EMC 6605 - Projeto Conceitual TRIMESTRE 2006.1

EMC 6605 - Projeto Conceitual TRIMESTRE 2006.1 CAPÍTULO VI SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO 2 PROJETO CONCEITUAL CAPÍTULO 6 Capítulo 6 Síntese de Soluções Alternativas Inovação do Produto Principais tópicos introdução Métodos intuitivos de geração de concepções do produto Métodos sistemáticos de geração de concepções 1

3 Contextualização PLAN. ESTRATEG. DA INOVAÇÂO Inteligência Competitiva Fonte: adaptado de ROMANO (2003) 4 Contextualização ELABORAÇÃO DO PROJETO Projeto Informacional Projeto Conceitual Projeto Preliminar Projeto Detalhado Especificações de Projeto Concepção do Produto Viabilidade Técnica e Econômica Documentação do Produto Projeto Conceitual: é a fase cujo objetivo é, a partir das especificações de projeto, desenvolver as melhores concepções para o produto. 2

5 No Capítulo V foram descritas formas e métodos de elaboração das especificações de projeto. Este conjunto das especificações é uma descrição das características que o produto deve ter. O Capítulo VI e VII têm o objetivo de gerar soluções alternativas que atendem às especificações definidas. A equipe de projeto deve ter por objetivo a geração de várias soluções alternativas para o mesmo problema. Pode-se assim comparar e combinar soluções e, ao longo do processo de projeto, selecionar a melhor e mais inovadora concepção para o produto. 6 Para obter soluções alternativas, a equipe de projeto precisa ser criativa. Recomenda-se usar métodos ou procedimentos que permitem, de forma rápida, a obtenção de um conjunto de soluções inovadoras. Para identificar indivíduos criativos, suas capacidades ou características, o modo como procedem quando chegam a soluções criativas, muito se tem pesquisado e publicado sobre o tema de criatividade. Descrever alguns métodos ou procedimentos que se mostraram úteis na obtenção de um conjunto de soluções, de forma mais rápida e com resultados mais inovadores. 3

7 Definições Criatividade é a habilidade dos membros da equipe de terem idéias novas e úteis para resolver o problema ou de sugerir soluções para a concepção de um produto. Produtos, processos, soluções de problemas, idéias criativas devem ter as qualidades de: apresentar novidade, ser única; ser útil ou apreciada e simples. O processo de criação ou de geração de concepções, pode ser descrito pelos passos: Preparação Esforço concentrado Afastamento Visão 8 Preparação: O início do processo é a formulação do problema e busca de informações ou de habilidades. A formulação do problema parte das especificações de projeto. A busca de informações é bem ampla: em revistas técnicas; na natureza; livros textos; bancos de patentes; benchmarking; produtos existentes no mercado folhetos; manuais de produtos; consumidores; especialistas; associações de profissionais; feiras de amostras; serviços de pesquisas; relatórios governamentais; e outras fontes. 4

9 Esforço concentrado: para encontrar soluções requer-se um trabalho árduo. É uma frase comum dizer que a solução é encontrada com muito mais transpiração do que inspiração. Para que esta etapa do processo criativo seja mais eficiente recomenda-se o uso de métodos de criatividade. Estes métodos recomendam a geração de idéias em quantidade, sem preocupar-se com restrições de viabilidade de qualquer natureza e de domínios de conhecimento. 10 Afastamento: é necessário um esforço concentrado, mas as vezes é conveniente um afastamento temporário. Havendo dificuldades na obtenção de uma solução pode ser que o problema esteja sendo observado sob a mesma ótica ou método. Visão: após um período de afastamento, que pode ser ocupado com outra atividade, na volta ao problema é provável que o mesmo seja visto sob outro ângulo ou enfoque. Este procedimento de afastamento e visão pode não ser tão linear, mas repetido até que seja encontrada uma solução. Antes de cada passo de visão é necessário uma análise e organização dos resultados já alcançados. 5

11 Seleção das idéias: os pontos fortes e fracos das idéias geradas devem ser considerados, combinando as boas partes de idéias, estabelecendo-se um processo de triagem para selecionar as idéias úteis. Revisão: uma vez encontradas as soluções, ou um conjunto de soluções, deve-se generalizar as soluções e, finalmente, submeter a avaliações frente às restrições do problema, as especificações. 12 Características de pessoas criativas O processo de criação, os métodos ou procedimentos de criatividade foram amplamente pesquisados. Foram pesquisados também os aspectos ou características dos indivíduos, ou da equipe de trabalho, tais como: motivações; mente aberta; características individuais; comportamento de trabalho em grupo. 6

13 mente aberta 14 Características de pessoas criativas é mais perceptiva; mais aberta à experiências; mais curiosa; valoriza o teórico; mais intuitiva; mais otimista. 7

