite inovação; Reduz tempo de ciclo.

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 Analisando o segundo aspecto, o desperdício é toda atividade humana que absorve recursos e não cria valor a um produto e/ou serviço, e como citado anteriormente, para cada princípio seu conceito muda de acordo com sua área de atuação manufatura e PDP, como pode ser melhor visualizado na Tabela 2.

Tabela 2: Relação entre desperdícios na manufatura e no processo de desenvolvimento de produtos.

Desperdício Manufatura PDP

1 Espera

Material e partes procedentes; Manutenção;

Ferramentas; Operadores;

Fila para operações adicionais.

Capacidade disponível do homem ou máquina;

Informações esperando por pessoas; Espera por dados, respostas, requisitos, especificações, resultados de testes, aprovações, decisões, eventos de revisão, assinaturas.

2 Transporte

Movimento excessivo de peças, matérias e produtos;

Movimentação para armazenamento; Tirar e colocar o material/produto/peça.

Excessivo tráfego de dados;

Ir e vir das tarefas ou tarefas interrompidas;

Comunicação ineficiente. 3 Movimentação

desnecessária

Movimentos mínimos dos operadores (alcançar, dobrar-se, fazer força).

Locais remotos; Busca de informações; Falta de acesso direto.

4 Processos inadequados

Superdimensionamento do processo, máquinas e equipamentos;

Precisão desnecessária do produto ou do processo, não compatível a necessidade do cliente.

Precisão e detalhes desnecessários; Processos e características desnecessários;

Uso inadequado das competências. Uso inapropriado de ferramentas e métodos;

Precisão excessiva; Transações excessivas.

5 Inventário

Estoque excessivo de matéria-prima, produtos semi-acabados e produtos acabados comparados a demanda do cliente;

Filas;

Estoque entre operações.

Excessivo estoque de dados;

Testes desnecessários de equipamentos e protótipos;

Filas no caminho crítico.

6 Superprodução

Produzir mais do que o solicitado pelo cliente;

Produzir antes do solicitado pelo cliente.

Baixo sincronismo do tempo considerado e capacidade;

Baixo sincronismo dos conteúdos considerados;

Excesso de disseminação de informações; Redundância de tarefas.

7 Defeitos

Componentes, materiais ou produtos que não possuem a qualidade requerida; Defeitos internos na produção; Defeitos com fornecedores.

Informação com qualidade deficiente; Dados e informações errôneas; Testes e verificações pobres. 8 Reinvenção Não aplicável. Reutilização pobre de projetos;

Reutilização pobre de conhecimento.

9 Falta de

disciplina Não aplicável.

Objetivos e metas mal elaborados; Papéis, responsabilidades e direitos mal definidos;

Regras mal elaboradas;

Definição pobre de dependência entre atividades;

Insuficiente predisposição para cooperar; Incompetência ou treinamento pobre.

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10 Limitação nos

recursos de TI Não aplicável.

Compatibilidade pobre; Capabilidade pobre; Baixa capacidade.

Por último foram estudadas as boas prática apontadas pelo Lean Design, do qual englobam técnicas, metodologias, procedimentos e processos que são implementadas em um negócio e melhoram os resultados para a organização, satisfazendo as necessidades dos clientes e das partes interessadas (Dal Forno et al, 2012). As boas práticas averiguadas estão apresentadas na Tabela 3. Cada uma das boas práticas aqui expostas satisfaz ao menos um dos conceitos do pensamento enxuto apresentados.

Tabela 3: Boas práticas apontadas pelo Lean Design.

Boas Práticas Descrição Referências

Engenharia Simultânea

É um processo de gerenciamento que examina simultaneamente múltiplos aspectos de um produto e múltiplos estágios do desenvolvimento e produção. Significa envolver uma equipe multidisciplinar desde o começo do projeto para alcançar os requisitos do cliente a baixo custo.

