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MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA
Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em
acessibilidade no transporte aéreo
São Paulo
2016
MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA
Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em
acessibilidade no transporte aéreo
Trabalho de Formatura apresentado à Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo para
obtenção do diploma de Engenheiro de
Produção
São Paulo
2016
MARCELO AUGUSTO PAIVA DOS SANTOS PEREIRA
Ciclos de prototipagem e Design Thinking: uma aplicação prática em
acessibilidade no transporte aéreo
Trabalho de Formatura apresentado à Escola
Politécnica da Universidade de São Paulo para
obtenção do diploma de Engenheiro de
Produção
Orientador: Prof. Doutor Eduardo de Senzi
Zancul
São Paulo
2016
Dedico esse trabalho à minha avó,
Olímpia
AGRADECIMENTOS
Eis aqui o trabalho que simboliza a conclusão de uma das mais importantes etapas de minha
vida, que durante seis longos anos foi transformada pelo conhecimento. Apesar de levar
apenas meu nome em sua capa, bem como tudo o que conquistei até hoje, este estudo não
seria possível sem o apoio de terceiros, que merecem todos os meus agradecimentos.
Agradeço primeiramente aos meus pais, irmãos, tias e avó por sempre me motivarem e
apoiarem. Mas agradeço principalmente por não esperarem nada de mim, a não ser minha
felicidade.
Agradeço aos meus amigos, principalmente os Politécnicos do grupo L..., Afinal, foi junto
deles que mais aprendi ao longo desta jornada. Mas não posso esquecer de meus amigos do
Objetivo, que estiveram sempre ao meu lado.
Agradeço especialmente ao professor Dr. Eduardo Zancul por não deixar me faltar orientação
e também a todos os outros professores que de uma maneira ou outra participaram de minha
formação.
Agradeço a Alê, Marim, Durão e a todos monitores da Oficina InovaLab@POLI, em especial
ao Lucas e ao Daniel, por dividirem comigo seus conhecimentos durante esse processo de
aprendizado e confecção.
Agradeço a todos alunos e orientadores que participaram junto a mim do projeto do CNPq por
criarem a base que me permitiu desenvolver o trabalho.
Que nada nos limite, que nada nos defina, que
nada nos sujeite. Que a liberdade seja nossa
própria substância, já que viver é ser livre
(Simone de Beauvoir)
RESUMO
Vivemos em um mundo de possiblidades. A globalização e os avanços tecnológicos
nos permitiram desbravar novas fronteiras, exercendo plenamente o direito de ir e vir.
Contudo, a mobilidade ainda é um desafio para um imenso grupo de pessoas com deficiência
física e mobilidade reduzida. O mundo projetado para a maioria acaba por excluir essa parcela
significante da população que acaba enfrentando uma série de desafios para exercer o direito
de ir e vir. Um exemplo claro desta exclusão é o transporte aéreo. Com projetos pautados pela
redução de custos e aumento do lucro, a engenharia cria cabines cada vez mais compactas
sem considerar a experiência de voo de pessoas com limitações, que é cada vez mais
prejudicada pela falta de acessibilidade. Na tentativa de atuar sobre este cenário de exclusão, a
Escola Politécnica da USP deu início a um projeto em conjunto com a Faculdade de
Arquitetura e Urbanismo e o Centro Interdisciplinar de Tecnologias Interativas (CITI) com o
apoio do CNPq na busca por soluções de mobilidade dentro da experiência de voo de pessoas
com mobilidade reduzida. Este projeto, que foi elaborado ao longo de dois anos, teve como
um de seus objetivos a criação de uma nova tecnologia para o uso de cadeiras de rodas dentro
da aeronave. O desenvolvimento aconteceu através da iteração por diversos ciclos de
prototipagem com a intenção de conhecer o problema, conectar-se com os potenciais usuários
e desenvolver uma proposta inovadora de solução. O trabalho aqui apresentado tem por seu
objetivo principal a apresentação e descrição do processo de desenvolvimento de tal proposta
de solução através da aplicação dos diferentes ciclos previstos na metodologia de Design
Thinking até a obtenção de um protótipo final para o produto. Contudo, além de se focar
apenas no processo de desenvolvimento em sí, aparece como objetivo secundário a proposta
de aplicação de uma estratégia e plano de prototipagem para a condução de um ciclo de
prototipagem. Através dos resultados obtidos, percebe-se que dentro do escopo do projeto, a
aplicação de um plano estruturado durante um ciclo de prototipagem foi de grande valia e
assegurou não só a construção de um protótipo final que atendesse as expectativas do projeto
como também potencializou a experiência de aprendizado do autor, mesmo que ainda sejam
necessários mais testes para comprovar sua total aplicabilidade. Como resultado final do
projeto, temos uma cadeira de rodas que apresenta uma nova solução para amenizar os
problemas de transferência entre assentos dentro da cabine de um avião, sendo necessário se
continuar o processo de validação da ideia com a realização de mais testes junto a usuários no
próprio ambiente de uma cabine de avião.
Palavras-chave: Design Thinking, Desenvolvimento de produto, Prototipagem,
Acessibilidade.
ABSTRACT
We live in a world of possibilities. Globalization and the technological advancements
made us able to open new frontiers, fully exercising the right to come and go. However,
mobility is still a challenge for a huge group of people with disabilities and reduced mobility.
The world is designed for the majority and it ends up excluding this significant portion of the
population that has to face a number of challenges for simply exercising the right to come and
go. A clear example of this exclusion is air transport. With projects guided by cost reduction
and profit increase, engineering creates increasingly compact cabins without no regard to
people with limited flight experience, which is increasingly hampered by the lack of
accessibility. In an attempt to act on this exclusion scenario, the USP Polytechnic School
started a joint project with the Faculty of Architecture and Urbanism and the Interdisciplinary
Center for Interactive Technologies (CITI) with the support of CNPq, in the search for
mobility solutions within the flight experience of disabled. This project, which was developed
over two years, had as one of its objectives the development of a new technology for the use
of wheelchairs inside the aircraft. The development took place through iteration by several
prototyping cycles with the intention of knowing the problem, connecting with potential users
and developing an innovative proposal solution. This work has as its main objective the
presentation and description of the process of developing such a solution proposed by the
application of different prototyping cycles in the methodology of Design Thinking, in order to
get a final prototype for the product. However, more than just present the final solution, this
work has as secondary objective the application and analysis of a strategy and prototyping
plan for driving the prototyping cycle. With the results, it is clear that within the scope of the
project, the application of a structured plan during a prototyping cycle was of great value. It
ensured not only the construction of a final prototype that met the project expectations but
also enhanced the author’s learning experience, even if more tests are still needed to prove its
full applicability. As the final result of the project, we have a wheelchair that presents a new
solution to ease the difficulties in transferring between seats inside an airplane. However, the
solution is not considered fully complete, and it is necessary to continue the solution
validation process with more tests in a plane cabin environment.