15 Barreiras da criatividade: definição incorreta do problema; hábitos; fixação funcional; Super-especialização; mentalidade prática; tendência em favor de tecnologias avançadas; medo da crítica; dependência excessiva de outros; motivação em excesso; recusa de sugestão não especialista; julgamento prematuro. 16 Definição incorreta do problema: o primeiro fator de sucesso é ter um problema definido de forma clara e precisa, sem indicar ou induzir uma solução e excluir possíveis alternativas. ter em mente que um problema bem formulado é um problema parcialmente resolvido. Hábitos: sob este termo consideram-se os conhecimentos, métodos e técnicas que os indivíduos utilizam para resolver o problema. os problemas, as condições e os tempos mudam. os hábitos devem ser avaliados para verificar se são os mais apropriados, se novos devem ser procurados ou, adotar diferentes hábitos para resolver um mesmo problema. 8

17 Fixação funcional: um produto ou uma determinada função, pode ter outros usos ou funções. pequenas modificações de um produto podem atender funções bem diversas da original. uma concepção de uma área de conhecimento, com algumas variações, pode ter aplicações em outras áreas. a procura por aplicações de soluções ou métodos em diferentes campos de conhecimento é chamada de interdisciplinaridade. 18 Superespecialização (inércia psicológica): profissional especializado chega rápido a uma solução de seu campo de especialização, sem considerar contribuições de outros domínios. para conceber soluções alternativas é necessária uma visão ampla dos potenciais dos diferentes domínios de conhecimento. um engenheiro mecânico poderia adotar um mecanismo de atrito para um redutor com variação contínua de velocidade, sem considerar potenciais de sistemas hidráulicos ou eletroeletrônicos; 9

19 Superespecialização: 20 Tendência em favor de tecnologias avançadas: apesar da relevância das tecnologias avançadas, as vezes, profissionais das áreas técnicas procuram adotar soluções que requerem formulações matemáticas e tecnologias muito avançadas e complexas. isto decorre da falsa noção de que o uso destas ferramentas certifica a competência do indivíduo e sua atualização. isto pode eliminar boas idéias, simples, intuitivas ou experimentais. 10

21 EXEMPLO Tampas alimentadas a cada 30 min num reservatório em posições aleatórias Alimentar tampas seqüencialmente, numa posição definida, uma a cada segundo Tampas colocadas em linha sobre correia transportadora com boca para baixo Alinhar tampas, com posições aleatórias e umas sobre as outras Colocar as tampas num mesmo plano, com posições aleatórias Colocar as tampas na posição correta sobre a correia Alimentar tampas Testar posição Colocar na posição Transportar tampas ALTERANTIVA 1 22 ESTRUTURA DE PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO 11

23 ESTRUTURA DE PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO 24 Mentalidade prática: pessoas têm a tendência de descer aos fatos tão logo um problema seja exposto, mesmo sem ter entendido perfeitamente, querendo assim mostrar resultados práticos com cálculos, resultados e desenhos. não é perder tempo, mas sim investir tempo, ao vaguear imaginativamente no entorno do problema. uma solução não deve ser escolhida e particularizada muito cedo, porque esta antecipada definição poderá impedir que uma visão ampla do problema e alternativas de solução sejam liberadas. 12

25 Dependência excessiva de outros: membros da equipe podem estar submetidos a excessos de autoridade, e falham em exercitar sua própria criatividade. indivíduos podem tornar-se impressionados em demasia pelo conhecimento e julgamento de outros. Medo da crítica: Idéias originais e inovadoras são mais sujeitas a críticas, mesmo que mais tarde se provam altamente valiosas. a gerência ou a equipe de trabalho deve deixar todos bem a vontade para sugerir as idéias, mesmo que de início possam parecer estranhas ao problema. apreensão de desaprovação e possíveis críticas podem fazer com que pessoas não proponham idéias, por não serem ordinárias. 26 Recusa de sugestão não especialista: idéias originais e úteis não vêm só de pessoas da alta gerência e formalmente qualificadas. com freqüência, sugestões valiosas partem das pessoas mais simples dentro de uma organização. Julgamento prematuro: idéias devem fluir livremente. julgar cada idéia tão logo ela é concebida interrompe o fluxo das mesmas. avaliação deve ser efetuada no final do trabalho de concepção e pode ser realizada com melhores resultados por especialistas que não fizeram parte do trabalho inicial. 13

27 Motivação em excesso: motivação sempre deve existir, mas não em excesso. se um problema é proposto uma solução precisa que ser encontrada, mesmo que não seja perfeita ou ideal. fixar objetivos difíceis de serem alcançados pode ofuscar a visão, estreitar o campo de observação e reduzir a eficácia na solução do problema. 28 Outros fatores que afetam a criatividade 14

29 Métodos de apoio a criatividade: Há dezenas de métodos, chamados de métodos de criatividade. Há muitas semelhanças entre estes métodos. Geralmente são baseados em observações de equipes no trabalho de busca de soluções de problemas. Classificações diversas: Segundo M. A. de Carvalho: Métodos intuitivos Métodos sistemáticos Métodos heurísticos Métodos orientados 30 Classificação adotada: Métodos intuitivos brainstorming e suas variações, como o método 635 e o eletrônico. método de Delphi. analogias direta, simbólica e pessoal. método sinético. da listagem de atributos. método da instigação de questões. Métodos sistemáticos método da matriz morfológica método da análise de valor o método da teoria de solução inventiva de problemas, chamada de TRIZ por ALTSHULLER método da síntese funcional (Capítulo VII) 15