Kincade et al, 2007; Dal Forno et al, 2012

Engenharia Simultânea Baseada em Conjuntos

Cada membro do time de desenvolvimento desenvolve um conjunto de alternativas paralelas e independentes durante as fases do PDP, as alternativas são avaliadas entre si e eliminadas, até que a melhor opção permaneça, a qual é gerada pela combinação de sistemas, subsistemas e componentes.

Hines et al, 2005; Schäfer et al., 2010; Pinheiro et al, 2011; Dal Forno et al, 2012

Design For X

Os conceitos Design For X fazem parte da engenharia simultânea, o produto em desenvolvimento deve ser pensado para atingir vários objetivos simultaneamente. O “X” pode ser: custo, qualidade, manufatura, montagem, e outros fatores. Estes guias de design (design guides) buscam utilizar conhecimentos adquiridos em projetos anteriores para propor soluções prontas, evitar a repetição de problemas que já aconteceram e guiar o desenvolvimento de novos produtos.

Kincade et al, 2007; Kazmer, 2007; Dal Forno et al, 2012

Mapeamento do Fluxo de Valor

É um método que possui simbologia própria e serve para implantar o modelo de produção enxuta (e também para o Lean Design), com este propósito posto, a finalidade do método é expor o mapa do estado atual de uma cadeia de valor, servindo como base para a elaboração de um mapa de estado futuro. Mcmanus et al, 2002; Mcmanus, 2005; Machado, 2006; Dal Forno et al, 2012; Heusner, et al, 2015 Reporte A3

É uma prática utilizada para solucionar problemas, apresentar propostas e para planejamento estratégico, o reporte A3 se caracteriza por valorizar a simplificação e encorajar a reflexão de quem o elabora. A técnica consiste em colocar, em uma folha de papel tamanho A3, o problema, a análise, as ações corretivas e o plano de ação, o uso de gráficos é favorecido.

Marchwinski et al, 2008; Torres Jr, 2008; Dal Forno et al, 2012

Implantação Estratégica

É um processo gerencial que alinha as funções de uma organização com as suas atividades. Um plano específico é desenvolvido com metas precisas, ações, prazos e responsabilidades. A implantação estratégica é designada para o uso do pensamento coletivo, visando melhorar os objetivos da empresa alinhados com os gestores e todos os participantes.

Marchwinski et al, 2008; Dal Forno et al, 2012

Melhoria Contínua

Também chamado de Kaizen, busca-se a melhoria contínua dos processos, sempre em pequenos espaços de tempo e com baixo custo de implantação. O kaizen envolve todas as pessoas da organização, e acredita que o desejo das pessoas para

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alcançar qualidade e valor em seus trabalhos é um processo que compensa a longo prazo.

Avaliação de Performance

É um processo sistemático e contínuo que avalia produtos, serviços e processos em organização que são reconhecidas por utilizarem as melhores práticas, o benchmarking tem como objetivo analisar as melhores organizações para tentar introduzir melhorias na própria organização.

Anand e Kodali, 2008; Meybodi, 2009; Dal Forno et al, 2012

Padronização

É a base para redução de variáveis através de listas de verificação e mecanismos de captura de conhecimento, a padronização do processo envolve tarefas comuns, seqüências e duração das atividades e a padronização do produto pode envolver materiais, componentes e arquitetura.

Nishida, 2007; Dal Forno et al, 2012

Biblioteca de Projeto

A biblioteca de projeto tem como objetivo registrar as lições aprendidas durante um projeto, podendo facilitar o reuso de conhecimento. A mesma se torna uma ferramenta útil quando a equipe aprende o habito de registrar as lições aprendidas e utilizá-las em novos projetos.

Jeong e Hong, 2007; Dal Forno et al, 2012

Simulação Virtual

Conduzir simulação virtual através de modelos digitais, como CAD e CAM e outros softwares de auxílio computadorizado, é extremamente importante para prever erros de projeto e interação com o processo de manufatura e fabricação, portanto auxiliam na redução de custo com protótipos físicos e reduzem o tempo de desenvolvimento.

