O CONTRIBUTO DO SGQ NO DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPOS E DE NOVOS PRODUTOS PARA A INDÚSTRIA NO ÂMBITO DOS FAB LABS
Sérgio Alexandre Pilar Carqueijó
Orientador
Professor Doutor Gilberto Santos
Professora Doutora Delfina Gabriela Garrido Ramos
Projeto apresentado
ao Instituto Politécnico do Cávado e do Ave
para obtenção do Grau de Mestre em Sistemas Integrados de Gestão da Qualidade, Ambiente e Segurança
junho, 2020
O CONTRIBUTO DO SGQ NO DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPOS E DE NOVOS PRODUTOS PARA A INDÚSTRIA NO ÂMBITO DOS FAB LABS
O CONTRIBUTO DO SGQ NO DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPOS E DE NOVOS PRODUTOS PARA A INDÚSTRIA NO ÂMBITO DOS FAB LABS
Sérgio Alexandre Pilar Carqueijó
Orientador
Professor Doutor Gilberto Santos
Professora Doutora Delfina Gabriela Garrido Ramos
Projeto apresentado
ao Instituto Politécnico do Cávado e do Ave
para obtenção do Grau de Mestre em Sistemas Integrados de Gestão da Qualidade, Ambiente e Segurança
junho, 2020
DECLARAÇÃO
Nome: Sérgio Alexandre Pilar Carqueijó
Endereço eletrónico: sergiocarqueijo96@gmail.com
Título do Projeto: O contributo do SGQ no desenvolvimento de protótipos e de novos produtos para a indústria no âmbito dos Fab Labs
Orientador: Gilberto Santos
Coorientador: Delfina Gabriela Garrido Ramos Ano de conclusão: 2020
Designação do Curso de Mestrado: Mestrado em sistemas integrados de gestão, qualidade, ambiente e segurança
Nos exemplares das Dissertações /Projetos/ Relatórios de Estágio de mestrado ou de outros trabalhos entregues para prestação de Provas Públicas, e dos quais é obrigatoriamente enviado exemplares para depósito legal, deve constar uma das seguintes declarações:
☐ É AUTORIZADA A REPRODUÇÃO INTEGRAL DESTA DISSERTAÇÃO/TRABALHO APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGAÇÃO, MEDIANTE DECLARAÇÃO ESCRITA DO INTERESSADO, QUE A TAL SE COMPROMETE;
☐ É AUTORIZADA A REPRODUÇÃO PARCIAL DESTA DISSERTAÇÃO/TRABALHO (indicar, caso tal seja necessário, nº máximo de páginas, ilustrações, gráficos, etc.), APENAS PARA EFEITOS DE INVESTIGAÇÃO, MEDIANTE DECLARAÇÃO ESCRITA DO INTERESSADO, QUE A TAL SE COMPROMETE;
☐ DE ACORDO COM A LEGISLAÇÃO EM VIGOR, NÃO É PERMITIDA A REPRODUÇÃO DE QUALQUER PARTE DESTA DISSERTAÇÃO/TRABALHO
Instituto Politécnico do Cávado e do Ave, ___/___/______
Assinatura: ________________________________________________
O CONTRIBUTO DO SGQ NO DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPOS E DE NOVOS PRODUTOS PARA A INDÚSTRIA NO ÂMBITO DOS FAB LABS
RESUMO
O paradigma de produção passou por várias renovações até aos dias de hoje. Atualmente, o mercado exige uma resposta rápida às necessidades do consumidor, o que força o desenvolvimento tecnológico da indústria, exigindo produtos diversificados e atualizados, além de prazos de entrega muito curtos.
Assim, a abordagem da MP está em declínio, dando origem à MC. E, assim sendo MC está a mudar o design e produção de "made-to-stock" para "made-to-order", reduzindo drasticamente o tempo de comercialização dos produtos.
Uma das principais tecnologias na renovação do funcionamento da indústria foi a introdução de sistemas CAD / CAM e recursos de modelagem 3D em CAD. No entanto, faltava ainda a sensação tátil e o protótipo veio preencher essa fraqueza, abrindo novas portas para "plataformas de prototipagem para exploração, inovação, invenção e aprendizagem, fornecendo estímulo para o empreendedorismo" (Gershfeld, 2012), como é o caso de Fab Labs. Os Fab Labs são definidos como pequenas oficinas que nos oferecem a possibilidade de fabricação digital e prototipagem rápida
Propõe-se um estudo que analise os Fab Labs Portugueses e uma posterior comparação com resultados de um estudo similar aplicado noutros países europeus e também nos EUA. Esta comparação tem por base aspetos ao nível do perfil, do conhecimento e serviços e dos utilizadores dos Fab Labs.
Palavras-chave: Fab Lab, Protótipo, Produto, Indústria.
THE CONTRIBUTION OF THE QMS IN THE DEVELOPMENT OF PROTOTYPES AND NEW PRODUCTS FOR THE INDUSTRY IN THE SCOPE OF FAB LABS
ABSTRACT
The production paradigm has undergone several changes. Currently, the market demands rapid response to consumer needs, which forces the technological development of the industry, requiring diversified and up- to-date products, as well as very short delivery times.
Thus, the MP approach is in decline, giving rise to MC. Thus, an MC is being transformed into "made-to- stock" design and production to "made-to-order", dramatically reducing time to market products.
One of the key technologies in the renewal of the industry was the introduction of CAD / CAM systems and 3D CAD modeling capabilities. However, it lacked the tactile sensation and the prototype came to fill this weakness, opening the doors to new "prototyping platforms for exploration, innovation, invention and learning, providing stimulus for entrepreneurship" (Gershfeld, 2012), as it is the case of Fab Labs. Fab Labs are defined as small workshops that offer the possibility of digital fabrication and rapid prototyping
A study is proposed that analyzes the Portuguese Fab Labs and a subsequent comparison with the results of a similar study applied in others European countries and in the USA. This comparison is based on aspects of the profile, the knowledge and services and the users of Fab Labs.
Keywords: Fab Lab, Prototype, Product, Industry.
AGRADECIMENTOS
Embora, todo este trabalho seja predominantemente de caráter individual, existem colaborações, cooperações, participações e contributos de várias pessoas que não poderei deixar de realçar e elogiar.
Ora, e de forma natural, começo com os meus agradecimentos aos meus pais, Sérgio e Celina, que desde cedo e ao longo de todo o meu percurso académico me guiaram e aconselharam os melhores caminhos a seguir, e pelo facto de estarem sempre presentes em todas as ocasiões mais importantes da minha vida, e também ao meu irmão, Vitor, que com todo o humor e tranquilidade, que lhe é próprio, me ajudou a enfrentar certas situações com um à-vontade e serenidade necessária. À Cathy que com a sua sensatez característica me apoiou em todos os momentos.
A todos os meus familiares, desde os meus avós, estando presentes ou não, lembro sempre as palavras sábias que me transmitiram e me ajudaram a fazer de mim quem sou e me auxiliaram em todo o meu percurso, a todos os meus tios, primos, amigos e conhecidos que de uma forma mais próxima ou distante me ajudaram a atingir os meus objetivos.
A todos os meus professores, pelo contributo que tiveram em toda a minha aprendizagem, especialmente, ao Professor Doutor Gilberto Santos e Joaquim Gonçalves, que participaram de forma direta e ativa na elaboração do meu trabalho de dissertação.