31 Métodos intuitivos MÉTODOS DE CRIATIVIDADE INTUITIVOS 32 Métodos intuitivos Brainstorming Sessão de agitação de idéias!!! Princípios: Associação de idéias Evitar a crítica Procura-se o máximo de idéias 16

33 Métodos intuitivos Orientações do método: a formação das pessoas deve ser diversa, por exemplo, representantes dos diferentes departamentos dentro da empresa o tempo de reunião de trabalho não deve ultrapassar 50 minutos o número de pessoas convidadas pode variar, mas o recomendado é de 5 a 10 participantes reunião deve ter um coordenador e ser organizada de modo que os registros das sugestões sejam garantidas um coordenador convida um grupo de pessoas a participarem da reunião de trabalho a fim de sugerirem soluções para um problema formulado 34 Métodos intuitivos O problema proposto é encontrar princípios de solução para separar tomates maduros de verdes. Certos produtores de tomate entendem que é mais econômico colher todos os tomates de uma só vez e, como é sabido, nesta cultura não se tem uma maturação uniforme de todos os frutos. 17

35 Métodos intuitivos Brainstorming escrito: Brainstorming escrito é uma variante do brainstorming convencional também chamado de método 635. Passos do método: uma equipe de 6 (seis) membros reunidos se familiarizam com o problema a resolver; cada um dos membros da equipe registra, numa folha, 3 (três) sugestões de solução; em seguida cada um passa sua folha para o membro seguinte que, após a leitura, deverá acrescentar 3 (três) sugestões novas ou melhoramentos e desenvolvimentos das anteriores; o último passo é executado até que cada folha com as 3 (três) sugestões iniciais, tenha passado pelos outros 5 (cinco) membros da equipe. 36 Métodos intuitivos Exemplo de brainstorming escrito ou método 635 no reaproveitamento de retalhos de couro 18

37 Métodos intuitivos Brainstorming eletrônico: é outra variante. sugere-se que o trabalho seja efetuado via Internet grande vantagem é que as idéias, para o problema, podem ser obtidas de participantes que dificilmente poderiam estar juntos numa reunião, sendo possível a comunicação àdistância 38 Métodos intuitivos Método de Delphi coletar opiniões em rodadas sucessivas, por correspondência, de especialistas que não se conhecem e são mantidos no anonimato e que, dificilmente, poderiam se reunir em uma sessão conjunta. após identificar o problema, os especialistas são consultados por correspondência em três rodadas sucessivas. na primeira rodada, no questionário elaborado por uma equipe de coordenação, constam questões mais genéricas, para que os especialistas apresentem uma visão inicial sobre o problema. as respostas são processadas e preparadas questões do segundo questionário. procura-se esclarecer alguns aspectos, identificar áreas de concordâncias e discordâncias, estabelecer prioridades, identificar e selecionar as soluções alternativas, sugeridas na resposta ao primeiro questionário. 19

39 Métodos intuitivos as respostas ao segundo questionário são novamente processadas pela equipe e é preparado o terceiro questionário, por meio do qual os especialistas são novamente contatados, com o propósito de se obter um consenso sobre os aspectos do problema e a escolha da melhor solução. a figura é repetido até a solução do problema formulado. Elaboração dos questionários estruturados Especialistas consultados Conhecimento processado Questionários estruturados respondidos 40 Métodos intuitivos Analogia direta pessoas criativas usam, com freqüência, a analogia direta com: a natureza a ficção a história outros campos de conhecimento para encontrar soluções de concepção e construção de instrumentos ou equipamentos de engenharia a biologia é riquíssima em idéias, princípios e soluções que podem ser simplesmente transferidos para solucionar problemas de projeto de produtos biônica consiste em analisar sistemas naturais com o objetivo de identificar princípios de solução, que devidamente adaptados, podem contribuir para solucionar problemas técnicos 20

41 Analogia direta 42 Métodos intuitivos Analogia simbólica ou conhecida como palavra chave procura-se por um verbo, declaração ou definição condensada do problema substitui-se a palavra ou declaração por sinônimos ou alternativas de declarações que tenham alguma relação com a original isto permite ver o problema sob outros pontos de vista e dispara novas soluções ou aplicações 21

43 Métodos intuitivos Analogia pessoal ou empatia termo normalmente usado na psicologia, que expressa o comportamento como se estivesse na situação e nas circunstâncias experimentadas por outra pessoa pode-se usar as próprias emoções, sentimentos e características para obter uma compreensão de problemas tecnológicos coloca-se no lugar de uma peça, mecanismo ou operação e ver como se comportaria a identificação pessoal com os elementos libera o indivíduo de ver o problema em termos de análises anteriores e assim pode encontrar novas ou alternativas soluções 44 Métodos intuitivos Método sinético o termo sinético foi adotado para traduzir a palavra synectics do inglês sinergia tem origem na palavra grega synergía que é entendida como um ato ou esforço coordenado de vários órgãos na realização de uma função, uma associação de vários fatores que contribuem para uma ação coordenada ou uma ação simultânea, HOUAISS (2001). o método proposto baseou-se no registro e estudo de procedimentos e mecanismos adotados por grupos de trabalho que se mostraram altamente criativos. constatou-se que as pessoas mais criativas costumavam usar as analogias descritas. o método proposto é o uso coordenado das analogias para a solução dos problemas. 22