Keywords: Design Thinking, Prototyping strategy, Product development, Accessibility.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: PDP segundo Rozenfeld............................................................................................ 24
Figura 2: Evolução dos custos no PDP ..................................................................................... 27
Figura 3: Etapas em um cilco de Design Thinking ................................................................... 29
Figura 4: Ciclos de prototipagem em Design Thinking ............................................................ 32
Figura 5: Dimensões da prototipagem segundo Chua et al. (2010).......................................... 34
Figura 6: Software CAD - SolidWorks .................................................................................... 38
Figura 7: Metodologia - Fases.................................................................................................. 47
Figura 8: Primeira fase de desenvolvimento ............................................................................ 48
Figura 9: Metodologia de prototipagem) .................................................................................. 50
Figura 10: Cadeira Embracess .................................................................................................. 52
Figura 11: Modelos encontrados no mercado .......................................................................... 54
Figura 12: Beenchmark – Referências conceituais................................................................... 55
Figura 13: Sketches - Função crítica ......................................................................................... 58
Figura 14: Protótipos - Função crítica ...................................................................................... 59
Figura 15: Modelo de poltrona ................................................................................................. 60
Figura 16: Modelo Virtual - Protótipo Funcional ..................................................................... 62
Figura 17: Modelo Físico - Protótipo Funcional ...................................................................... 63
Figura 18: Sketch – Trava mola de torção ................................................................................ 69
Figura 19: Sketch - Trava sobe e desce .................................................................................... 69
Figura 20: Sketch Trava giratória ............................................................................................. 70
Figura 21: Desenvolvimento do plano de prototipagem .......................................................... 77
Figura 22: Detalhe – Rodas ...................................................................................................... 84
Figura 23: Detalhe - Apoio de pé ............................................................................................. 85
Figura 24: Detalhe – Assento ................................................................................................... 85
Figura 25: Detalhe – Rolamentos ............................................................................................. 85
Figura 26: Detalhe – Travas ..................................................................................................... 86
Figura 27: Detalhe – Traseira................................................................................................... 86
Figura 28: Detalhe - Vista traseira da cadeira .......................................................................... 87
Figura 29: Detalhe - Vista frontal da cadeira ........................................................................... 87
Figura 30: Sketch - Nova solução de trava .............................................................................. 92
Figura 31: Cadeira Impressa em 3d ......................................................................................... 93
Figura 32: Desenhos 2d para corte ........................................................................................... 94
Figura 33: Preparação para o corte a laser ............................................................................... 94
Figura 34: Corte de peça a laser ............................................................................................... 94
Figura 35: Base da cadeira em construção ............................................................................... 95
Figura 36: Confecção da base de rolagem ............................................................................... 95
Figura 37: Confecção base de travas ........................................................................................ 96
Figura 38: Confecção trilhos de rolagem ................................................................................. 96
Figura 39: Materiais utilizados no acabamento ....................................................................... 97
Figura 40: Montagem com aplicação de cola .......................................................................... 98
Figura 41: Processo de montagem ........................................................................................... 98
Figura 42: Cadeira - vista lateral .............................................................................................. 99
Figura 43: Conjunto de rodas ................................................................................................... 99
Figura 44: Braço de apoio ...................................................................................................... 100
Figura 45: Apoio para os pés ................................................................................................. 100
Figura 46: Base de deslizamento ........................................................................................... 101
Figura 47: Deslizamento de assento....................................................................................... 101
Figura 48: Sistema de travas .................................................................................................. 102
Figura 49: Assento móvel ...................................................................................................... 102
Figura 50: Comparação Vritual x Real .................................................................................. 104
Figura 51: Evolução através de ciclos de prototipagem ........................................................ 107
Figura 52: Desenho técnico - Base de fixação ....................................................................... 112
Figura 53: Desenho técnicno - Apoio de rolamento .............................................................. 112
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais ............................................................ 39
Tabela 2: Critérios de seleção ................................................................................................... 71
Tabela 3: BOM ......................................................................................................................... 88
LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Tecnologias de manufatura...................................................................................... 36
Quadro 2: Estratégias de prototipagem por Wheelwright e Clark (1992) ................................ 43
Quadro 3: Personas - Horácio ................................................................................................... 56
Quadro 4: Personas - Aline ....................................................................................................... 57
Quadro 5: Requisitos - Protótipo Funcional ............................................................................. 61
Quadro 6: Soluções e requisitos ............................................................................................... 61
Quadro 7: Resultados - Primeira fase ....................................................................................... 64
Quadro 8: Benchmark - Travas ................................................................................................ 68
Quadro 9: Questionamentos estratégicos ................................................................................. 76
Quadro 10: Requisitos do plano de prototipagem .................................................................... 80
Quadro 11: Gronograma de execução ...................................................................................... 83
Quadro 12: Lista de materiais ................................................................................................... 89
Quadro 13: Comprar x Fazer .................................................................................................... 90
Quadro 14: Fornecedores potenciais ........................................................................................ 91
Quadro 15: Vantagens e desvantagens da aplicação do plano de prototipagem .................... 106
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BOM Bill of Materials – Estrutura do Produto
CAE Computer Aided Engineering
CAD Computer Aided Design
CNC Computer Numerical Control
CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
DT Design Thinking
d.school Instituto Hasso Plattner de Design da Universidade de Stanford
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PDP Processo de Desenvolvimento de Produtos
SSCs Sistemas, Subsistemas e Componentes
SUMÁRIO
1 Introdução ......................................................................................................................... 17
1.1 Contextualização ........................................................................................................ 17
1.2 Motivação .................................................................................................................. 19
1.3 Objetivo ..................................................................................................................... 19
1.4 Participação do autor ................................................................................................. 20
1.5 Estrutura do trabalho .................................................................................................. 20
2 Revisão da Literatura ........................................................................................................ 23
2.1 PDP tradicional .......................................................................................................... 23
2.1.1 Pré-desenvolviemnto – planejamento do projeto ............................................... 24
2.1.2 Desenvolvimento ................................................................................................ 25
2.2 Design Thinking ........................................................................................................ 27
2.2.1 O Design Thinking como é concebido atualmente ............................................. 28
2.2.2 Porque aplicar o Design Thinking ...................................................................... 28
2.2.3 A abordagem de Design Thinking ...................................................................... 29
2.2.4 Ciclos de prototipagem em Design Thinking ..................................................... 31
2.3 Diferentes PDPs ......................................................................................................... 32
2.4 Processo de prototipagem .......................................................................................... 33
2.4.1 Protótipos físicos ................................................................................................ 35
2.4.2 Protótipos virtuais ............................................................................................... 36
2.4.3 Protótipos físicos x virtuais ................................................................................ 38
2.4.4 Planejamento para prototipagem ........................................................................ 39
2.4.5 Estratégias de prototipagem................................................................................ 40
3 Metodologia ...................................................................................................................... 45
3.1 Fase 1: Início do processo de desenvolvimento – Primeiros ciclos de prototipagem 48
3.2 Fase 2: Ciclo final de prototipagem do Design Thinking .......................................... 48
3.2.1 Fase 2 – Etapa 1: Início do ciclo de prototipagem ............................................. 49
3.2.2 Fase 2 – Etapa 2: Desenvolvimento de uma metodologia para a otimização do
ciclo final de prototipagem ............................................................................................... 49
3.2.3 Fase 2 – Etapa 3: Construção do protótipo ......................................................... 50
3.2.4 Fase2 – Etapa 4: Testes e análise dos resultados ................................................ 50
4 Desenvolvimento .............................................................................................................. 51
4.1 Primeira fase do Projeto CNPq – Início do processo de desenvolvimento ............... 51
4.1.1 O Projeto ............................................................................................................. 51
4.1.2 Entendimento do problema – Benchmark .......................................................... 52
4.1.3 Primeiro ciclo de prototipagem: Protótipo de Função crítica ............................. 55
4.1.4 Segundo ciclo de prototipagem: Protótipo Funcional ........................................ 59
4.1.5 Resultados finais ................................................................................................ 63
4.2 Segunda fase do projeto CNPq- Novo ciclo de prototipagem................................... 65
4.2.1 Aplicação de uma metodologia de prototipagem ............................................... 65
4.2.2 Empatia .............................................................................................................. 66
4.2.3 (Re) Definir ........................................................................................................ 67
4.2.4 Ideação ............................................................................................................... 67
4.3 Proposta de um plano de prototipagem ..................................................................... 71
4.3.1 Peculiaridades da prototipagem em Design Thinking ....................................... 71
4.3.2 Planejamento e estratégias no processo de prototipagem do PDP ..................... 73
4.3.3 O porquê de aplicar um modelo de planejamento de prototipagem em DT ...... 74
4.3.4 Modelo de planejamento de prototipagem em DT ............................................. 75
4.3.5 Plano de prototipagem ....................................................................................... 77
4.4 Aplicação da estratégia de prototipagem – Construção do protótipo ........................ 83
4.4.1 Criação do modelo virtual .................................................................................. 83
4.4.2 Seleção de materiais ........................................................................................... 87
4.4.3 Modelo físico de aparência – Impressão 3d ....................................................... 92
4.4.4 Confecção do modelo físico ............................................................................... 93
4.5 Testes e análise dos resultados ................................................................................ 102
4.5.1 Testes ............................................................................................................... 103
4.5.2 Análise do protótipo final ................................................................................ 103
5 Análise da aplicação do plano de prototipagem ............................................................. 105
6 Conclusões e considerações finais ................................................................................. 107
7 Referências Bibliográficas ............................................................................................. 109
8 Apêndice ........................................................................................................................ 111
8.1 A – Estudo das peças a serem construídas .............................................................. 111
8.2 B – Desenhos apresentados no levantamento de orçamento ................................... 112
8.3 C – Plano de montagem........................................................................................... 113
17
1 INTRODUÇÃO
A Engenharia tem como sua função primária, independentemente da vertente de
especialização, modificar o ambiente por meio da aplicação de seus conceitos e ferramentas,
fazendo cumprir seus objetivos essenciais não só para indústria e mercado, mas também para
a sociedade. Apesar desse aspecto parecer óbvio, não é fácil mensurar o impacto que as
soluções de engenharia têm para cada indivíduo que é afetado direta ou indiretamente pelos
seus resultados.