Uma vez mais, a todos os meus sinceros e devotos agradecimento.
LISTA DE ABREVIATURAS E/OU SIGLAS
4RI – 4ª Revolução Industrial AM – Manufatura Aditiva
APLFD – Associação Portuguesa de Laboratórios de Fabricação Digital CAD – Desenho Assistido por Computador
CAM – Manufatura Assistida por Computador CMM – Máquina de Medição por Coordenadas CNC – Controle Numérico Computorizado Fab Lab – Laboratórios de Fabricação FRF – Fabrico Rápido de Ferramentas MC – Personalização em Massa
MIT - Massachusetts Institute of Technology MP – Produção em Massa
NC – Controle Numérico
PDP – Processo de Desenvolvimento do Produto PR – Prototipagem Rápida
QREN – Quadro de Referência Estratégica Nacional
ÍNDICE
O CONTRIBUTO DO SGQ NO DESENVOLVIMENTO DE PROTÓTIPOS E DE NOVOS PRODUTOS PARA A INDÚSTRIA NO ÂMBITO DOS FAB LABS ... I RESUMO ... I ABSTRACT ... III AGRADECIMENTOS ... V LISTA DE ABREVIATURAS E/OU SIGLAS ... VII ÍNDICE ... IX
INTRODUÇÃO ... 1
1. ESTADO DA ARTE/REVISÃO DA LITERATURA ... 3
EVOLUÇÃO DA INDÚSTRIA ... 3
1.1.1 1ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 4
1.1.2 2ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 4
1.1.3 3ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL ... 4
1.1.4 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL E A INDÚSTRIA 4.0 ... 4
1.1.4.1 Os Pilares da Indústria 4.0 ... 5
FAB LABS ... 8
1.2.1 DEFINIÇÃO DE FAB LAB ... 8
1.2.2 FAB LABS EM PORTUGAL ... 9
1.2.3 FAB LAB - EQUIPAMENTO ...10
1.2.4 PROTOTIPAGEM ...10
1.2.4.1 Manufatura aditiva vs Manufatura Subtrativa ...11
1.2.5 METROLOGIA ...12
2. MÉTODO/METODOLOGIA DE INVESTIGAÇÃO ... 15
2.1 AMOSTRAGEM E RECOLHA DE DADOS ... 15
2.2 ANÁLISE DE DADOS ... 16
3. RESULTADOS ... 17
3.1 INDICADORES ESTATÍSTICOS ... 17
3.2 ANÁLISE DOS COMPONENTES PRINCIPAIS ... 21
3.3 ANÁLISE COMPARATIVA DOS RESULTADOS ENTRE PAÍSES ... 26
4. O CONTRIBUTO DA QUALIDADE E DA INOVAÇÃO NO DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO ... 37
CONCLUSÕES ... 39
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 41
ANEXOS - QUESTIONÁRIO ENVIADO AOS FABLABS PORTUGUESES ... 45
INTRODUÇÃO
No decorrer destes últimos anos, o paradigma da produção tem vindo a sofrer várias modificações.
Atualmente, o mercado exige, cada vez mais, celeridade na capacidade de resposta às necessidades dos consumidores. Consumidores esses, que forçam o desenvolvimento tecnológico da indústria, exigindo produtos complexos, diversificados, atualizados e até mesmo personalizados, bem como timings de entrega bastante reduzidos.
Deste modo, a abordagem de uma produção em massa (MP), que visa uma produção uniforme, tal como Henry Ford afirmou ‘Any customer can have a car painted any colour that he wants so long as it is black’(Debije, 2015), bem como a redução de custos e de tempos de produção, tudo isto com um único objetivo, o de conseguir satisfazer o consumidor com produtos de qualidade a um preço bastante acessível, está em declínio. E, assim sendo, a personalização em massa está a mudar o design e produção de "made-to-stock" para
"made-to-order", levando a tipologia de produção para longe do MP puro, dando espaço a uma tipologia de produção que assenta na necessidade de se acomodar a novas versões e opções (Santos, Bravi, & Murmura, 2017).
Ora, a globalização da economia criou em todos os sectores industriais uma necessidade crescente de resposta rápida às solicitações do mercado. Este tipo de resposta traduz-se na redução drástica do tempo de colocação no mercado de novos produtos (“time to market”), ou seja, o ciclo de vida dos produtos é drasticamente reduzido, tornando o desenvolvimento rápido e criterioso de produtos em um fator crítico para a competitividade e agressividade comercial das empresas, determinando assim a sua capacidade de subsistência (Lino & Neto, 2000).
Assim, deu-se início à era da Personalização em Massa (MC), que é um sistema de produção que permite a personificação e personalização ou individualização de produtos, bem como serviços a um preço comparável ao da MP. A essência da personalização em massa é transformar um cliente em "co designer", no qual o cliente é capaz de obter acesso ao processo de design, como o conceito de design e o desenvolvimento de produto, expressando os requisitos ou até co projetando o produto com o kit de ferramentas de configuração (Santos et al., 2017).
O processo de desenvolvimento origina atividades essencialmente interativas e necessariamente multidisciplinares. Estas atividades fazem com que uma grande quantidade de metodologias, sistemas, ferramentas e soluções desenvolvidas por profissionais e/ou empresas de diferentes áreas, pudessem ser partilhadas por todos os envolvidos. Para essa integração e unificação de visões em torno do produto a ser desenvolvido, as antigas folhas de papel contendo expressão bidimensional do que se planeava produzir, já não bastavam, pois eram de interpretação demorada e dúbia (Saura, 2003).
Uma das tecnologias mais determinantes na renovação do funcionamento da indústria foi a introdução
dos sistemas de CAD/CAM e da capacidade de modelação CAD 3D. Porém, apesar dos modelos CAD 3D nos
fornecerem uma melhor visualização do objeto em desenvolvimento, ficou a faltar a sensação tátil, bem como
a noção da montagem, se fosse o caso…
O protótipo veio colmatar essa debilidade, dando-nos uma melhor perceção do objeto em desenvolvimento, pois segundo Paul Jacobs (1992) “não existe maneira melhor de se certificar que uma peça complexa possui todas as características desejadas do que segurá-la na mão, girá-la algumas vezes e olhá-la de todos os lados”
(Saura, 2003), e desse modo as tecnologias de prototipagem rápida (PR) e fabrico rápido de ferramentas (FRF) vieram reforçar significativamente esta capacidade em reduzir o time to market (Lino & Neto, 2000).
Estas técnicas de prototipagem evoluíram ao longo dos anos, e hoje, apresentam uma velocidade de execução bastante superior, em comparação com os protótipos convencionais.
O aspeto revolucionário das técnicas de prototipagem consiste no facto de que os objetos produzidos não carecerem necessariamente de serem realizados pela remoção de material, como em centros de maquinagem, tornos, máquinas de corte laser, mas sim por adição de material (AM) com as impressoras 3D em que os objetos são gerados pela estratificação e adição de material.