45 Métodos intuitivos 1 - Formular o problema - PCED Não atende PCEE 2 - Analisar o problema - PCEE 3 - Aplicar analogias: questões evocativas - QE 4 - Desenvolver a analogia identificada Não atende PCED 5 - Comparar solução com PCED e PCEE 6 - Concluir a solução analógica - ésima i concepção alternativa Registrar solução alternativa 7 - Buscar soluções alternativas: mesma QE, repetir passos 4 a 6 e nova QE ou analogia, passos 3 a 6 46 Métodos intuitivos Método da listagem de atributos método desenvolvido por Robert Crawford da Universidade de Nebraska e consiste em isolar e listar os principais atributos ou características de um produto cada uma destas características é avaliada com o objetivo de melhorar o produto. 23

47 Métodos intuitivos Método da instigação de questões o método desenvolvido por Alex Osborn, utiliza uma série de palavras chave para ativar ou estimular idéias que melhoraram produtos ou processos BAXTER (1998) denomina o método de MESCRAI, originado, das iniciais, das palavras chaves: Modificar; Eliminar; Subtituir; Combinar; Rearranjar; Adaptar e Inverter as palavras-chave e as respectivas questões a serem formuladas estão mostradas na tabela Variante: SCAMPER SCAMMPERR Substutute; Combine; Adapt; Magnify; Modify; Put; Eliminate; Rearrange; Reverse 48 Métodos intuitivos Baxter, 1998 24

49 MESCRAI Baxter, 1998 Modificar Eliminar Substituir Combinar Rearranjar Adaptar Inverter 50 Métodos intuitivos MÉTODOS DE CRIATIVIDADE SISTEMÁTICOS 25

51 Métodos sistemáticos Método da matriz morfológica o método é descrito com a realização de um exemplo prático, desenvolvido por RESIN (1989) e sua dissertação de mestrado. no desenvolvimento da concepção de uma desoperculadora de favos de mel. no processamento do mel, a primeira operação a ser realizada é a desoperculação, que consiste na retirada de uma fina camada de cera, o opérculo, que tampa os alveólos do favo construído pelas abelhas num quadro. retirada esta camada de ambos os lados, os quadros são colocados numa centrífuga para a extração do mel a prática mais freqüente da desoperculação é efetuada com uma ferramenta manual, um garfo que leva em torno de 3 minutos. 52 Métodos sistemáticos 15 481 Opérculo 233 100 12 10 Alvéolo ou célula Paredes dos alvéolos 450 Septos medidas em mm 26

53 Métodos sistemáticos Passos do método da matriz morfológica 1º Passo: Identificar as funções ou operações e parâmetros do processo. no processo de desoperculação, a seqüência de operações pode ser: alimentar ou introduzir o quadro na máquina; transportar o quadro até um dispositivo de retirada da camada de cera ou a desoperculação, que é a retirada da cera que tampa o alvéolo; controlar a profundidade da camada de cera a ser removida; retirar o quadro da máquina e recolher a cera. 2º Passo: Preencher a primeira coluna da matriz com as funções e ou parâmetros do problema. estas funções mais gerais podem sofrer desdobramentos quanto à forma em que são feitas, que tipos de dispositivos ou de princípios que poderão ser utilizados. 54 Métodos sistemáticos a) Alimentação a.1 Posição do quadro a.2 Sentido da alimentação b.1 Tipo de dispositivo b) Transporte b.2 Acionamento do transpor b.3 Sentido do transporte c.1 Movimento de corte c) Desoperculação c.2 Tipo de dispositivo alternativo c.3 Tipo de dispositivo rotativo fixo c.4 Tipo de dispositivo rotativo articulado c.5 Acionamento do dispositivo d) Controle d.1 Tipo de controle d.2, d.3 e d.4 Forma de controle Contínuo Discreto e) Saída e.1 Sentido de saída do quadro e.2 Sentido de saída da cera/mel e.3 Tipos de receptores da cera/mel 27