Dentro do campo de atuação da Engenharia de Produção, o desenvolvimento de
produtos é uma área de suma importância. Cabendo ao engenheiro a missão de integrar
aspectos técnicos e de negócio a fim de desenvolver itens e trazer soluções que as pessoas
desejam ou necessitam consumir, com o máximo de eficiência possível.
Considerando o Engenheiro de Produção como um vetor de mudança dentro do campo
de desenvolvimento de produtos, foi que se encontrou a motivação para o desenvolvimento
deste trabalho. Neste capítulo, são apresentados o contexto, a motivação e o objetivo deste
trabalho.
1.1 Contextualização
O trabalho aqui apresentado aparece como um desdobramento de um projeto
desenvolvido em conjunto pelo Departamento de Engenharia de Produção da Escola
Politécnica da USP (EP-PRO), a Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da USP (FAU) e o
Centro Interdisciplinar de Tecnologias Interativas da USP (CITI), com apoio do CNPq, no
âmbito dos projetos de formação de núcleos de pesquisa em tecnologia assistiva. O projeto,
iniciado em agosto de 2014, teve como objetivo o: “desenvolvimento de soluções e processos
para aprimorar o acesso e a utilização do transporte aéreo por pessoas com deficiência ou
mobilidade reduzida”.
O projeto teve como objetivos específicos:
• Desenvolvimento de uma cadeira de rodas para uso no interior de aeronaves
(cadeira de bordo);
• Desenvolvimento de conceitos inovadores para a adaptação de banheiros de
aeronaves;
• Desenvolvimento de controles acessíveis para assentos aeronáuticos
otimizados para o uso por pessoas com deficiência.
18
• Desenvolvimento de processos de embarque e desembarque que façam uso das
soluções desenvolvidas no decorrer do projeto;
A equipe de projeto foi composta por professores, pesquisadores e por alunos de pós-
graduação e de graduação de vários cursos de Engenharia e do curso de Design da USP. A
equipe diretamente envolvida nos trabalhos contou com a participação de sete alunos de
graduação e de um aluno de mestrado, conforme listado a seguir:
• Carlos Florio Mendes – aluno de graduação em Engenharia Elétrica da
EPUSP;
• João Pedro Matos Pereira – aluno de graduação em Engenharia de Produção da
EPUSP;
• Lucas FujiWara Osako – aluno de graduação em Engenharia Naval da EPUSP;
• Maira Kondo – aluna de graduação em Design da FAU-USP;
• Marina Magrini Luiz Alonso – aluna de graduação em Design da FAU-USP;
• Matheus Ramos Morgado – aluno de graduação em Engenharia Elétrica da
EPUSP;
• Alexandre Machado Rocha – aluno de mestrado em Engenharia de Produção
da EPUSP;
• Marcelo Augusto Paiva dos Santos Pereira – aluno de graduação em
Engenharia de Produção da EPUSP e autor deste trabalho.
O projeto se desdobrou em nove trabalhos acadêmicos, sendo gerados seis artigos
científicos, dois trabalhos de conclusão de curso, como esse aqui apresentado, e uma
dissertação de mestrado em andamento.
Como resultado, foram desenvolvidos três novos produtos de tecnologia assistiva,
sendo eles:
• Uma cadeira de rodas para uso interno em aeronaves, cadeira de bordo;
• Um lavatório acessível;
• Uma solução de controles acessíveis de assento aeronáutico para pessoas com
deficiência.
Mais especificamente, o trabalho aqui apresentado discorre sobre o processo de
desenvolvimento da primeira das soluções, a cadeira de rodas para uso interno em aeronaves.
19
1.2 Motivação
Pode-se separar em duas frentes distintas a justificativa para o desenvolvimento deste
trabalho.
A primeira delas, diretamente ligada ao projeto que o gerou, é o benefício social
relacionado com a criação de um produto de tecnologia assistiva para o transporte aéreo para
pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida.
De acordo com o Censo realizado em 2010 pelo Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística (IBGE), 23,9% da população brasileira apresenta algum tipo de deficiência. Sendo
que 7% possuem deficiência de mobilidade. Essa grande parcela da população tem sua
experiência não só durante voos, mas na própria vida social prejudicadas por não terem suas
necessidades avaliadas durante os projetos de engenharia.
Dessa forma, este projeto aparece como uma possibilidade de desenvolvimento do
papel de engenheiro como vetor de mudança social ao considerar as necessidades desse
público tão excluído no desenvolvimento de uma solução universal.
A segunda vertente de motivação para este trabalho inicia-se na própria experiência do
autor com o processo de desenvolvimento de produto. Percebendo-se que no processo de
desenvolvimento de produto tradicional e mais utilizado em engenharia não existe um foco
específico sobre as etapas de prototipação, algo que é repetitivamente trazido nos processos
de desenvolvimento de Design.
Dentro de um espectro de aprendizagem de engenharia, a aplicação de metodologias e
estratégias de prototipação poderiam funcionar como aliadas no desenvolvimento de produtos.
Contudo, não há um consenso global dos autores sobres este aspecto, na verdade se identifica
até uma ausência de discussões relativas ao estabelecimento de estratégias de prototipagem do
processo de desenvolvimento de produtos em engenharia (Christie et al, 2012).
Assim, encontra-se uma oportunidade prática de aplicar uma estratégia de
planejamento sobre um ciclo de prototipagem dentro de um ambiente de aprendizado em
engenharia e no próprio processo de desenvolvimento de produtos.
1.3 Objetivo
O trabalho aqui apresentado apresenta dois objetivos.
O primeiro e principal objetivo é o desenvolvimento de uma solução de mobilidade
para a inclusão e melhoria da experiência de voo de cidadãos com deficiência física ou
20
mobilidade reduzida que resulte na apresentação de um modelo físico (protótipo) que
represente o conceito da solução proposta.
Como objetivo secundário deste trabalho, tem-se a aplicação de uma estratégia de
prototipagem em um ciclo de prototipagem do processo de desenvolvimento de produtos por
meio da adoção da abordagem de Design Thinking (DT). E um posterior estudo dos impactos
trazidos por tal aplicação.
1.4 Participação do autor
A participação do autor no projeto de pesquisa apoiado pelo CNPq é focada no
desenvolvimento da solução para mobilidade de cadeirantes dentro de aviões através do
desenvolvimento de uma cadeira de rodas que melhore a experiência de voo. De modo que a
participação do autor não pode ser expandida para os demais desdobramentos e resultado
obtidos durante o desenvolvimento do projeto do CNPq.
Vale também salientar, que a participação do autor ocorre de maneira ativa durante o
segundo ano de vigência do projeto e de desenvolvimento da cadeira, quando este se torna o
responsável único pelo refinamento da solução e pela prototipagem da solução final. As
atividades do autor envolveram a finalização dos modelos virtuais que representam o conceito
criado no projeto, a integração final de soluções, a definição da estratégia de prototipagem e a
fabricação e montagem do protótipo final.
1.5 Estrutura do trabalho
Com o intuído de guiar a leitura e entendimento deste trabalho, é apresentada sua
estruturação juntamente de uma breve descrição do conteúdo encontrado em cada uma das
seções.
Este trabalho está dividido em seis capítulos, sendo o primeiro deles uma breve
introdução do trabalho. O conteúdo dos demais capítulos é apresentado a seguir:
• Capítulo 2: Neste capítulo é apresentada a revisão bibliográfica. Nela serão
discutidos o embasamento teórico que fundamentou a metodologia aplicada no
desenvolvimento do trabalho;
• Capítulo 3: Ao longo desta seção é apresentada a metodologia empregada para
o desenvolvimento do trabalho;
21
• Capítulo 4: Este capítulo tem seu foco sobre o desenvolvimento do trabalho em
si, tratando os resultados obtidos durante a aplicação da metodologia
selecionada;
• Quinto Capítulo 5: Nesta seção sé apresentado o resultado final do processo de
aplicação de uma metodologia de prototipagem e são discutidas as
experiências do autor durante o processo;
• Sexto Capítulo 6: É apresentada uma conclusão sobre o estudo desenvolvido e
o resultado do projeto.