Existe assim a possibilidade de criar produtos mais diversificados, com diversas geometrias. Mas também
abre portas a uma redefinição das atividades dos processos de produção e logística, poderão ser criadas novas
figuras profissionais na área de fabricação, novas “plataformas de prototipagem para exploração, inovação,
invenção e aprendizagem, fornecendo estímulo para o empreendedorismo” (Gershfeld, 2012) como é o caso
dos Fab Labs, que apesar de se desenvolverem em contexto social, estão gradualmente a penetrar-se no
contexto industrial, em empresas como a Airbus, Safran, Airliquide, Orange e acima de tudo na Renault, que
tem sido pioneira na implementação de um Fab Lab corporativo (Lô & Fatien Diochon, 2019).
1. ESTADO DA ARTE/REVISÃO DA LITERATURA
EVOLUÇÃO DA INDÚSTRIA
Em pouco mais de 200 anos desde a 1ª Revolução Industrial, significativos avanços tecnológicos vêm alterando a organização económica, política e social das sociedades ao redor do mundo. Assim, a indústria foi o fator mais preponderante na aceleração do crescimento económico, tendo exercido grande impacto em diversos setores e consequentemente no desenvolvimento tecnológico.
Porém, é também este desenvolvimento tecnológico que continua a impulsionar cada vez mais a evolução da indústria, uma vez que, as revoluções industriais, adicionadas aos grandes avanços tecnológicos culminaram no surgimento da 4ª Revolução Industrial.
Figura 1 - Evolução Industrial (Borlido, 2017)
1.1.1 1ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A Primeira Revolução Industrial teve origem em Inglaterra, no final do século XVIII e, desde então, a ciência ingressou em um constante processo de evolução. Mais tarde, outros países como é o caso da Bélgica, Holanda, França, Rússia, Alemanha e Estados Unidos adotaram, também, este recente modelo de produção industrial.
Esse processo de Revolução Industrial ficou conhecido por importantes invenções, que provocaram a evolução do setor produtivo e de transporte. A ciência descobria a utilidade do carvão como fonte de energia e as máquinas a vapor e o uso da força hidráulica revolucionaram a indústria (Borlido, 2017).
As mudanças e evoluções continuaram a acontecer e surge então, neste contexto de inovação, a 2ª Revolução Industrial.
1.1.2 2ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
A 2ª Revolução Industrial foi um marco no desenvolvimento tecnológico entre o século XIX e a primeira metade do século XX. Uma série de inovações tecnológicas e um verdadeiro salto nos processos industriais ocorreram nesse período. Os principais palcos dessas mudanças foram a Inglaterra, França, Alemanha, Estados Unidos e Japão (Pires da Costa, 2018).
O início da 2ª Revolução Industrial, caracteriza-se pela chegada da energia elétrica e da produção em massa. Sendo que, algumas das inovações desta época, como a do motor a combustão, das primeiras máquinas elétricas e da invenção da lâmpada ainda se usam e também serão usadas numa revolução seguinte (Borlido, 2017).
1.1.3 3ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL
Nas décadas de 1950 e 1960 começou-se a desenhar-se uma revolução digital que despontou evidentemente na década de 1970, aquela que viria a ser considerada a 3ª Revolução Industrial, também chamada de Revolução Técnico-Científica e Informacional. A 3ª Revolução Industrial, trouxe uma renovação no processo económico, político e social, com a proliferação e uso dos semicondutores, dos computadores, automação e robotização em linhas de produção, com informação armazenada e processada de forma digital, as comunicações, os telefones móveis e a internet (Coelho, 2016).
Frente a essa intensa modernização social, cultural e económica, e assim como tem feito ao longo dos anos, o homem continuou investindo em desenvolvimento tecnológico e assim nasce a Indústria 4.0.
1.1.4 4ª REVOLUÇÃO INDUSTRIAL E A INDÚSTRIA 4.0
O mundo atual está a transformar-se a uma velocidade nunca antes vista na ciência e tecnologia. Dantes, as mudanças demoravam mais para serem aplicadas pela sociedade, porém, hoje em dia, as inovações são socializadas mais rapidamente. Em menos de duas décadas registou-se um crescimento exponencial das contribuições científicas e tecnológicas em diferentes campos do conhecimento, como nos casos de desenvolvimento de nanopartículas, biotecnologia, eletromagnetismo, robótica, realidade virtual e aumentada, e assim por diante (Reyes Fabela & Pedroza Flores, 2018).
A quarta Revolução Industrial trás consigo progressões de tal ordem que impactarão a escala, o objetivo e a complexidade dos negócios, alterando profundamente os drivers de competitividade dos negócios do século XXI.
Ao invés das revoluções industriais anteriores, esta 4RI está evoluindo a uma taxa exponencial, em vez de linear. Este é o resultado do mundo multifacetado e profundamente interconectado em que vivemos, que combina várias tecnologias. Por sua vez, uma nova tecnologia gera uma outra tecnologia mais recente e mais poderosa, provocando mudanças de paradigma sem precedentes em ambientes económicos, comerciais e sociais (Reyes Fabela & Pedroza Flores, 2018).
O conceito de 4RI estimulou a introdução do termo “Indústria 4.0’, pois, em geral, o termo indústria 4.0’
é comparado e usado sistematicamente como a 4RI. No entanto, este último refere-se a uma transformação que inclui um impacto na sociedade civil, estruturas de governo e identidade humana, além de ramificações económicas e industriais. O termo “4ª revolução industrial " é aplicado a evoluções tecnológicas significativas, por outro lado, Indústria 4.0 concentra-se na fabricação no contexto atual, e está, portanto, separada da 4RI em termos de objetivo (Sung, 2018). A Indústria 4.0 é considerada uma nova etapa industrial, caracterizada por Schwab como sendo “a fusion of technologies that is blurring the lines between the physical, digital, and biological spheres” (García Ferrari, 2017), em que a integração e a conectividade de produtos podem ajudar as empresas a alcançar um desempenho industrial mais elevado, baseando-se na união de sistemas inteligentes de produção em todas as etapas do desenvolvimento de um produto ou processo, de forma a gerar um impacto benéfico na eficiência e produtividade. Contudo, pouco se sabe sobre como as indústrias vêm a contribuição potencial das tecnologias relacionadas à Indústria 4.0 para desempenho industrial, especialmente em países emergentes (Dalenogare, Benitez, Ayala, & Frank, 2018).
1.1.4.1 Os Pilares da Indústria 4.0
O conceito de Indústria 4.0 deve ser implementado de forma interdisciplinar e em estreita cooperação com as outras áreas-chave e usando os 9 pilares ou condutores de diferentes tecnologias (Pires da Costa, 2018).
Assim, a indústria 4.0 está focada na melhoria contínua em termos de eficiência, segurança, produtividade das operações e especialmente no retorno do investimento (Coelho, 2016).
Muitos dos 9 pilares que formam a base para a Indústria 4.0 já são usados na fabricação, mas com a
Indústria 4.0, eles transformarão a produção: células isoladas e otimizadas se unirão como um fluxo de
produção totalmente integrado, automatizado e otimizado, levando maior eficiência e mudança nos
relacionamentos tradicionais de produção entre fornecedores, produtores e clientes - bem como entre humanos e máquinas (Rüßmann et al., 2015).
Seguidamente, a Figura 2, mostra as tecnologias conhecidas como os nove pilares do avanço tecnológico.