55 Métodos sistemáticos 3º Passo: Buscar princípios de solução alternativos para cada operação ou parâmetro. Estas soluções podem ser o resultado de um levantamento da literatura, utilização de mecanismos de outras máquinas ou então soluções criadas usando métodos como o brainstorming, analogias ou outros descritos, anteriormente. 4º Passo: Buscar soluções ou concepções alternativas para o problema global formulado. Construída a matriz morfológica, procura-se estabelecer combinações adotando um princípio de solução de uma linha com os princípios das demais linhas. 56 Métodos sistemáticos a) Alimentação a.1 Posição do quadro a.2 Sentido da alimentação b.1 Tipo de dispositivo b) Transporte b.2 Acionamento do transpor. c) Desoperculação b.3 Sentido do transporte c.1 Movimento de corte c.2 Tipo de dispositivo alternativo c.5 Acionamento do dispositivo c.4 Tipo de dispositivo rotativo articulado d) Controle d.1 Tipo de controle d.2, d.3 e d.4 Forma de controle Discreto Contínuo e.1 Sentido de saída do quadro e.2 e) Saída Sentido de saída da cera/mel e.3 Tipos de receptores da cera/mel a) b) 28

57 Métodos sistemáticos 5º Passo: Avaliar e selecionar concepções. Muitas das combinações podem ser eliminadas de imediato por não serem compatíveis ou viáveis, mas as viáveis devem ser submetidas a um processo mais criterioso de avaliação e valorização 6 o Passo: Estabelecer leiaute e descrever a concepção. Cada espaço da matriz pode ser preenchido com uma descrição verbal ou uma representação gráfica do princípio de solução. A montagem da matriz gráfica é mais trabalhosa do que a verbal, mas a primeira traz grandes facilidades na fase de montar o leiaute da concepção final. Pode-se pensar em recortar os quadros ou células da matriz montar um quebra-cabeça. 58 Métodos sistemáticos 29

59 Métodos sistemáticos 60 Métodos sistemáticos 30

61 Métodos sistemáticos Análise de valor Este método tem suas origens em 1947, desenvolvido por Lawrence D. Miles, engenheiro de produto da General Electric dos Estados Unidos da América Publicou trabalho de uma metodologia que auxiliava as empresas a reduzir custos e chamou ao método de value analysis. Em 1954, este método também recebeu o nome de value engineering No Brasil, é conhecido como o método da engenharia do valor ou análise do valor. Formas ou versões são diversas, seus usos são para analisar atividades, serviços ou produtos, visando a melhora do valor ou a redução de seus custos. O critério para julgar o melhoramento é o custo, mas o valor ou qualidade do mesmo não deve ser reduzido. 62 Métodos sistemáticos Passos do método da análise do valor Passo 1: Etapas de preparação: escolher o produto ou parte do produto (sistema); determinar o objetivo / metas; planejar a atividade; Passo 2: Fase de informação: levantar informações gerais sobre o produto (mercado, compras, qualidade, manufatura, finanças, projeto, entre outras); levantar informações de custo; Passo 3: Fase de análise: estudar, uniformizar e atualizar os conhecimentos da equipe, identificar a real função de cada parte ou unidade de custo e identificar falhas ou deficiências no produto; Passo 4: Fase criativa: geração de soluções com base em questões instigativas; Passo 5: Fase de julgamento: avaliar técnica e economicamente as idéias e identificar as melhores Passo 6: Planejamento e implementação dos melhoramentos 31

63 Métodos sistemáticos 64 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questões evocativas: Questão 1. Pode este componente ou parte ser eliminado? Sem valor para o consumidor esta parte ou função deverá ser eliminada. O fabricante será beneficiado e o consumidor não perderá nada. Questão 2. Pode este componente ou parte ser combinado com outras partes? Combinar várias funções em uma única pode trazer vantagens como tornar o produto mais compacto, reduzindo custos de fabricação e montagem. Questão 3. Pode ser decomposto em partes mais simples? Ao contrário da questão anterior certos componentes foram projetados para desempenhar várias funções e em exames futuros se mostra que as dificuldades de fabricação é mais dispendiosa do que a fabricação do mesmo componente, mas composto de partes simples. 32

65 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questão 4. Pode ser usado um componente ou parte dele normalizado ou modularizado? Parafusos, rolamentos, correias, são exemplos de produtos normalizados. Motores de automóveis são exemplos de módulos que são usados em diferentes modelos dentro de uma mesma montadora. Peças normalizadas ou módulos são produzidos em grandes quantidades para haver compensações e resultam em melhores qualidades. Questão 6: Pode ser usado material mais barato? No projeto, o projetista nem sempre tem tempo suficiente para explorar todas as possibilidades e, muitas vezes, não é possível prever as condições a que os materiais do produto serão submetidos em uso. Num processo de análise de valor pode haver mais informações sobre o material, experiência de uso do produto, novos materiais que permitem usar material mais barato 66 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questão 7: Pode-se usar menos material? Numa revisão do projeto podem haver várias condições que permitem reduzir material, que em geral resulta num produto de melhor desempenho Entre as condições tem-se: materiais de melhores características; mais conhecimentos sobre condições de uso do produto; novas técnicas de construção; novos métodos de dimensionamento dos componentes; etc. Questão 8: Pode ser desperdiçado menos material? Materiais pré-conformadas ou pré usinadas, certos perfis permitem reduzir o desperdiço de material, na forma de cavacos ou retalhos em processos de usinagem ou e conformação. Peças de forma complexa podem ser produzidas por processos de conformação, sinterização ou fundição, sem perda de material. 33