22
23
2 REVISÃO DA LITERATURA
O presente tópico tem como seu intuito a discussão dos temas relevantes para
construção da base teórica utilizada para o desenvolvimento do projeto aqui apresentado. Tais
tópicos partem do entendimento inicial do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP),
a abordagem de Design Thinking (DT) utilizada como diretriz do projeto de desenvolvimento
da cadeira de bordo, bem como um entendimento de diferentes tipos de processos de
desenvolvimento do produto e um entendimento mais completo do processo de prototipagem
dentro do contexto de desenvolvimento de produtos.
2.1 PDP tradicional
Todo e qualquer novo produto se inicia como uma ideia que evolui de um projeto para
atender as necessidades dos consumidores e de outros stakeholders dentro de um determinado
mercado (ROZENFELD et al., 2006). De sua concepção inicial até sua disponibilização para
o consumo, o produto passa por um longo processo de desenvolvimento, conhecido como
Processo de Desenvolvimento de Produto. Este processo terá um escopo e seguirá por
diferentes etapas de acordo com o grupo que o desenvolve (BAXTER, 2006). Mas de maneira
geral o PDP é tido com uma sequência de etapas, ou atividades, desenvolvidas durante a
criação de um novo produto (EPPINGER; ULRICH, 2012).
Existem diversas abordagens sobre o PDP. Mas de forma genérica, o PDP tradicional
parte da geração de ideias, e recebimento de estímulos do mercado e dos consumidores e no
seguinte refinamento destas ideias e informações de maneira racional de modo a desenvolver
um projeto e um produto, que de acordo com o cenário tecnológico vigente poder ser
reproduzido sistematicamente e posto em produção (BAXTER, 2006).
Ainda segundo Eppinger e Ulrich (2012) a utilização de um processo formalizado para
o PDP traz uma gama de vantagens:
• Qualidade: A passagem por fases, e processos com avaliações
especificadas contribui para construção de um produto com elevada
qualidade.
• Coordenação: Um processo de desenvolvimento claro e bem controlado
permite que todos os integrantes da equipe tenham conhecimento dos
cronogramas, atividades e resultados de seus pares. Possibilitando que o
trabalho em equipe e as trocas de informação sejam mais efetivas.
24
• Planejamento: Um PDP estruturado conta com a definição de marcos para
sinalizar o termino de cada fase. Permitindo a criação de cronogramas
detalhados e facilitando seu acompanhamento.
• Gerenciamento: Ao utilizar um PDP estruturado é mais visível a atuação de
cada membro e o desenvolvimento do projeto como um todo, facilitando o
gerenciamento do mesmo.
• Melhorias: Com as documentações trazidas pelo PDP estruturado e
revisões periódicas dos resultados as oportunidades de melhorias são
detectadas e trabalhadas mais facilmente.
Como dito anteriormente, o PDP pode variar dependendo do time que o executa.
Contudo, as metodologias do PDP tradicional aparecem estruturadas em fases macro e então
subdivididas em fases ou atividades mais capilares (ROZENFELD et al., 2006). Em geral as
fases ocorrem de maneira sequencial, mas podem se sobrepor durante a execução de algumas
atividades. Para o entendimento deste trabalho escolheu-se estudar o modelo apresentado por
Rozenfeld et al. (2006) (Figura 1):
Figura 1: PDP segundo Rozenfeld
Fonte: Rozenfeld et al., 2006
2.1.1 Pré-desenvolviemnto – planejamento do projeto
Esta é a macro fase inicial e precede a própria aprovação e início do projeto em si.
Lança um foco nas considerações iniciais para validação da própria existência do projeto,
25
lançando um foco sobre os objetivos do mercado, a estratégia dos desenvolvedores e a
tecnologia disponível. Inclui também um certo envolvimento com o consumidor final, uma
vez que é nessa fase que o deve ser mapeado quem são os potenciais clientes, o que eles
consomem, e onde eles se localizam, trazendo um primeiro entendimento do mercado
(ROZENFELD et al., 2006).
2.1.2 Desenvolvimento
Nesta macro fase do PDP é que de fato o projeto se desenrola e o produto é
desenvolvido. Ela é composta pelas seguintes etapas:
2.1.2.1 Projeto Informacional
Durante esta fase são gerados uma série de diferentes conceitos, que são então
avaliados. Os conceitos devem ser uma descrição simplificada do que será o produto e
características como forma e funcionalidades podem já ser avaliadas. O foco durante as
atividades deve ser mantido sobre os princípios e não nos detalhes, uma vez que solução
eficaz e duradoura provem de uma escolha acertada de princípios de funcionamento e não de
uma concentração exacerbada de detalhes. No fim desta fase, um ou mais conceitos gerados
devem ser escolhidos para dar continuidade ao processo de desenvolvimento (ROZENFELD
et al., 2006).
De maneira geral, dois caminhos podem ser seguidos durante a geração dos conceitos:
um projeto incremental ou um projeto completamente novo. O projeto completamente novo
requer o desenvolvimento de um produto completamente diferente daqueles já trabalhados
pela equipe ou companhia, enquanto um projeto incremental se baseia em projetos já
existentes e segue para a implementação de melhorias e novas funcionalidades
(ROZENFELD et al., 2006).
2.1.2.2 Projeto conceitual
Esta é a etapa na qual serão definidas a arquitetura do produto, sua decomposição em
subsistemas e componentes e o projeto inicial de alguns componentes fundamentais para o
projeto. Também devem ser iniciados os planos iniciais para a montagem e o processo de
produção do produto final. Como resultado desta fase se apresentam a descrição funcional dos
subsistemas presentes do produto e também os primeiros esboços, considerando
principalmente o volume e as formas daquilo que será o produto final (ROZENFELD et al.,
2006).
26
É importante atentar que durante esta faze, ao avaliar diferentes ideias de sistemas e
combinar diferentes solução para os subsistemas pode revelar pontos fracos que podem ser
trabalhados e eliminados para a obtenção do melhor conjunto (ROZENFELD et al., 2006).
2.1.2.3 Projeto detalhado
Durante esta fase do processo de desenvolvimento deverão ser finalizadas e detalhadas
todos as especificações para os sistemas. O que inclui a definição de tolerâncias, materiais e
as formas de todas as partes do sistema. O resultado desta etapa será a documentação do
produto a ser produzido, com todos os desenhos técnicos necessários para as partes a serem
construídas e as especificações dos componentes que serão comprados. Nesta fase é
importante atentar aos detalhes associados aos sistemas criados, afim de evitar falhas técnicas
e retrabalho nas próximas etapas (ROZENFELD et al., 2006).
É apenas durante esta fase do PDP tradicional que se é indicada a construção de
protótipos físicos, sempre tendo em vista que toda a BOM já está formulada (ROZENFELD et
al., 2006). Mesmo assim, no PDP tradicional não existem recomendações explicitas para a
confecção de protótipos físicos, ela se baseia principalmente na conceituação teórica e no uso
de prototipagem virtual para obtenção de desenhos técnicos.
2.1.2.4 Preparação para produção
Para esta etapa, devem ser construídas e avaliadas versões de pré-produção do
produto. O objetivo destas atividades é entender como cada uma das funcionalidades
propostas para os sistemas podem ser produzidas pelas tecnologias acessíveis. Os protótipos
devem identificar a necessidade de mudanças para o modelo final do produto (ROZENFELD
et al., 2006).
São então definidos os processos, especificações e recursos de fabricação. É também
produzido um lote piloto e são definidos os processos de manutenção. Enfim, são tratadas
todas as atividades dentro da cadeia de suprimentos.
2.1.2.5 Lançamento do produto
Este é um processo gradual que em geral tem suas atividades iniciadas anteriormente
mas apenas implementadas durante esta etapa. São desenvolvidos os processos de apoio à
produção e comercialização do produto, como venda, distribuição assistência técnica e
atendimento ao cliente. Durante esta etapa outros times, que não o de desenvolvimento de
produtos são envolvidos e é feita uma transição para o final do projeto de maneira gradual
27
para garantir que a linha de produção tem total acesso ao time de desenvolvedores e que assim
quais quer problemas possam ser abordados e sanados (ROZENFELD et al., 2006).
Tanto para Eppinger e Ulrich (2012) quanto para Rozenfeld et al. (2006) e Baxter
(2006), as primeiras etapas do PDP tradicional são cruciais para o desenvolvimento de novos
produtos. Pois são nelas que se concentra definição do projeto de fato, onde são trabalhadas o
maior número de incertezas e por consequência são comprometidos a principal parte dos
custos do novo produto. Assim, a boa execução das primeiras etapas é crucial para o
desenvolvimento seja eficiente e o produto tenha sucesso (Figura 2).