Figura 2 - Os 9 Pilares da Indústria 4.0 (Rüßmann et al., 2015)
• Big Data and analytics - O conceito atua como um grande banco de dados e aparece no mundo industrial devido ao aumento da quantidade de dados a serem analisados de diferentes fontes, tais como, equipamentos e sistemas (Rüßmann et al., 2015). Com um número crescente de produtos e sistemas inteligentes nas fábricas e no mercado, a quantidade de dados disponíveis para os fabricantes se multiplicará. Sua análise irá identificar padrões e interdependências, analisar processos e descobrir ineficiências e até prever eventos futuros. Isso abrirá novas oportunidades, não apenas para melhorar a eficiência, mas para descobrir serviços para o cliente, que serão conhecidos muito melhor (del Val Román, 2016).
• Autonomous Robot – O aprimoramento da inteligência artificial permitiu a criação de robôs cada vez
mais autónomos, flexíveis e cooperativos. Futuramente, os robês vão interagir e trabalhar em
segurança com os Humanos, oferecendo uma gama de recursos muito superiores aos usados
atualmente na indústria (del Val Román, 2016).
• Simulation - Trata-se da virtualização, reprodução virtual, de ambientes e processos de desenvolvimento e manufatura na Indústria possibilitando maior controle e identificação de não conformidades. Porém, no futuro, as simulações serão usadas mais intensamente nas operações industriais (Rüßmann et al., 2015).
• Horizontal and Vertical System Integration - Integração horizontal está relacionada com a conexão entre a fábrica e a sua cadeia de valor externa, conectando-se aos parceiros externos. Já a integração vertical, trata-se da integração de sistema de tecnologia da informação nos vários níveis de produção, e também, da integração da estrutura interna da empresa (Rüßmann et al., 2015).
• The Industrial Internet of Things – A IoT já faz parte do nosso quotidiano. Temos atualmente disponível uma biblioteca infindável de informação (Big-Data) que consultamos a qualquer instante.
Com esta tecnologia, podemos conectar maior número de dispositivos e equipamento, e isso permitirá que os dispositivos comuniquem e interajam uns com os outros (Coelho, 2016).
Figura 3 - Internet das coisas (Borlido, 2017)
• Cíbersecurity – Com o aumento da conectividade e uso de protocolos de comunicação, a necessidade de proteger os sistemas de ameaças cibernéticas, também aumenta. Assim, a segurança cibernética está destinada a lidar com os riscos provenientes de cyber espaço, e o cyber espaço por sua vez está associado com a internet, comunicação entre máquinas e dispositivos, também está associado a códigos maliciosos em dispositivos portáteis (De Severo Pasquini, 2018).
• The cloud – Produtos e sistemas inteligentes gerarão enormes quantidades de dados a serem
armazenados e processados, que devem estar acessíveis on-line de qualquer lugar. A nuvem permite
esse fluxo de dados sem fronteiras e elimina a necessidade de investimento em infraestrutura para
aumentar a capacidade, permitindo uma flexibilidade sem precedentes (del Val Román, 2016).
• Additive Manufacturing – Atualmente a impressão 3D, é usada principalmente para a criação de protótipos e produção de componentes individuais. Com a I 4.0, esta tecnologia será amplamente utilizada para produzir pequenos lotes de produtos personalizados, embora o seu uso industrial ainda seja escasso, a fabricação aditiva eliminará as desvantagens de eficiência da produção de produtos personalizados e isso permitirá prototipagem rápida e fabricação altamente descentralizada (del Val Román, 2016; Rüßmann et al., 2015).
• Augmented Reality - Os sistemas baseados em realidade aumentada estão atualmente em sua infância, mas no futuro fornecerão aos trabalhadores informações em tempo real para melhorar a tomada de decisão e os procedimentos de trabalho. Por exemplo, os trabalhadores podem receber instruções para um reparo e visualizá-lo usando dispositivos como óculos de realidade aumentada, o que aumentará a eficiência e a segurança (del Val Román, 2016).
FAB LABS
1.2.1 DEFINIÇÃO DE FAB LAB
A Fab Foundation, rede internacional foi fundada pelo professor do MIT Neil Gershenfeld. O projeto Fab Lab teve no sucesso dos alunos do MIT de um curso experimental lançado por Gershenfeld em 1998 chamado
“How to Make (Almost) Anything”, cuja intenção era reunir a fabricação pessoal e digital, criatividade individual e colaboração em grupo. O nome ilustra claramente a ideia que inspirou os Fab Labs: a criação de locais onde a tecnologia da informação atende à atividade produtiva. Por outras palavras , novos objetos são criados usando design digital interagindo com máquinas que operam em materiais físicos (Bravi, 2019).
A Fab Foundation define a Fabricação de Laboratórios (Fab Lab) como sendo “uma plataforma de prototipagem técnica para inovação e invenção, fornecendo estímulo ao empreendedorismo local. O Fab Lab também é uma plataforma para aprendizagem e inovação: um lugar para brincar, criar, aprender, orientar, inventar. Um Fab Lab significa conectar-se a uma comunidade global de alunos, educadores, tecnólogos, pesquisadores, fabricantes e inovadores - uma rede de compartilhamento de conhecimento que abrange 30 países e 24 fusos horários. Como todos os Fab Labs compartilham ferramentas e processos comuns, o programa está construindo uma rede global, um laboratório distribuído para pesquisa e invenção.” («FabFoundation», 2019).
Fab Lab é uma plataforma de prototipagem para a aprendizagem e inovação que fornece estímulos
importantes para o empreendedorismo local e baseia-se principalmente em quatro fatores-chave: abertura,
colaboração interdisciplinar, eficácia e transferibilidade. Atualmente, o conceito do Fab Lab não é uma
alternativa à produção em massa na criação de produtos de grande escala, mas está empenhado em demonstrar
o seu potencial em modificar a lógica de fabricação, oferecendo aos indivíduos a capacidade de criar produtos
personalizados sob medida, para as necessidades locais e pessoais, ser considerado económico de acordo com
a lógica da produção em massa (Bravi, 2019). É um espaço com um caráter social marcado que oferece
ferramentas de fabricação acessíveis e, às vezes, é concebida como uma plataforma apropriada para iniciar
rapidamente processos de prototipagem e desenvolvimento de qualquer tipo de objeto (García-Ruiz & Lena- Acebo, 2018). Além disso, os Fab Labs podem ser incubados por empresas já maduras, que pretendem criar laboratórios com objetivos sociais, educacionais, pesquisa e divulgação de seus produtos e serviços, tal como acontece com a Renault que é pioneira no setor industrial no desenvolvimento de seu próprio Fab Lab interno (Lô & Fatien Diochon, 2019).
1.2.2 FAB LABS EM PORTUGAL
Dinamizado pela Associação Portuguesa de Laboratórios de Fabricação Digital (APLFD), o projeto Fab Lab foi financiado pelo QREN, no âmbito do COMPETE - Programa Operacional Fatores de Competitividade através do Sistema de Apoio às Ações Coletivas.
Há já dezenas de laboratórios digitais espalhados pelo mundo, desde o centro dos Estados Unidos até à Índia rural, passando pelo norte da Europa ou pela África do Sul. Contudo, a realidade em Portugal assume uma dimensão um pouco diferente. Portugal recebeu em 2011 o seu primeiro laboratório digital de prototipagem: o FabLabEDP. Aliás, o FabLabCoimbra e o FabLabEDP são os dois primeiros Fab Labs a funcionar em Portugal, em articulação com a Associação Portuguesa de Laboratórios de Fabricação Digital.