67 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questão 9: Pode ser comprado mais barato? Por razões tecnológicas o componente pode ter sido fabricado internamente. Ao reexaminar a peça, verifica-se que há fornecedor com capacidade de atender as especificações técnicas e a menor custo. Usou-se todas as formas de barganha ou obteve-se o máximo de descontos? O projetista pode ter estabelecido especificações muito estreitas e determinado que fosse fabricado por um especialista. Questão 10: Pode ser reduzido o refugo? Refugar uma peça ou componente representa perda de material e mãode-obra. O cálculo do custo deve levar em conta a percentagem de refugo de cada processo. Refugo reduzido, é custo reduzido. Freqüentemente o projeto é tal que a fabricação é desnecessariamente difícil. O projetista e o engenheiro de produção devem cooperar para reprojetar a peça, para ser fabricada mais fácil e barata. 68 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questão 11: Podem os limites de tolerância ser ampliados? Todas as tolerâncias devem ser baseadas numa solução de compromisso entre o que é exigido para um efetivo desempenho e o que pode ser alcançado por métodos de produção econômicos. Fabricar peças com menores tolerâncias é mais caro do que peças com tolerâncias maiores. Quando se consideram as tolerâncias deve-se, também, efetuar uma análise em relação ao custo de montagem. Questão 12: Pode ser economizado no acabamento? Acabamento é qualquer tratamento superficial que pode ser aplicado, a partes ou conjuntos, necessário por razões técnicas e estéticas. A pintura melhora a aparência e a protege contra a corrosão. Se o material é não corrosivo, a pintura torna-se necessária somente por razões de aparência. Acabamento inclui limpeza, necessária para muitos tipos de processos de acabamento. Todos estes tratamentos envolvem o consumo de mão-deobra, tempo de processo, uso de equipamentos, desgaste de ferramentas de corte (rebolos), consumo de potência, calor, ar comprimido e materiais. 34

69 SÍNTESE DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS INOVAÇÃO DO PRODUTO Métodos sistemáticos análise do valor Questão 13: Pode ser reduzido o risco de erro? É possível detectar um erro antes que este tenha ido muito longe, e corrigí-lo. Uma forma mais eficiente é prevenir erros, e isto, às vezes, pode ser feito. Erros na produção precisam ser detectados, sistemas de inspeção precisam ser organizados e implantados para rejeitar o que não é adequado Ações preventivas devem ser tomadas na fase do projeto, ou na análise do valor, ao projetar componentes de fácil fabricação, sem errar na montagem. Questão 14: Pode qualquer outra coisa ser feita para reduzir os custos sem prejudicar o valor do produto? Esta é uma pergunta vaga quando comparada com as anteriores. Uma pergunta deste tipo é apresentada por não se acreditar que haja uma rotina predeterminada para desenvolver um pensamento criativo e para encorajar cada equipe a preparar a sua própria lista de perguntas evocativas. 70 Métodos sistemáticos Método da TRIZ Genrich S. ALTSHULER nasceu em 1926 na ex-união Soviética e serviu à marinha nos anos de 1940 como consultor para apoiar inventores no processo de patenteamento de invenções. É o criador da teoria de solução inventiva de problemas, genericamente conhecida por TRIZ. A sigla é originada dos termos russos, Teorija Rezhenija Izobretatel skisch Zadach. O trabalho foi iniciado em 1946, por ALTSHULER ao pesquisar métodos de solução de problemas e identificou que os métodos intuitivos disponíveis não satisfaziam as exigências de invenções da segunda metade do século 20. 35

71 Métodos sistemáticos Entendeu que uma teoria de invenção deveria atender às seguintes condições: ser um procedimento sistemático, passo a passo; guiar através de um amplo espaço de soluções e orientar para a solução ideal; ser possível sua repetição, confiável e não depender de métodos intuitivos; acessar o corpo de conhecimento inventivo; adicionar ao campo de conhecimento inventivo; e ser familiar, o suficiente, aos inventores para seguirem uma maneira geral de solução de problemas. 72 Métodos sistemáticos ALTSHULER procurou, num elevado número de patentes, um modo de solucionar problemas que realmente eram considerados invenções. Nas reais invenções identificou dois aspectos ou padrões comuns: problema inventivo e princípios inventivos. Definiu como um problema inventivo aquele em que a solução do problema faz surgir novos problemas. Exemplo, aumentar a capacidade de carga de uma peça, faz aumentar o seu peso que diminui o desempenho da máquina. Neste caso, uma solução seria fazer uma análise dos parâmetros e adotar uma solução de compromisso, não aumentar tanto a capacidade de carga da peça de modo a não reduzir excessivamente o desempenho da máquina ou então melhorar a característica do material empregado e, assim, aumentar o custo. 36