Figura 2: Evolução dos custos no PDP
Fonte: Acervo Pessoal Baseado em Baxter (2006)
2.2 Design Thinking
Design Thinking é considerado por muitos como um processo inovador para a
abordagem de problemas das mais diferentes complexidades. O DT é comumente descrito
como uma maneira de pensar, metodologia, processo e atitude que são característicos dos
designers e derivada das práticas de design (MARTIN, 2009).
O conceito do DT aparece inicialmente associado à ideia que o processo de design
exige a aplicação de certas competências, como a habilidade de lidar com ambiguidade,
geração de empatia com o usuário e exploração de problemas através da criação de soluções
conjecturais ao invés de análises do problema e uma conseguinte geração de alternativas de
solução. Tais habilidades podem ajudar na abordagem de problemas e oportunidades de uma
maneira única, que permite um maior fluxo criativo e agilidade, sendo propícia ao surgimento
de inovações. (MARTIN, 2009)
28
Esses fundamentos primordiais são tidos como a base para diversas metodologias que
vêm sido utilizados ao redor do globo para a aplicação do DT em diferentes projetos e de
diferentes formas. Fazendo que atualmente, o DT seja mais associado à aplicação de uma
metodologia específica e no processo de desenvolvimento do que na concepção inicial do
design como uma maneira de pensar e se articular. (MARTIN, 2009)
2.2.1 O Design Thinking como é concebido atualmente
Mesmo que as primeiras utilizações do termo Design Thinking tenham se dado no
início dos anos 1990, e a ideia do design como um modo de pensamento e articulação seja
ainda mais antiga, o conceito de Design Thinking, como é aplicado atualmente, ganha
popularidade na escola de design de Stanford (d.school) nos anos 2000 e também é
impulsionado pela sua vasta aplicação pela empresa IDEO. Estas instituições inspiraram a
adoção do DT por muitas empresas como um método de abordar problemas capciosos (wicked
problems) e desenvolver soluções inovadoras (BROWN, 2010).
As abordagens de DT são representações tangíveis do modo de pensar no ramo de
design. Métodos de investigação holísticos e centrados no ser humano são fundamentais para
o DT. A metodologia de DT advoga pela criação de um racional criativo, não linear e
centrado no ser como guia para o desenvolvimento de projetos. Brown (2010) ainda acredita
que as ideias inovadoras que surgem da aplicação do DT provam o potencial do método, que
se centra nas necessidades dos consumidores como força diretora para geração de ideias ao
invés de tecer concepções artificiais, como ferramenta para geração de inovação.
2.2.2 Porque aplicar o Design Thinking
O DT é aplicado principalmente na abordagem de problemas capciosos (wicked
problems), uma vez que os métodos e ferramentas analíticos tradicionais não conseguem ser
aplicados de maneira efetiva. Para a resolução deste tipo de problema não se busca o
levantamento de todas as possíveis alternativas de solução, mas o conjunto daquelas que
satisfazem a conjuntura temporal e escopo do projeto (ROWE, 1991).
Ainda que na literatura se enfoque no DT como metodologia de solução para
problemas capciosos (wicked problems), o DT pode ser aplicado para qual problema ou
projeto de design (ROWE, 1991). Brown (2010) ainda defendem a aplicação do DT em
cenários diferentes: resolução de problemas (capciosos ou não) e desenvolvimento de novos
produtos.
29
2.2.3 A abordagem de Design Thinking
O DT como uma metodologia tem suas bases na Universidade de Stanford nos Estados
Unidos da América, onde foi inicialmente as possibilidades de integrar processos criativos
dentro da engenharia mecânica. A ideia é então difundida dentro da instituição, onde o
professor David M. Kelley, fundador da IDEO, começa a utilizar tais métodos dentro de sua
companhia e os utiliza como base para a criação do Instituto Hasso Plattner de Design em
Stanford, a d.school. Desde então muitas outras universidades e empresas começaram a
também adotar e desenvolver tal metodologia, gerando uma série de diferentes abordagens
para a aplicação do DT (BROWN, 2010).
Devido ao grande número de abordagens concebidas para o desenvolvimento do
processo de DT, se torna muito complexa a definição de uma metodologia única e certeira.
Para os fins de entendimento necessários para o trabalho aqui apresentado se fará uma análise
sobre a metodologia concebida originalmente pela d.school de Stanford e que depois foi
difundida e adaptada para diferentes realidade.
A metodologia apresentada pela d.school (2010) é dividida em cinco fases (Figura 3).
O processo não é linear, mas interativo e tal interatividade é essencial para o bom
desenvolvimento da metodologia. Existe um movimento entre as diferentes fases do processo;
se no final do ciclo de prototipagem não é obtida uma solução satisfatória para o problema
deve-se voltar uma ou duas fases para se repensar nas ideias criadas, agregando desta fez os
aprendizados da fase de prototipagem e testes.
Figura 3: Etapas em um cilco de Design Thinking
Fonte: Acervo Pessoal
30
As fases apresentadas pela d.school (2010) são:
Empatia
A fase inicial de desenvolvimento do projeto é dedicada ao entendimento do problema
de fato e das áreas a ele ligadas. Assim, é fundamental realizar pesquisas profundas e
abrangentes, o que pode consumir uma grande parte do tempo do projeto. Durante este
processo de conhecimento do problema também está inserido o entendimento dos usuários ou
pessoas afetadas pelos projetos.
O objetivo esta fase é coletar estímulos de diferentes formas a fim de construir um
entendimento do problema e de como a solução impactará a sociedade. Para a obtenção deste
entendimento junto aos usuários é recomendado o uso de entrevistas, grupos focais, criação de
personas e brainstormings.
É importante também que seja feita uma síntese das informações coletadas, de modo a
torna-las mais objetivas e gerenciáveis. Para tanto se faz uso de diagramas e fluxogramas e
blueprint.
(Re)Definir
A partir das informações coletadas durante a fase de empatia é realizada uma profunda
análise para que todos os achados sejam transformados em necessidades e/ou descobertas
relevantes. Os principais objetivos desta fase são o entendimento profundo os usuários e
principalmente a criação do “ponto de vista” do projeto. Ou seja, uma declaração de problema
que guiará o desenvolvimento do projeto.
Para que o ponto de vista criado seja efetivo, ele deve ser capas de delinear o
problema, inspirar os membros da equipe, fornecer modelos de referência, alimentar e guiar
as sessões de brainstorming e orientar o time envolvido em como cada parte pode se
desenvolver individualmente no projeto.
Ideação
Com o ponto de vista e personas definidas, é começado um processo de geração de
ideias que possam ser soluções potenciais para os problemas identificados. Geralmente o
desafio como um todo é dividido em subproblemas, os quais são abordados em sessões de
brainstorming. Durante estas sessões deve-se aplicar diferentes técnicas de geração de ideias,
incentivando-se o processo criativo.
31
Uma vez que um número considerável de ideias é gerado, elas são então discutidas e
então selecionadas de acordo como a equipe as julga segundo viabilidade, aplicabilidade e
grau de inovação.
Prototipagem
Depois de escolhidas as ideias que serão continuadas é iniciado o processo de
prototipagem. Os objetivos dos protótipos são permitir que as ideias sejam demonstradas e
comunicadas, para que se haja um melhor entendimento, e permitir que elas sejam
materializadas, a fim de avaliar sua viabilidade de construção e funcionamento.
O processo de prototipagem ocorre em ciclos, cada qual com a construção de protótipos com
finalidades diferentes, conforme se avança no desenvolvimento do projeto e na convergência
das ideias.
Testar
A fase derradeira do ciclo de DT tem como objetivo o teste dos protótipos gerados
junto ao grupo de potenciais usuários encontrados a fim de se obter um entendimento se as
soluções propostas de fato atendem às necessidades dos usuários. A partir dos retornos
obtidos nos testes pode-se realizar ajustes e melhorias no projeto.
2.2.4 Ciclos de prototipagem em Design Thinking
No modelo proposto pela d.School, propõe-se que o desenvolvimento do projeto se dê
em diferentes interações, onde em cada qual é repetido o mesmo ciclo de cinco fases
apresentado anteriormente. Estas etapas se diferenciam por possuírem objetivos, abrangência
e grau de detalhamento e compromisso muito distintos. A caracterização destas etapas
acontece pela criação de um protótipo único, reconhecidos como marcos do projeto. Cada um
deste protótipos tem um objetivo específico (SCHINDLHOLZER et al., 2011), Figura 4. São
eles:
1. Protótipo da Função Crítica: Entendimento do escopo global do problema a ser
tratado com o desenho das soluções funções críticas identificadas para a solução a
ser obtida.