Nishida, 2007; Dal Forno et al, 2012

Modularidade

O conceito diz respeito à divisão de um produto em subsistemas independentes e tem como objetivos: facilitar o gerenciamento de produtos e processos organizacionais, possibilitar a realização de atividades de desenvolvimento de novos produtos em paralelo e a criação de produtos novos por meio da combinação de subsistemas.

Scalice, 2003; Miguel et al, 2009; Dal Forno et al, 2012

Estrutura Organizacional

Cada tipo de projeto tem um tipo de estrutura organizacional que mais o beneficia. Para a abordagem do Lean Design, que é aplicada principalmente em projetos dos tipos inovativos e radicais, recomenda-se o uso de organização matricial forte.

Lovro, 2007; Visser et al, 2009; Dal Forno et al, 2012

Engenheiro-Chefe

É o gestor que tem total responsabilidade pelo desenvolvimento de uma linha de produtos. Eles comandam equipes pequenas e dedicadas a criar o conceito do produto, caso de negócio, gerencia o processo de desenvolvimento, conversa com os departamentos de produção, venda e marketing e é responsável para levar o projeto à sua produção.

Voz do

Consumidor

É uma prática que busca identificar as necessidades dos clientes. Busca-se levantar as necessidades com auxílio de inúmeros métodos de observação e coleta de dados, como entrevistas, grupos de foco, listas de verificação, entre outros. Classificando-as e reescrevendo-as em requisitos de projeto.

Rozenfeld et al., 2006; Dal Forno et al, 2012

Envolvimento

com os

Fornecedores

O ESI (Early Supplier Involvement) tem a intenção de manter poucos fornecedores e envolve-los desde o início do desenvolvimento do produto e estabelecer parcerias de longo prazo. Alguns dos benefícios são: a redução dos riscos, redução do custo e do lead time, além de desenvolvimentos e metas conjuntas

Zsidisin e Smith, 2005; Dal Forno et al, 2012

Gerenciamento Visual

É um conjunto de medidas para detectar erros ainda na fonte, prevenindo que estes sigam adiante, ou ainda, é uma metodologia que busca colocar em vista todas as ferramentas, partes, atividades de produção, indicadores de performance para que o status do sistema/processo possa ser entendido de relance por todos os envolvidos.

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 2.2 PROPOSIÇÃO DO MODELO DE AVALIAÇÃO

Como podem ser averiguadas na revisão da literatura, as boas práticas estudadas podem ser aplicadas tanto para a manufatura, que tem como objetivo reproduzir sempre o mesmo produto, exatamente igual e sem erros, como também o PDP, que tem como objetivo desenvolver um produto novo gradativamente, sem apresentar erros.

Desta maneira, se viu a oportunidade de conciliar as práticas de Lean Design com a o modelo de desenvolvimento de injeção de molde, apresentado na dissertação de Gustavo Prass (2017), com o intuito de criar um modelo de avaliação da maturidade das boas práticas apresentadas dentro do processo de injeção de molde das ferramentarias de Santa Catarina. Assim sendo, foi utilizado o seguinte discernimento para criação do modelo de avaliação:

Figura 2: Visão Geral da Proposição do Modelo de Avaliação.

A partir disso, foram definidos quais os critérios utilizados para avaliar o uso das práticas enxutas, que definem como avaliar o uso de uma prática enxuta em determinada etapa do

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 processo de desenvolvimento do molde em uma empresa, para isso ser viável, se via a necessidade de escolher qual a melhor forma para ponderar os critérios de avaliação.

Tabela 4 - Combinação das práticas enxutas com as fases de desenvolvimento de molde.

Fonte: Adaptado de León e Cross (2013); Dal Forno e Forcellini (2012); Sacchelli (2007).

Após a ponderação dos critérios de avaliação, definiram-se os níveis de avaliação, que são utilizados para classificar o quanto uma empresa está utilizando cada uma das práticas enxutas. Foram definidas faixas de pontuação para cada nível, o que permite classificar as empresas entre os níveis: excelente; muito bom; satisfatório; ruim e não aplica, de acordo, com o método de tomada de decisão MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical

Based Evalution Technique). E por fim, foi criado um instrumento de avaliação sob a forma

de formulários de avaliação, o que permite acessar de maneira digital as perguntas relacionadas à avaliação do uso de práticas enxutas.