73 Métodos sistemáticos Nenhuma destas duas soluções seria inventiva ou a ideal. Uma solução inventiva é uma que, mesmo, aumentando a capacidade de carga da peça, não aumenta o peso ou o custo da peça. A capacidade de carga da peça, o seu peso, custo e o desempenho da máquina são parâmetros deste problema e, em geral, chamados por ALTSHULER, de parâmetros de engenharia. A capacidade de carga e o peso da peça, como visto no exemplo, são parâmetros conflitantes. Soluções são inventivas quando são resolvidos problemas com parâmetros conflitantes ou contraditórios com o objetivo de obter considerável avanço na solução. 74 Métodos sistemáticos 37

75 Métodos sistemáticos ALTSHULER, classificou as soluções encontradas nas patentes pesquisadas em cinco níveis: Primeiro nível Problemas de projeto rotineiros, resolvidos por métodos bem conhecidos dentro de sua especialidade, sem necessidade de invenção, 32% das soluções foram enquadradas neste nível. Segundo nível Pequenos melhoramentos de um sistema existente, através de métodos conhecidos dentro da indústria, geralmente, com algumas soluções de compromisso. (45% das soluções) Terceiro nível Melhoramentos fundamentais de sistemas existentes, usando métodos conhecidos fora da própria indústria, com contradições ou parâmetros conflitantes resolvidos. (18% das patentes) Quarto nível Novas soluções, usando novos princípios para desempenhar funções do sistema, mais encontradas nas ciências básicas do que nas tecnologias. (Somente 4%) Quinto nível Raras descobertas científicas ou invenções de um novo sistema. (Aproximadamente, 1% das soluções) 76 Métodos sistemáticos Método TRIZ O método dos princípios inventivos, procura maximizar, minimizar ou manter, dentro de determinadas metas, os parâmetros de engenharia, usando para isto, a matriz de solução das contradições e os princípios inventivos, adotando uma metodologia de cinco passos. Passo I Analisar o sistema sob estudo e listar todos os recursos observados. Os recursos aqui considerados têm um conceito bem amplo, podem ser itens físicos, processos ou informações, que pode desempenhar alguma função ou ser útil no sistema ou no seu entorno. 38

77 Métodos sistemáticos Passo II Identificar e listar todos os parâmetros, características ou princípios, de cada um dos recursos listados no passo I que poderão ser modificados ou que se pretende modificar, para melhorar o sistema. Estes parâmetros podem ser: forma, temperatura, velocidade, resistência, freqüência, durabilidade, confiabilidade, potência, lealdade do consumidor, imagem da marca, lucro, participação no mercado, tamanho da embalagem, cor, princípio físico, índice de inovação, entre outros. Para simplificar a visualização e facilitar a identificação dos parâmetros dos recursos, é conveniente colocar, numa matriz, nas linhas os recursos e nas colunas o parâmetros correspondentes 78 Métodos sistemáticos Parâmetros associados Recursos do sistema 39

79 Métodos sistemáticos Passo III. Avaliar os benefícios advindos das mudanças ou variações de cada um destes parâmetros, ou seja efetuar uma análise de sensibilidade dos parâmetros. Verificar como as mudanças nos parâmetros melhoram ou pioram o desempenho do sistema, se a mudança do parâmetro numa direção traz benefícios ou prejuízos. Havendo muitos recursos e parâmetros, a análise destes efeitos pode tornar-se longa. Assim, deve-se pensar em benefícios primários, aqueles que já levam a uma solução melhor ou mais próxima de uma solução ideal. Como se observa, neste passo, procura-se pelos parâmetros ou características que se deseja melhorar e pelos resultados indesejados. Para simplificar a identificação e o registro destes parâmetros, coloca-se nas linhas de uma matriz as característica desejáveis e nas colunas os resultados indesejáveis 80 Métodos sistemáticos Passo IV. Examinar o sistema e verificar quais parâmetros são contraditórios ou conflitantes. Isto é, efetuando modificações em parâmetros com o objetivo de melhorar a solução, quais seriam os parâmetros ou resultados indesejados que poderiam surgir? Em outras palavras, procura-se identificar os parâmetros interdependentes. Se um parâmetro não conflita com outro, ou é independente, então pode-se variá-lo sem restrições para melhorar o desempenho do sistema. 40

81 Métodos sistemáticos Passo V Examinar o sistema em estudo e questionar, quão distante se está da solução ideal ou desejada? Alcançar a idealidade, neste contexto, significa obter uma solução do problema com o máximo de benefícios e o mínimo de danos ou resultados indesejados. Uma solução apresenta um melhoramento se os conflitos entre parâmetros contraditórios ou interdependentes, foram resolvidos, e que não seja adotada uma solução de compromisso. Pelas pesquisas realizadas em patentes, ALTSHULLER verificou que estes conflitos eram resolvidos, adotando os princípios inventivos. Construiu então a matriz de contradições onde os números nas células são dos respectivos princípios inventivos, que resolvem os conflitos entre os respectivos parâmetros. Nesta matriz de contradições, as linhas são interpretadas como parâmetros, características ou atributos do sistema, a serem melhorados e nas colunas, estes mesmos 39 parâmetros, mas agora como resultados indesejados. 82 Métodos sistemáticos 41