Enquanto o FabLabEDP está associado à temática da Inovação, Ciência e Tecnologia, o FabLabCoimbra privilegia as áreas da inovação, saúde e tecnologia (COMPETE, 2012). Neste momento, Portugal já conta com 21 Fab Labs ativos («FabFoundation», 2019).
Figura 4 - Fab Labs ativos em Portugal.
Fonte: http://www.fabfoundation.org/index.php/fab-labs/index.html
1.2.3 FAB LAB - EQUIPAMENTO
Os Fab Labs são novas áreas de oficina de pequena escala que oferecem a possibilidade de fabricação digital e prototipagem rápida a qualquer pessoa interessada. Estes são executados principalmente por entusiastas chamados "Makers" e tais estruturas formam uma rede distribuída de laboratórios que permitem a invenção e fornecem acesso a uma série de ferramentas controladas por computador flexíveis que abrangem várias escalas de comprimento e vários materiais diferentes. Também é um local de trabalho para a inovação, fornecendo estímulo para o empreendedorismo em escalas locais. Um Fab Lab torna-se uma plataforma de aprendizagem e troca de conhecimento: um lugar aberto para brincar, criar, aprender, orientar, compartilhar e inventar. Está disponível como um recurso da comunidade, oferecendo acesso aberto a indivíduos, bem como acesso programado a workshops e atividades de preparação em diferentes assuntos tecnológicos (Fonda &
Canessa, 2016).
Além disso, os Fab Labs têm uma lista recomendada de recursos chamada “Fab Lab Inventory”. Estes incluem um cortador a laser para fazer estruturas 3D a partir de projetos 2D, uma fresadora de controle numérico computadorizado (CNC) para fabricação de móveis e peças metálicas, um serrote de controle numérico (NC) e uma mini fresadora para fabricação de circuitos e moldes para fundição, impressoras e scanners 3D , uma bancada de trabalho eletrônica, um conjunto de ferramentas e materiais que permite a qualquer um fazer qualquer coisa (Bravi, 2019), bem como uma unidade da Polycom, que é um computador especial que conecta a escola a engenheiros do MIT e a Fab Labs em todo o mundo por meio de videoconferência para colaboração de projetos (DeNisco, 2012).
1.2.4 PROTOTIPAGEM
Criatividade, juntamente com a realização de ideias, é essencial para o progresso. Hoje, a evolução de uma ideia para sua aplicação pode ser facilitada pela implementação de Laboratórios de Fabricação, ou Fab Labs, com ferramentas digitais acessíveis para prototipagem. Estas máquinas podem produzir protótipos com o objetivo de permitir fazer "quase tudo" e de prototipar e refinar novas ideias. Esses protótipos abrangem produtos com tecnologia de ponta, geralmente percebidos como limitados à produção em massa e à experimentação (Fonda & Canessa, 2016). A utilização da prototipagem pode eventualmente provocar um aumento dos custos diretos de projeto, contudo, a segurança induzida na equipa de projeto pode traduzir-se em ganhos significativos em termos do time to market, garantindo assim uma maior agressividade e consequente vantagem competitiva da empresa utilizadora. Os aparentes incrementos no custo final do produto podem traduzir-se em grandes lucros globais. Paralelamente, a realização rápida de protótipos pode constituir um suporte às ações de marketing e mesmo um precioso auxilio à comercialização dos produtos (Lino & Neto, 2000).
A fim de otimizar a produção de seus produtos, através da melhoria de seu processo de desenvolvimento
do produto (PDP), aumento da qualidade e da competitividade, muitas empresas investem cada vez mais em
novas tecnologias, como a Prototipagem Rápida (PR). Tecnologias de PR são utilizadas na fabricação de
modelos, protótipos e produtos, seja através da sobreposição sucessiva de camadas (Impressão 3D), como também por meio da remoção de materiais, como a usinagem, por exemplo, utilizando para isso, máquinas e equipamentos automatizados, operados por CNC (Nishimura, Rodrigues, Júnior, & Silva, 2016). Em muitos casos, é mesmo a partir dos protótipos que se realizam as pré séries e mesmo as próprias peças definitivas.
1.2.4.1 Manufatura aditiva vs Manufatura Subtrativa
O processo tradicional de prototipagem, já é há muito tempo utilizado com o objetivo de o bter artigos para fins visuais ou funcionais, porém um primeiro modelo de um produto, é na maioria das vezes extremamente moroso. Já a Prototipagem Rápida (PR) pode ser aplicada tanto na confeção de protótipos quanto na produção de produtos para o uso final, pois é capaz de criar peças com geometrias complexas, com alta precisão dimensional, e elaborar partes internas da peça.
Embora as tecnologias aditivas, onde as camadas são sobrepostas uma a uma com deposição de material, sejam as mais populares na Prototipagem Rápida, existem também as tecnologias subtrativas, na qual a máquina remove material a partir de um bloco até obter a peça desejada. A PR pode otimizar o processo de produção de um produto, por isso é importante que o tipo de tecnologia seja escol hido adequadamente.
Na tecnologia aditiva, a máquina decodifica o arquivo em 3D, fatia esse arquivo em camadas, e produz a peça através da sobreposição sucessiva das camadas de material (Nishimura et al., 2016; Oliveira, 2008).
As principais vantagens do uso das tecnologias aditivas quando comparada aos métodos clássicos de fabricação subtrativa como fresar e tornear, são:
• Fabricação de objetos com qualquer complexidade geométrica podem ser fabricados sem precisar de ajustes elaborados de máquinas ou execução em partes para uma montagem posterior e reduzir bastante o tempo de produção;
• Sistemas de PR reduzem a construção de objetos complexos a um processo gerenciável, direto e relativamente fácil;
• é capaz de converter o desenho em objetos físicos sem qualquer intervenção humana.
Contudo a sua automação total vem com comprometimentos nas qualidades de geometria e material (Karunakaran, Suryakumar, Pushpa, & Akula, 2010; Ni et al., 2018; Saura, 2003).
Na tecnologia subtrativa, o modelo final é obtido através de remoção de material a partir de um bloco. A
produção de peças através das tecnologias subtrativas costuma ser mais barata do que nas aditivas, cujo custo
da matéria-prima, assim como da hora/máquina, costumam ser maiores. Outra vantagem é permitirem o uso
de uma vasta gama de materiais, como madeira, MDF, plástico e alumínio (Nishimura et al., 2016).
Figura 5 - Diferenças entre a maquinação convencional e a prototipagem rápida (Rapid, 2012)
Portanto, embora a PR não seja a solução para todos os problemas da fabricação de protótipos, ela oferece vantagens se a exigência envolver a produção de uma peça ou objeto da geometria moderadamente complexa, de forma rápida. Contudo, deve-se considerar que, ainda para construção de protótipos a tecnologia CNC é económica, extensamente compreendida é a única opção quando se trata de componentes de alta qualidade, exigindo também maior intervenção humana para gerar os programas CNC (Karunakaran et al., 2010; Saura, 2003).
Em suma, na PR não existem processos ideais, apresentando cada um, consoante a aplicação em causa, vantagens e desvantagens. Na altura de se optar por um processo, deverá ter- se em conta fatores tais como propriedades físicas, mecânicas e estéticas exigidas ao protótipo, material a utilizar, disponibilidade das tecnologias e custos envolvidos e finalmente os prazos para a realização do protótipo.