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Tabela 5 - Pontuação dos níveis de avaliação geral.

Com base nas respostas obtidas, são construídos gráficos tipo radar e tabelas de pontuação detalhadas para cada prática enxuta de cada fase de desenvolvimento do molde, como exemplificado na Figura 3. O desempenho do uso de cada prática enxuto é classificado com base na pontuação da empresa e os intervalos dos níveis de avaliação.

Figura 3 - Pontuação e desempenhos detalhados na fase de contratação.

Além dos resultados para as cinco fases de desenvolvimento de moldes de injeção, são apresentadas as pontuações médias das práticas enxutas e os respectivos desempenhos médios,

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 como também a pontuação geral. Logo, as diferentes formas de apresentar os resultados e desempenhos são expostos de modo que:

• Desempenho Geral: indica a classificação geral da empresa de forma qualitativa e rápida.

• Desempenho por Fases: auxilia a empresa a identificar pontos fortes e fracos no processo de desenvolvimento de moldes de injeção.

• Desempenho por Prática Enxuta: é responsável por mensurar o uso das práticas enxutas.

• Desempenho Detalhado: auxilia a empresa a tomar ações pontuais no processo de desenvolvimento do molde, descrevendo detalhadamente o desempenho das práticas enxutas dentro de cada fase de desenvolvimento do molde.

2.3 APLICAÇÃO DO MODELO DE AVALIAÇÃO

Nesta etapa contou-se com o apoio da Associação Brasileira da Indústria de Ferramentais (ABINFER) para identificar as ferramentarias potenciais da região de Joinville. No caso, foi selecionada uma lista de dez (10) empresas, as quais foram contatadas.

Na sequência foram enviados os formulários de avaliação, juntamente com informações sobre o trabalho, instruções de preenchimento e prazos para resposta dos formulários. As respostas obtidas pelas empresas foram processadas, calculadas e classificadas dentro dos níveis de avaliação, obtendo seu desempenho, as empresas participantes se encontram abaixo:

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Braz. J. of Develop., Curitiba, v. 5, n. 12, p.30525-30539 dec 2019 . ISSN 2525-8761 Feita a análise dos resultados das duas empresas, ficou constatado que a empresa A não aplica na maioria das suas fases de desenvolvimento de molde de injeção o report A3 e que a média geral obtida pela empresa foi de 2,73 (Muito Bom), o que representa 68,2% da pontuação máxima, já a empresa B apresentou um desempenho mais baixo na aplicação da engenharia baseada em conjuntos, em suas fases, e a média geral obtida pela empresa foi de 2,59 (Muito Bom), o que representa 64,7% da pontuação máxima.

3 AVALIAÇÃO DO ALUNO EM RELAÇÃO AO PIBIC

Ao mensurar as tarefas desempenhadas como bolsista de iniciação científica ficou claro a importância de se realizar atividades discrepantes daqueles que são exigidas ao longo da realização de disciplinas de um curso de graduação em engenharia naval. Os conhecimentos obtidos nesse processo vão além do que se pode aprender em um ambiente de sala de aula.

Acredito que a superação das dificuldades e obstáculos encontrados ao longo do desenvolvimento de um trabalho em parceria com entidades ativas no mercado de trabalho e ao mestrado, agregou um diferencial na minha formação profissional e acadêmica.

Ao fato de conciliar uma parceria com o estudante de mestrado Gustavo Prass, pude conquistar um aprendizado mais realista dos processos de desenvolvimento de produtos de injeção de molde, as dificuldades encontradas na aplicados dos métodos estudados no dia-dia industrial, além de entender a importância de uma metodologia de pesquisa mais concisa, afim de obter resultados mais confiáveis.

Por outro lado, é relevante mencionar que houveram situações onde o auxilio do meu professor orientador foram essenciais no processo de aprendizado.

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