2. Protótipo Azarão (Darkhorse): Parte das funções críticas identificadas para uma
visão mais abrangente e divergente, permitindo o surgimento de uma variedade de
soluções potenciais. Permite a experimentação de soluções de alto risco ou
32
complexidade que podem não ser consideradas apropriadas para o
desenvolvimento do projeto em um primeiro momento
3. Protótipo Integrado (FunKtional): Objetiva integrar os achados das interações
anteriores para a criação de um conceito mais coerente e holístico para o
prosseguimento do projeto.
4. Protótipo Funcional: É marcado pela definição da solução final a ser adotada para
o desenvolvimento do projeto. O protótipo deve trazer as funções básicas do
conjunto de solução escolhida para interação com os futuros usuários.
5. Protótipo X-está-Finalizado: Finalização das funções necessárias para a aplicação
da solução do problema. O foco é na execução das funcionalidades por completo,
mais do que na aparência final em si.
6. Protótipo Final: Integração e aprimoramento de todos componentes do conjunto de
solução, resultando na criação de um conceito consistente e próximo ao real em
aparência, formas e funcionalidades.
Figura 4: Ciclos de prototipagem em Design Thinking
Fonte: Acervo Pessoal
2.3 Diferentes PDPs
O projeto do PDP depende de qual tipo de produto se produzirá e de como se pretende
projetará o portfólio de produto. Produtos podem ser classificados em diferentes categorias
dependendo de suas características. Wheelwright e Clark (1992) explicam que definir uma
classificação apropriada para o produto resulta uma simplificação da estratégia de
gerenciamento e comunicação da equipe durante o desenvolvimento do projeto. Isto também
ajuda a agrupar projetos de diferentes produtos e funcionalidades.
Em geral processo de desenvolvimento é motivado pelo próprio mercado, através da
exposição das necessidades dos consumidores. Engatilhando assim o processo de
33
desenvolvimento de produto dentro dos padrões já consolidados do time de desenvolvimento
de produtos. Contudo, Eppinger e Ulrich (2012) identificam outros tipos de desenvolvimento
de produto:
• Produtos provenientes de novas tecnologias: Utilização de novas tecnologias
emergentes e disponíveis para geral produtos com novas propostas de valor
para os consumidores.
• Produtos de plataforma: Produtos concebidos sobre a mesma plataforma e que
compartilham sistemas e subsistemas.
• Produtos de produção intensiva: Devido ao volume de produção o processo
produtivo assume tanta importância quanto o produto em si e traz uma séria de
limitações o projeto deste.
• Produtos customizados: O produto parte de uma base genérica que é
customizada de acordo com a demanda.
• Produtos de alto risco: Produtos que se inserem em algum contexto de alto
risco. Seja pela volatilidade do mercado em que se inserem, fala de
regulamentação ou incertezas técnicas. Para estes produtos é necessária a
criação de uma detalhada análise de riscos que deve ser acompanhada durante
todo o processo de PDP.
• Produtos de manufatura ágil: Produtos que por estarem relacionados a
componentes eletrônicos e/ou softwares possuem um processo mais rápido de
desenvolvimento. São mais flexíveis e responsivos e têm de dar respostas
rápidas aos feedbacks necessidades dos usuários, possuindo um processo de
desenvolvimento mais dinâmico.
• Sistemas complexos: Produtos que contém muitos subsistemas e componentes.
Requerem um tempo muito maior tanto para o projeto quanto para testes e
validações.
2.4 Processo de prototipagem
A prototipagem física é uma atividade essencial no processo de desenvolvimento de
produtos e permite o desenvolvimento de conhecimento na prática (BERGLUND; LEIFER
2013). Existem na literatura diferentes definições do que é um protótipo, dependendo do
conceito em que o termo é aplicado. De forma mais geral, segundo o dicionário: “Elaboração
34
de protótipo, a versão parcial e preliminar de um novo sistema ..., destinada a testes e
aperfeiçoamento” (FERREIRA, 2006). Já em termos de engenharia, Eppinger e Ulrich (2012)
define como protótipo uma aproximação a um produto de acordo com um ou mais aspectos de
interesse e a prototipagem com o processo de construir, testar e analisar protótipos. Tais
definições ilustram a prototipagem como uma ferramenta para o aprendizado sobre múltiplos
aspectos de um dado produto durante seu processo de projeto e desenvolvimento, sendo a
prototipação física ou não.
Segundo Chua et al. (2010), existem três aspectos principais em um protótipo:
1. Grau de aproximação: variante de representação grosseira a réplica exata;
2. Forma: virtual ou física;
3. Implementação: produto ou sistema por completo ou subcomponentes.
Alinhando cada uma destas dimensões em um eixo, Chua et al. (2010) apresenta um
diagrama de ilustrativo apresentado na Figura 5 que ilustra diferentes tipos de protótipos.
Figura 5: Dimensões da prototipagem segundo Chua et al. (2010)
Fonte: Chua et al., 2010
Segundo Wheelwright e Calrk (1992), prototipagem é uma atividade chave nas
atividades de design e engenharia, mesmo que ainda seja uma atividade tradicionalmente
subaproveitada. Desenvolver o hábito de construir protótipos em estágios iniciais, mais
frequentemente e de maneira contínua durante o processo de projeto de engenharia é uma
lógica cada vez mais comum nos campos de engenharia mecânica e design.
35
2.4.1 Protótipos físicos
A prototipagem física tem um papel importante tanto no processo de desenvolvimento
do produto quanto no aprendizado. Protótipos são capazes de estimular uma associação
cognitiva do funcionamento de mecanismos relacionando-os com a visualização, experiências
anteriores e comunicação interpessoal, de modo a favorecer o aprendizado interativo entre os
membros de um grupo e no processo de desenvolvimento de um produto (CAMBURN et al,
2013).
Na engenharia, o processo criativo (brainstorming) pode ser associado a ciclos de
prototipagem através de dinâmicas práticas (BERGLUND; LEIFER 2013). É esperado que a
criação de protótipos físicos seja um catalizador durante o PDP. E mesmo que a prototipagem
em si requere tempo para seu desenvolvimento, se aplicada de maneira integrada ela pode
reduzir o tempo total para o desenvolvimento por sua capacidade de estimular o aprendizado e
comunicação. O que é ainda mais aplicável para prototipagem rápida, que reduz
substancialmente o tempo de construção dos protótipos (CHUA et al. 2010).
O processo de desenvolvimento de um protótipo físico por meio de técnicas de
manufatura, incluindo a prototipagem rápida, envolve uma série de aspectos, como a seleção
de material e dos métodos de manufatura a serem utilizados, dimensionamento e modelagem
de interfaces. A construção de um protótipo e a comunicação trazida pelo protótipo têm um
aspecto fundamenta e central durante todas as fases do desenvolvimento do produto, como em
testes de viabilidade, funcionalidades de subsistemas e prova de conceitos (EPPINGER e
ULRICH 2014).
Ainda de acordo com Eppinger e Ulrich (2014), os principais papéis da prototipagem
são:
• Aprendizado: responder questões sobre performance e viabilidade;
• Comunicação: comunicar ideias dentro e fora da equipe de
desenvolvimento do projeto;
• Integração: combinar sistemas e subsistemas;
• Criação de marcos: desenvolvimento de ciclos e agendas dentro do projeto.
A criação de modelos físicos ainda é capaz de reduzir a design fixation (fixação de que
as primeiras ideias tidas são as melhores e suficientes, bloqueando o processo criativo,
36
principalmente em fases de geração de ideias), permitindo uma atuação mais criativa e a
consideração de mais alternativas de solução (YOUMANS, 2007).
Protótipos físicos são construídos pela utilização de diferentes técnicas de manufatura.
Não existe um método universalmente correto para o desenvolvimento de um modelo, mas
aquele apropriado ao projeto, dependendo do propósito do protótipo, materiais utilizados e
objeto a ser manufaturado. Enquanto alguns protótipos mais básicos podem ser construídos
com ferramentas e materiais básicos como papel, tesoura e cola, outros requerem a aplicação
de técnicas mais avançadas de conformação (GEBHARDT, 2014).
Ainda de acordo com Gebhardt (2014) a tecnologia de manufatura se constrói em cima
de três pilares (Quadro 1):
• Extração de material: processos feitos sobre uma grande quantidade de
matéria prima, onde os excessos são retirados, como em fresas e tornos;
• Conformação de material: processo de transformação da forma do
material utilizando um molde e transformação de estado físico da
matéria prima, como injeção e extrusão;
• Manufatura aditiva (adição de material): técnicas mais modernas para a
produção de protótipos pela adição de material através da adição de
material como na impressão 3d.