1.2.5 METROLOGIA
A Indústria 4.0 não é uma corrente ou uma moda, mas sim uma evolução dos sistemas produtivos industriais que garante benefícios como a redução de custos, de energia, o aumento da segurança e da qualidade, e a melhoria da eficiência dos processos (Ribas, 2017). É importante identificar e escolher a opção mais viável para a execução do projeto, a fim de otimizar seu processo de produção e evitar possíveis imprevistos. Vale salientar que a criação de protótipos possibilita a realização de testes e provas, a fim de minimizar os erros no final do processo, e assim melhorar o PDP. Portanto, não há nada melhor em protótipos, do que confecioná-los no material em que será produzido em escala, permitindo testes reais de material com alta precisão dimensional nos protótipos. Pois o objetivo é minimizar erros e acelerar a chegada do produto ao mercado, sem perder qualidade no processo desenvolvimento do projeto (Junior, Junior, & Neto, 2007).
No caso particular da indústria, a competitividade natural entre empresas tem acelerado os processos de
inovação e desenvolvimento e exigido simultaneamente que os sistemas de produção e de controlo da qualidade
apresentem rapidez, flexibilidade e fiabilidade. Produzir componentes técnicos de grande complexidade e com
elevado número de especificações, exige que as empresas possuam meios de controlo expeditos que permitam realizar a avaliação da conformidade. Neste contexto, a metrologia revela-se um importante recurso para apoio aos processos de inovação, desenvolvimento, aos processos produtivos, e permite acompanhar o progresso tecnológico de acordo com os princípios da indústria 4.0 (Ferreira & Guerra, 2018).
Figura 6 - Processo de integração (processo produtivo e controlo da qualidade) na indústria 4.0 (Ferreira & Guerra, 2018)
A Metrologia geométrica fornece as ferramentas, fazendo a ligação entre diversas etapas do design, da fabricação e da função de um produto, desde a ideia do produto até o produto final.
Perante a necessidade de garantir conformidade das especificações dimensionais e geométricas dos
componentes técnicos, estas podem ser controladas com máquinas de medição por coordenadas (CMM),
tecnologia que promove controlos rápidos, que é claramente de alta relevância no caso de produção de
pequenos lotes como é o caso dos protótipos, e com capacidade para gerar um grande volume de dados,
facilitando a interação com o processo produtivo, procurando garantir a sua conformidade (Ferreira & Guerra,
2018).
As CMM’s vieram dar um novo impulso no campo da metrologia geométrica e dimensional. Em ambientes industriais tornou-se um importante recurso para os sistemas de qualidade, para a monitorização de processos de fabricação, na redução de erros durante o processo de fabrico, inspeção de especificações de produtos e melhoria contínua da qualidade (Ferreira, Vicente, & Sanchez, 2013), acompanhando a efetividade dos mais recentes sistemas de produção de acordo com as exigências da indústria 4.0, o novo paradigma das empresas.
Figura 8 - Suporte das CMM’s a diferentes tipos de processos (Ferreira & Guerra, 2018)
2. MÉTODO/METODOLOGIA DE INVESTIGAÇÃO
Pretende-se, através de um questionário, entrar em contacto com os Fab Labs ativos em Portugal. Os Fab Labs que participam nesta pesquisa foram encontrados no site oficial da Fab Foundation (http://fabfoundation.org/), uma organização formada em 2009 para facilitar e apoiar o crescimento do mercado internacional Rede de laboratório, bem como na Associação de FabLabs Portugal (http://www.fablabsportugal.pt/). O questionário começou a ser elaborado em abril de 2019, com base num questionário italiano difundido ao nível Europeu e dos EUA, para uma tese de Doutoramento (Additive Manufacturing: analysis of the economic context and evaluation of the indoor air quality, with a Total Quality Management approach (Bravi, 2019)). Os Fab Labs ativos foram contactados diretamente via telefónica, e- mail ou através da Associação de Fab Labs Portugal. O questionário foi projetado numa plataforma digital, designada ‘Google Forms’.
A primeira seção investiga o perfil do respetivo Fab Lab, considerando a localização, o número de trabalhadores, o tamanho da estrutura, a receita, o número médio de utilizadores e os seus investimentos em máquinas e tecnologia. A segunda seção descreve as habilidades e competências dos Fab Labs, nomeadamente, quais são os seus principais clientes, que tipo de produtos eles realizam e a qual setor se destina, que tipo de novas máquinas digitais eles usam mais, suas principais habilidades e serviços que entregam aos seus clientes.
Por fim, a seção três tem em consideração o uso de tecnologias digitais e a interligação com a indústria.
Nesta seção, tentamos investigar qual percentagem de protótipos desenvolvidos integralmente no Fab Lab que efetivamente chegaram à indústria, também perceber qual o nível de ligação dos respetivos Fab Labs com as indústrias de prototipagem e não só, bem como perceber se as organizações externas optam por desenvolver projetos os colmatar deficiências nas incubadoras dos Fab Labs. Nesta parte será também investigada a contribuição dos SGQ nomeadamente através da metrologia, para a inovação de produtos no âmbito dos Fab Labs. No final da seção, foi também questionado, com base nas experiências, na procura de novos projetos por parte dos clientes e na experiência da evolução e pregresso do mercado, quais as tecnologias que serão determinantes, num futuro próximo, e que, quem sabe, talvez possam impulsionar a entrada numa nova revolução industrial.
2.1 AMOSTRAGEM E RECOLHA DE DADOS
Para o desenvolvimento do trabalho foi necessário recolher um conjunto de dados relacionados com os Fab Labs. Para o efeito foram enviados a todos os Fab Labs nacionais (25) um email, no dia 03/07/2019, onde se indicava o objetivo do trabalho e pedia colaboração através da resposta ao questionário que seguia em anexo.
Verificando, 7 dias depois, que o número de respostas (3) era manifestamente insuficiente foram efetuados
contactos telefónicos para reforçar o pedido de colaboração. Apenas 16 Fab Labs responderam ao questionário
constituindo a amostra que serve de base ao trabalho desenvolvido.
O questionário utilizado foi devidamente adaptado de um questionário já utilizado (Additive Manufacturing: analysis of the economic context and evaluation of the indoor air quality, with a Total Quality Management approach (Bravi, 2019)) e cujos resultados deveriam ser comparados para o cumprimento dos objetivos propostos.
O questionário foi enviado para o responsável da área da produção em formato digital através do ‘Google Forms’. O processo de recolha de dados ficou concluído no mês setembro.
Os dados foram tratados e analisados com recurso ao SPSS (IBM SPSS Statistics 22) e as tabelas criadas através do Microsft Ofice excel.
2.2 ANÁLISE DE DADOS
Para estudar as diversas dimensões de competências dos Fab Labs realizamos uma Análise dos Componentes Principais (PCA), com rotação Oblimin, tendo sido excluídas, da análise, as variáveis cujos factor loadings são inferiores a 0,6 (Jennrich & Sampson, 1966).
A escala utilizada para as variáveis em estudo foi uma escala de Likert de 5 posições.