Parâmetros 83 de Engenharia Otimizado: Comprimento do objeto estático Conflitante: Tensão Resultado da Matriz de Contradição Princípio Inventivo 1: Segmentação Princípio Inventivo 14: Recurvação 1, 14, 35 Princípio Inventivo 35: Transformação de estados físicos e químicos do objeto 84 Métodos sistemáticos 42

85 PRINCÍPIOS INVENTIVOS 86 PRINCÍPIOS INVENTIVOS 43

87 FORMULAR SOLUÇÃO Processo de criação orientado pelos princípios inventivos Exemplo: princípio de remoção (2), no caso de remoção de ruído na utilização de um aspirador de pó levou a solução mostrada na figura Sistema externo de aspiração CHANG & CHEN, 199? 88 MAIS EXEMPLOS DE APLICAÇÃO DE PRINCÍPIOS INVENTIVOS GENNADY, 2003 44

89 PROBLEMAS E TEMAS DE DISCUSSÃO 90 Problemas 1. Porque é importante, para profissionais que atuam na área de desenvolvimento de produtos, o estudo do processo criativo e dos chamados método de criatividade? 2. O processo criativo pode ser desdobrado em que etapas? 3. Segundo Thomas Edson, para ser criativo o indivíduo deve ter 5% de inspiração e 95% de transpiração. Comente esta afirmação? 4. Quais são as características principais de indivíduos mais criativos? 5. Segundo a sua opinião, é mais importante para um indivíduo ser criativo, apresentar as chamadas característica típicas de pessoas criativas ou conhecer o processo da criatividade e os chamados métodos de criatividade? 6. Diz-se que duas cabeças pensam mais do que uma. Que complexidades ocorreriam nos trabalhos em equipe sem métodos sistematizadores de procedimentos inventivos? 7. Na grande maioria dos métodos de criatividade tem-se por objetivo básico a geração de soluções alternativas, inicialmente, mais variedade e sem muita preocupação com a viabilidade. Faça comentários sobre as vantagens e desvantagens desta orientação. 8. Quais são as características básicas do método de brainstorming? 45

91 Problemas 9. Tem-se constatado que as pessoas que se mostraram muito criativas, têm utilizado, na solução de problemas técnicos, analogias com soluções de outros domínios ou campos de conhecimentos. Apresente exemplos de sistemas ou instrumentos técnicos nos quais os inventores, provavelmente, tenham adotado analogias com princípios do mundo animal e vegetal. 10. Entre os métodos de criatividade estudados neste capítulo, alguns são mais apropriados para gerar soluções para problemas ou produtos novos e outros para o melhoramento ou evolução de produtos existentes. Identifique dois métodos em cada uma destas categorias e justifique as inclusões. 11. Quais os princípios existentes na natureza que já foram utilizados para resolver problemas técnicos? Exemplifique, esquematize e comente. 12. Quais são as principais diferenças entre o método de brainstorming e o método sinético? 13. Descreva os principais passos do método da TRIZ. 14. Quais são os principais benefícios que o método da TRIZ traz em relação aos outros métodos descritos neste capítulo? 92 Referências Referências bibliográficas ANÁLISE de valor. Centro de Pesquisas e Projetos de Treinamento. Fundação Volkswagem. 1981. 124p. BACK, N. Metodologia de projeto de produtos industriais. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Dois. 1983. BAXTER, M. Projeto de produto: guia prático para o desenvolvimento de novos produtos. Tradução de Itiro Iida. Brasil: Editora Edgard Blücher. 1998. BONSIEPE, G; KELLNER, P. e POESSNECKER, H. Metodologia experimental: desenho industrial. Brasília: CNPq/Coordenação Editorial, 1984. CARVALHO, M. A. de; BACK, N. Rumo a um modelo para a solução de problemas nas etapas iniciais do desenvolvimento de produtos. In: Congresso Brasileiro de Gestão do Desenvolvimento de Produto. 2000. São Carlos, SP. Anais do II CBGDP. COMELLA, T. M. How to manage creativity without killing it. Machine Design. p. 68-72. March, 1975. 46

93 Referências COMELLA, T. M. How to manage creativity without killing it. Machine Design. p. 68-72. March, 1975. MAZUR, G. Theory of inventive problem solving (TRIZ). Disponível em: <http://www.mazur.net.triz/> Acesso em: 14/11/2004. NAKAGAWA, T. TRIZ: Theory of inventive problem solving understanding and introducing it. Disponível em: <http://www.osakagu.ac.jp/php/nakagawa/triz/etriz/eintroduction980517.html> Acesso em: 14/01/2004. OTTO, K. N., WOOD, K. L. Product design: techniques in reverse engineering and new product development. New Jersey: Prentice Hall, 2001. RAUDSEPP, R. Stimulating creative thinking. Machine Design. p. 75-78. June 9, 1983. RESIN, P. R. SÁ. Desenvolvimento do protótipo de uma máquina desoperculadora de favos de mel. Florianópolis, 1989. Dissertação de mestrado - PPGEM - UFSC, xxxf. SANDOR, N. Sevem dangers of designers overspecialization. Mechanical Engineering. p.23-28. October, 1974. 47