Quadro 1: Tecnologias de manufatura
Tecnologia de
Manufatura
Extração Conformação Adição
Característica Processos de
usinagem baseados
na retirada de
material para
confecção de peças.
Processo de
transformação do
material através da
alteração de formas
através da
deformação da
matéria-prima
Produção de peças
através da
sobreposição de
camadas de
material
adicionado
Exemplos Fresa, Torno Injeção, Extrusão Impressão 3d
2.4.2 Protótipos virtuais
Os protótipos virtuais surgem com uma alternativa para redução de custos e tempo de
desenvolvimento nos estágios iniciais do PDP. Os métodos utilizados variam de rascunhos e
“renders” a modelos computacionais 3D detalhados. Na indústria, ainda, o processo de
37
prototipagem virtual pode ser complementado por modelos físicos que se utilizam de técnicas
de prototipagem rápida, como impressoras 3D (DESIGN COUNCIL 2007).
Para Chua et al. (1999) a prototipagem virtual refere-se à análise e simulação
realizadas totalmente em modelos computacionais, tal qual é feito em modelos físicos. Assim,
um modelo virtual tem a total capacidade de substituir um protótipo físico no
desenvolvimento de testes e análise. Já para Gowda et al (1999), os modelos virtuais são um
tipo de tecnologia que utiliza da realidade virtual e de outras facilidades computacionais para
o desenvolvimento de um protótipo digital. Dessa forma, a prototipagem virtual é definida
como uma ferramenta para criação de um protótipo, apenas, e modelos virtuais não poderiam
substituis os físicos para análises e testes.
A prototipação virtual se desenvolve basicamente pela utilização de ferramentas de
CAE, um termo generalista que indica as ferramentas e métodos computacionais utilizados no
processo de desenvolvimento de um projeto ou produto em relação a aspectos técnicos, e de
CAM, softwares destinados à modelagem. Contudo, nos dias atuais as ferramentas de CAD
são capazes de integras tanto mecânicas de simulação quanto modelagem (GOWDA, 1999).
Fazendo que não haja mais uma distinção tão grande entre CAE e CAD, sendo os dois termos
utilizados para descrever basicamente o mesmo grupo de softwares. Algumas vezes, ainda, o
temo CAx é utilizado ao invés de CAE, com o “x” indicando qualquer que seja o a área,
técnica ou design, que o software é aplicado.
Com relação à utilização de modelos virtuais, Zorriassatine (2002) identifica cinco
classes principais de métodos para a prototipagem virtual:
• Visualização;
• Encaixe e interferência de montagens mecânicas;
• Testes e verificação de funcionalidades e performance;
• Avaliação de manufatura e operações de montagem;
• Análises de fatores humanos.
38
Figura 6: Software CAD - SolidWorks
Fonte: Acervo Pessoal
2.4.3 Protótipos físicos x virtuais
A aplicação de um ou outro método depende do projeto e dos objetivos traçados para o
protótipo dentro dele. Protótipos físicos permitem uma avaliação sensorial do produto, como
forma e sensação ao toque. Eles ainda permitem uma análise da ergonomia do produto. Já os
Protótipos virtuais se aplicam perfeitamente onde a criação de um protótipo físico é inviável,
custosa ou ineficiente (GRIMM, 2005). Ambos os tipos de tecnologia não são
necessariamente competitivos, pois cada um apresenta benefícios e desvantagens quando
comparada ao outro. As tecnologias de prototipagem física e virtual podem ainda ser
combinas na criação de poderosas ferramentas para o desenvolvimento mais acelerado de
produtos complexos (CAMPBELL et al. 2004).
Cada vez mais, na indústria, os engenheiros de produtos são capazes de se utilizar de
ambas formas de modelagem e então selecionar a que melhor se adequa ao seu projeto ou
então combiná-las (GRIMM, 2005).
A Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais mostra uma breve
comparação entre a aplicabilidade dos dois tipos de prototipagem:
39
Tabela 1: Comparação entre prótipos físicos e virtuais
Prototipagem
Característica Virtual Física
Custo X
Tempo X
Capacidade de mudar X
Avaliação de ergonomia X
Estética X
Aspectos táteis X
Análise dinâmica X
Produtos complexos X
Estrutura de produtos
simples
X
Teste de funcionalidade X
Comunicação com o usuário X
2.4.4 Planejamento para prototipagem
Em sua concepção genérica, a prototipagem é guiada por aspectos técnicos e
dependente das funcionalidades aplicadas durante as fases do PDP. Sendo que em um projeto
de engenharia o foco sobre os protótipos é geralmente a criação de um modelo para a
validação e avaliação do sistema, subsistemas e componentes, segundo Wheelwright e Clark
(1992). Em seu trabalho, os autores ainda listam quatro boas práticas que devem ser aplicadas
ao planejamento da prototipagem, independentemente do tipo de PDP na qual ela se aplica:
Protótipos de baixo custo: O processo de prototipagem deve ser iniciado com a
criação de modelos mais simples e de baixo custo e então evolui-se para a
confecção de modelos mais realistas e custosos.
Qualidade do processo: Muitas vezes se cometem erros durante o processo de
prototipagem, pela má interpretação dos desenhos, escolha inapropriada dos
materiais ou falhas no emprego das técnicas de manufatura. Assim para que o
processo seja mais fluido e se evite o retrabalho é necessário um planejamento
e entendimento das etapas componentes do processo de prototipagem para se
ter um processo de qualidade.
Tempo e sequenciamento: Não se deve sobrepor ciclos de prototipagens, de
modo que não se perca a rastreabilidade do estado atual do projeto.
40
Geração de conhecimento: Documentar e entender os casos de fracasso e
sucesso em cada um dos ciclos de prototipagem ajuda construir um corpo de
conhecimento útil para os ciclos seguintes.
Em seu estudo, Christie et al. (2012) também aponta para a necessidade da utilização
de boas práticas para que o processo de prototipagem seja bem sucedido. Sendo elas:
Iniciar o processo de prototipagem cedo e frequentemente, utilizando-se de
técnicas mais simplistas para explorar uma diversidade de conceitos de
maneira rápida e econômica.
Realizar a prototipagem de ao menos três conceitos.
Manter os protótipos simples, focando apenas nas funcionalidades a serem
analisadas.
Alocar o tempo adequado para a engenharia, construção e teste do protótipo.
Alinhar o processo de prototipagem com as análises de engenharia para a
obtenção de um desenvolvimento mais efetivo.
Para assegurar que o processo de prototipagem contribua para o objetivo do PDP e
siga todas as boas práticas, é crucial a definição de um plano de como o processo de
prototipagem será conduzido. Eppinger e Ulrich (2012) apresentam uma sugestão com passos
para a organização do processo de prototipagem:
1. Definir o propósito para construção do protótipo;
2. Estabelecer o nível de aproximação do protótipo ao projeto real;
3. Desenhar um plano de testes para ser realizado com o protótipo;
4. Criar um cronograma para compras, construção e testes do protótipo.
2.4.5 Estratégias de prototipagem
A estratégia de prototipagem é constituída de um conjunto de decisões que determina
quais atividades e técnicas serão tomadas para o desenvolvimento de um protótipo. Entre
estas estratégias estão uma diversidade de alternativas, físicas ou virtuais. Modelos virtuais
podem incluir ou não análises matemáticas e de engenharia, enquanto protótipos físicos
podem representar o sistema como um todo ou apenas parcelas dele. Também faz parte da
estratégia a decisão de se criar uma sequência de protótipos para provar conceitos
individualmente ou realiza-los em paralelo. Em suma, muitas são as variáveis dentro da
estratégia adotada para a confecção dos protótipos em PDP. Contudo, poucas pesquisas foram
feitas sobre o assunto para entender como estes aspectos interagem e qual a melhor maneira
41
de combiná-las para o desenvolvimento de um projeto em específico (CHRISTIE et al.,
2012).
Quanto à utilização de protótipos na engenharia, Christie et al. (2012) ainda aponta os
seguintes pontos de atenção:
Geralmente, no processo de desenvolvimento de protótipos para a engenharia
não são formuladas estratégias de prototipagem com foco gerencial.
Existem poucas estratégias de prototipagem voltadas para a engenharia e
nenhuma das existentes tratam completamente o escopo de decisões associados
à estratégia de prototipagem como um todo.