3. RESULTADOS
3.1 INDICADORES ESTATÍSTICOS
Foi realizada uma análise descritiva para evidenciar as principais características dos Fab Labs com o objetivo de determinar o seu perfil sociodemográfico e económico. As tabelas 1 a 7 apresentam estes indicadores. Além disso, foi medido o valor de alfa de Cronbach para averiguar a consistência interna de cada um dos grupos de perguntas, isto é a capacidade de avaliar ou medir, de cada grupo de perguntas. De acordo com Taber (2018), um valor de alfa superior ou igual a 0,7 garante uma consistência interna razoável.
Na tabela 1, que permite analisar os principais utilizadores dos Fab Labs Portugueses relaciona 7 questões, apresentando um alfa de Cronbach igual a 0,862 indicando uma boa consistência interna. Podemos observar que os clientes individuais (3,44) são os clientes com que os laboratórios mais trabalham. Contrariamente, são as empresas de manufatura (2,06) que menos procuram os serviços oferecidos pelos Fab Labs, porém são também as empresas de manufatura que apresentam um menor desvio padrão (0,854), o que permite concluir que existe uma maior homogeneidade nas respostas destes utilizadores referentes a esta questão. Salienta-se ainda que em apenas dois grupos têm valores acima do ponto médio da escala.
Tabela 1 - Principais utilizadores dos Fab Labs Portugueses (α=0,862)
N Mínimo Máximo Média Desvio
Padrão
Empresas de manufatura 16 1 4 2,06 0,854
Clientes individuais 16 2 5 3,44 1,365
Profissionais 16 2 5 3 1,033
Instituições / Escolas 16 1 4 2,81 1,109
Universidades 16 1 5 2,38 1,088
Artistas 16 1 5 2,81 1,167
Designers 16 1 5 2,81 1,167
Na tabela 2, podemos constatar quais os setores com que os Fab Labs mais trabalham, sendo que o setor
da indústria da madeira, a par do setor da tecnologia eletrónica (2,56) são os setores que mais trabalham nos
Fab Labs Portugueses. Já o setor automotive (1,50) é o setor que menos procura os serviços oferecidos pelos
Fab Labs Portugueses. Contudo o valor de alfa de Cronbach apresentado não oferece grande confiança
Tabela 2 - Setores com que os Fab Labs Portugueses trabalham (α=0,523)
N Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
Moda 16 1 4 2,38 1,025
Indústria da madeira 16 1 5 2,56 1,209
Mecânico 16 1 4 2,25 ,931
Automotive 16 1 3 1,50 ,730
Alimentar 16 1 4 1,94 ,998
Tecnologia - Eletrónica 16 1 4 2,56 ,814
Tecnologia - IoT 16 1 4 2,31 ,946
Tecnologia - Software 15 1 5 1,93 1,100
Na tabela 3, podemos constatar que os tipos de produtos realizados em maior quantidade são os Produtos para um único cliente, dados que vão ao encontro dos da Tabela 1, onde analisamos que em Portugal são os clientes individuais que mais frequentam os Fab Labs. Por outro lado, os protótipos para empresas são aqueles que são realizados em menores quantidades pelos Fab Labs, comprovando também análise da tabela 1, onde foi possível observar que as empresas de manufatura eram quem menos utilizava os serviços dos Fab Labs Portugueses. A fiabilidade dos resultados é aceitável considerando o alfa de Cronbach igual a 0,77.
Tabela 3 - Tipo de produtos realizados (α=0,770)
N Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
Produtos - comercializados 16 1 4 2,31 ,946
Produtos - único cliente 16 2 4 2,75 ,856
Protótipos - empresas 15 1 3 2,07 ,594
Protótipos - único cliente 16 1 5 2,25 ,856
Na seguinte tabela (tabela 4), damos conta de que os equipamentos mais utilizados nos Fab Labs
Portugueses são, respetivamente, as máquinas de corte laser e as fresadoras CNC, equipamentos estes que
ainda pertencem à manufatura subtrativa. Comprovando a realidade das empresas portuguesas, que ainda não
deram o salto para uma manufatura mais ecológica e sustentável, a manufatura aditiva. Apesar da impressora
3D ser o 3º equipamento mais utilizado nos Fab Labs. Os equipamentos menos utilizados são os cartões de
controlo, seguido do scanner 3D. O valor de alfa de Cronbach apresentado é baixo (0,450) sendo discutível a
fiabilidade dos resultados obtidos.
Tabela 4 - Frequência de utilização dos equipamentos nos Fab Labs Portugueses (α=0,450)
N Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
Impressora 3D 16 2,00 5,00 3,6875 1,01448
Scanner 3D 12 1,00 4,00 2,0000 ,73855
Máquina de corte laser 15 2,00 5,00 4,5333 ,83381
Fresadora CNC 14 2,00 5,00 4,0714 ,82874
Cortador de vinil 14 2,00 4,00 3,0000 ,87706
Torno 12 1,00 4,00 2,3333 1,07309
Cartões de controlo 15 2,00 5,00 2,4667 ,91548
Punção de precisão 9 1,00 3,00 1,6667 ,86603
Na tabela 5, é possível observar que o serviço prestado com maior frequência nos Fab Labs Portugueses é a impressão de produtos, comprovando a ideia de que as impressoras 3D são um dos equipamentos mais utilizados nos Fab Labs Portugueses (tabela 4). Com o mesmo valor, os dois serviços prestados com menor frequência são a consultoria em materiais e os cursos experimentais.
Tabela 5 - Frequência da prestação dos serviços oferecidos pelos Fab Labs (α=0,834)
N Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
Impressão de produtos 16 2 5 3,62 1,088
Apoio à criação de Protótipos 16 2 5 3,13 1,147
Suporte e Design de novos
produtos 16 1 5 3,25 1,238
Apoio à redefinição do processo
produtivo 16 1 5 2,50 1,317
Consultoria em materiais 16 1 4 2,25 ,931
Cursos experimentais 16 1 4 2,25 1,065
Relativamente às competências dos Fab Labs Portugueses (tabela 6), podemos constatar que estes são mais
dotados na área da fabricação digital, seguindo-se materiais e software de design. O baixo desvio padrão destes
3 fatores revela uma boa homogeneidade das respostas. Por outro lado, estes apresentam menor valor de competências no ramo da programação de software.
Tabela 6 - Competências dos Fab Labs Portugueses (α=0,641)
N Mínimo Máximo Média Desvio Padrão
Programação Arduino 16 2 5 3,63 1,088
Programação de Software 16 1 5 3,00 1,211
Software de Design 16 3 5 4,31 ,793
Hardware 16 1 5 3,56 1,209
Materiais 16 2 5 4,25 ,775
Processos de negócio 16 2 5 3,62 1,147
IoT 16 1 5 3,25 1,065
Fabricação Digital 15 3 5 4,47 ,640
Analisando quais os fatores mais considerados na conceção dos produtos nos Fab Labs (tabela 7), damos conta de que a maior parte dos Fab Labs dá bastante importância, por esta ordem, ao design, à eco sustentabilidade e à qualidade do produto. Relativamente à segurança, este campo está equilibrado entre os que dão mais importância e os que dão menos, mas com uma ligeira tendência para os que dão mais importância.
Contrariamente, em termos de ergonomia dos produtos, ainda são poucos aqueles que consideram este campo na conceção dos seus produtos.
Tabela 7 - Fatores considerados na conceção de produtos (α=0,500)
N Sim Não
Design 16 14 2
Qualidade 16 11 5
Ergonomia 16 5 11
Segurança 16 9 7
Eco 16 13 3
3.2 ANÁLISE DOS COMPONENTES PRINCIPAIS
Desenvolvendo uma Análise de Componentes Principais (PCA) nos principais utilizadores dos Fab Labs Portugueses (tabela 8), damos conta da existência de dois componentes, ou seja, foi possível agrupar todos os utilizadores em dois grupos principais.
O primeiro grupo foi denominado por Concretização de ideias (variância cumulativa de 55,09%) e agrupa grande parte dos utilizadores dos Fab Labs Portugueses. O segundo grupo, denominado por Investigação (variância cumulativa de 74,67%), é o grupo constituído pelos utilizadores que menos aproveitam os serviços fornecidos pelos Fab Labs, ou seja, pelas empresas de manufatura e pelas universidades. O valor de KMO é de 0,645, o que segundo Kaiser (1974) indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é razoável.
Tabela 8 - PCA - Principais utilizadores dos Fab Labs Portugueses (α=0,862)
Componente
Concretização de ideias Investigação
Empresas de manufatura - ,896
Clientes individuais ,740 -
Profissionais ,906 -
Instituições / Escolas ,714 -
Universidades - ,927
Artistas ,955 -
Designers ,598 -
KMO 0,645
% Variância Cumulativa 55,087 74,672
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
Método de Rotação: Oblimin com Normalização de Kaiser.a a. Rotação convergida em 5 iterações.
Depois do desenvolvimento de uma Análise de Componentes Principais (PCA) nos setores principais com
que os Fab Labs Portugueses trabalham (tabela 9), podemos observar a existência de 3 componentes. O valor
de KMO é de 0,481, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é
inadequado. Aumentando o tamanho da amostra é uma estratégia que pode melhorar este resultado.
Tabela 9 - PCA - Setores com que os Fab Labs Portugueses trabalham (α=0,523) Componente
1 2 3
Moda - ,784 -
Indústria da madeira - ,938 -
Mecânico ,941 - -
Automotive - - -,732
Alimentar - - -,950
Tecnologia - Eletrónica ,925 - -
Tecnologia - IoT ,876 - -
Tecnologia - Software - ,655 -
KMO 0,481
% Variância Cumulativa 38,915 61,171 77,060
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
Método de Rotação: Oblimin com Normalização de Kaiser.a a. Rotação convergida em 5 iterações.
Depois de ser efetuada uma Análise de Componentes Principais (PCA) ao tipo de produtos realizados pelos Fab Labs Portugueses (tabela 10), detetamos que foi possível o agrupamento de todos os tipos de produtos em apenas um componente, denominado de Realização de produtos. O valor de KMO é de 0,649, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é razoável.
Tabela 10 - PCA - Tipo de produtos realizados (α=0,770) Componente Realização de produtos
Produtos - comercializados ,721
Produtos - único cliente ,703
Protótipos - empresas ,797
Protótipos - único cliente ,888
KMO 0,649
% Variância Cumulativa 60,960
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
a. 1 componente extraído.
Após de ser efetuada uma Análise de Componentes Principais (PCA) à frequência de utilização dos equipamentos nos Fab Labs Portugueses (tabela 11), detetamos que foi possível o agrupamento de todos os equipamentos em 3 componentes distintos. O valor de KMO é de 0,404, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é bastante baixo. A resposta para melhorar este indicador passa por aumentar a dimensão da amostra.
Tabela 11 - PCA - Frequência de utilização dos equipamentos nos Fab Labs Portugueses (α=0,453) Componente
1 2 3
Impressora 3D - - ,834
Scanner 3D ,687 - -
Máquina de corte laser - - ,604
Fresadora CNC ,838 - -
Cortador de vinil ,654 - -
Torno - ,650 -
Cartões de controlo - - ,680
Punção de precisão - ,900 -
KMO 0,404
% Variância Cumulativa 27,869 50,075 66,411
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
Método de Rotação: Oblimin com Normalização de Kaiser.a a. Rotação convergida em 10 iterações.
Posteriormente a ser efetuada uma Análise de Componentes Principais (PCA) à frequência de prestação dos serviços oferecidos pelos Fab Labs Portugueses (tabela 12), detetamos que foi possível o agrupamento de todos os tipos de produtos em apenas um componente, denominado de Suporte, treino e realização de produtos.
O valor de KMO é de 0,727, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum
é razoável. O Apoio à criação de protótipos é a variável com maior contributo para o componente.
Tabela 12 - PCA - Frequência da prestação dos serviços oferecidos pelos Fab Labs (α=0,834) Componente
Suporte, treino e realização de produtos
Impressão de produtos ,606
Apoio à criação de Protótipos ,807
Suporte e Design de novos produtos ,700
Apoio à redefinição do processo produtivo ,793
Consultoria em materiais ,780
Cursos experimentais ,767
KMO 0,727
% Variância Cumulativa 55,545
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
a. 1 componentes extraídos.
Após de ser efetuada uma Análise de Componentes Principais (PCA) às competências dos Fab Labs Portugueses (tabela 13), foi possível o agrupamento de todos os equipamentos em 3 componentes distintos, as Competências em Hardware, programação e Negócio (variância cumulativa de 41,20%), as Competências na criação de ideias (variância cumulativa de 63,08%) e nas Competências em materiais (variância cumulativa de 79.25%). O valor de KMO é de 0,505, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é baixo. A componente Competência em materiais é composta por uma única variável (Materiais).
Tabela 13 - PCA - Competências dos Fab Labs Portugueses (α=0,641) Componente Competências em Hardware,
programação e Negócio
Competências na criação de ideias
Competências em materiais
Programação Arduíno ,683 - -
Programação de Software ,724 - -
Software de Design - ,841 -
Hardware ,839 - -
Materiais - - ,984
Processos de negócio ,672 - -
IoT ,932 - -
Fabricação Digital - ,879 -
KMO 0,505
% Variância Cumulativa 41,200 63,079 79,251
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
Método de Rotação: Oblimin com Normalização de Kaiser.a a. Rotação convergida em 7 iterações.
Desenvolvendo uma Análise de Componentes Principais (PCA) nos fatores considerados na conceção dos produtos pelos Fab Labs Portugueses (tabela 14), damos conta da existência de dois componentes.
O primeiro grupo foi denominado por Qualidade no bem-estar (variância cumulativa de 35,91%) e agrupa o tipo de qualidade tangível pelo utilizador na utilização e manuseamento do produto. O segundo grupo, denominado por Qualidade indireta (variância cumulativa de 64,37%), é o grupo constituído pela qualidade do produto que não a de facilidade de manuseamento, ou seja, a qualidade do design e a qualidade ecológica dos produtos. O valor de KMO é de 0,448, o que indica que a proporção da variância que as variáveis apresentam em comum é bastante baixo.
Tabela 14 - PCA - Fatores considerados na conceção de produtos (α=0,500) Componente
Fatores primários na conceção do produto
Fatores secundários na conceção do produto
Design - ,820
Qualidade ,578 -
Ergonomia ,786 -
Segurança ,852 -
Eco - ,700
KMO 0,448
% Variância Cumulativa 35,913 64,369
Método de Extração: Análise de Componente Principal.
Método de Rotação: Oblimin com Normalização de Kaiser.a a. Rotação convergida em 9 iterações.