Prototipagem é um processo muito benéfico no desenvolvimento de produtos
de engenharia e veria receber maior relevância no PDP.
Ainda com o foco em estratégias de prototipagem em projetos de engenharia, Dunlap
et al. (2014) consideram que não se deve existir uma estratégia modelo cristalizada, mas sim
que uma estratégia de prototipagem para engenharia deve ser adaptada ao projeto em
desenvolvimento e erguida sobre as seguintes verticais:
Número de conceitos a se desenvolver simultaneamente: Nesta vertical são
contrapostos a lógica de desenvolvimento de múltiplos protótipos de maneira
paralela e o modelo sequencial, onde um protótipo só é iniciado quando o
construído anteriormente já foi devidamente finalizado e analisado.
Número de iterações sobre cada conceito: Entende-se como iteração sobre o
conceito o processo de construir, testar, avaliar, refinar o projeto e reconstruir
um novo protótipo sobre o mesmo conceito.
Escala: Definição de qual a escala a ser adotada para o protótipo, pode ser
tanto igual, inferior ou superior ao tamanho natural do produto.
Isolamento de subsistemas: Refere-se ao entendimento de quais subsistemas
dever se tornar protótipos, seja de forma isolada ou conjunta a outros
subsistemas.
Simplificação dos requisitos do projeto: Muitas vezes é inviável a construção
de um protótipo que respeite todos os requisitos iniciais do produto, assim é
necessária uma reavaliação daqueles que deverão realmente ser aplicados.
42
Prototipagem física ou virtual: Refere-se ao entendimento do melhor modelo a
ser empregado, considerando que a combinação de ambos também é uma
opção.
Christie et al. (2012) concorda com Dunlap et al. (2014) sobre a criação de uma
estratégia única por projeto e pautada na definição de aspectos-chave. Contudo, o autor
ressalta a importância de outros fatores para a definição de uma estratégia consistente para a
prototipagem. Os fatores adicionais são:
Entendimento das tecnologias de manufatura disponíveis e da capacidade
técnica da equipe envolvida;
Escolha da escala das funcionalidades, quais contemplar no protótipo;
Escolha de materiais;
Escolha de técnicas de manufatura e montagem.
Já Wheelwright e Clark (1992), partindo de uma visão ainda mais centrada em
engenharia, definem estratégias consolidadas de prototipagem que variam de acordo o tipo do
projeto no qual o protótipo será o utilizado. Cada um destes modelos é pautado nas seguintes
dimensões:
Diretrizes: Entendimento da aplicação do protótipo para definição de
funcionalidades e performance do sistema.
Foco: Escopo do projeto de prototipagem.
Controle de Ciclos: Definição dos ciclos de prototipagem dentro da
organização
Responsabilidade pela construção: Definição de quem será o responsável pela
confecção do projeto.
Envolvimento do usuário: Define se, quando e como o usuário participará do
processo de prototipagem.
Critérios de teste: Definição daquilo que deverá ser verificado em cada um dos
ciclos de prototipagem.
Ligação com o projeto: Indica como a construção dos protótipos está ligada
com o cronograma e gerenciamento do projeto.
Utilizando-se destas dimensões, Wheelwright e Clark (1992) criam três estratégias
básicas de prototipação: o modelo “Tradicional - Padrão”, focado no projeto do produto e
conduzido principalmente pelos engenheiros de projeto; o modelo “Tradicional Revisado”,
43
que parte do modelo tradicional mas adiciona um maior foco na interação com o usuário
durante a fim de ter uma utilização tanto técnica como para entendimento comercial; e o
modelo “Periódico”, está estratégia foca na construção de um protótipo com um sistema de
alta performance e para tanto depende de um trabalho intensivo de engenharia durante seu
desenvolvimento.
O Quadro 2 traz em maiores detalhes os modelos propostos por Wheelwright e Clark
(1992).
Quadro 2: Estratégias de prototipagem por Wheelwright e Clark (1992)
Dimensões Modelos
Tradicional - Padrão Tradicional -
Revisado
Periódico
Diretrizes Performance Técnica Performance técnica
e comercial
Performance do
sistema / Integração
multifuncional
Foco Intuito de avaliação do
projeto
Intuido de projto e
teste de satisfação do
usuário
Sistema de solução
Controle de Ciclos
Inicial Engenharia Engenharia Time multifuncional
Central Engenharia Engenharia Time multifuncional
Final Manufaura Manufatura Time multifuncional
Responsabilidade pela
Construção
Inicial Subcontratado Oficina de
engenharia
Oficina de engenharia
Central Oficina de engenharia Oficina de
manufatura
Linha de produção
Final Chão de fábrica Chão de fábrica Linha comercial
Envolvimento do
usuário
Limitado ao teste nas
últimas fases
Inicial: Avaliação de
mock-ups
Final: Avaliação do
sistema
Inicial: Teste de
usuários sobre os
protótipos
Final: Testes de campo
intensos
Critérios de Teste Inicial: Funcionalidades
dos componentes
Final: Funcionalidade do
sistema
Inicial:
Funcionalidade,
fidelidade
Final:
Funcionalidade e
fidelidade do sistema
Produto:
Funcionalidade do
sistema
Processo:
Funcionalidade do
sistema
Ligação com o projeto Limitado, marcos revistos
de acordo com o
cronograma
Marcos do projeto
ligados aos marcos
das fases de
prototipagem
Os ciclos de
prototipagem são os
próprios marcos do
projeto
44
45
3 METODOLOGIA
O projeto no qual se baseia o trabalho apresentado tem como objetivo o
desenvolvimento de uma nova cadeira de bordo que apresente soluções de mobilidade a
melhoria da experiência de voo de pessoas com deficiência física ou mobilidade reduzida.
Tendo em vista os desafios do desenvolvimento de produtos em um cenário com
limitações temporais, de equipe, orçamento e tecnologias, escolheu-se desenvolver o projeto
com base na metodologia proposta pela d.school (2010) da Universidade de Stanford nos
Estados Unidos, o Design Thinking. Essa metodologia se apoia em ciclos de prototipagem
para o aprimoramento do conceito criados na definição de um conjunto de soluções para um
produto final.
O modelo originalmente proposto pela universidade americana envolve o
desenvolvimento de seis ciclos de prototipagem que visam um processo de divergência e
depois convergência de conceitos (BROWN, 2010), para a obtenção da melhor solução para o
cenário definido.
Contudo, dadas as limitações temporais, de equipe e orçamento do projeto, a
metodologia desenvolvida passa por uma limitação de ciclos a serem aplicados no presente
trabalho. Dessa forma, no total três ciclos de prototipagem completos foram considerados,
passando pelas cinco etapas descritas na metodologia da d.school (2010).
Identificou-se que os principais ciclos de prototipagem para o desenvolvimento deste
projeto são:
• Protótipo de função crítica: deve conter o processo de imersão inicial
dentro do cenário, o delineamento do problema, seu entendimento e
definição das funções críticas com o desenvolvimento dos primeiros
conceitos que são explorados durante os demais ciclos.
• Protótipo funcional: deve apresentar um conjunto final de conceitos para se
apresentar como solução dos problemas encontrados bem como um
protótipo que mostre a aplicabilidade dessas funções.
• Protótipo final: deve apresentar um refinamento das ideias de solução
escolhidas ao longo do projeto com a definição do que seria o produto
final.
46
Dentro do cenário de ciclos de prototipagem desenhado e considerando as condições e
escopo do projeto, o seu desenvolvimento foi dividido em duas fases:
• Primeira fase: a fase inicial é conduzida principalmente por uma equipe de
alunos de graduação. São realizados dois ciclos de prototipagem dentro da
metodologia do DT. O objetivo dessa fase é ter como resultado o
delineamento das soluções a serem aplicadas no projeto da cadeira.
• Segunda fase: essa fase é desenvolvida apenas pelo autor deste Trabalho de
Formatura e consta da interação por mais um ciclo de prototipagem dentro
da metodologia do DT. Dessa vez, com o objetivo de refinar as propostas
de solução e ter como resultado prático um protótipo final da cadeira de
rodas de bordo para aeronaves.
Apesar de ambas as etapas comporem o resultado final do projeto desenvolvido, o
foco do Trabalho de Formatura aqui apresentado recai sobre a segunda fase do projeto. Isso
porque é durante essa etapa que ocorre a participação mais efetiva do autor.
Uma vez que a segunda metade do projeto consta com uma limitação de equipe,
apenas o autor do trabalho, e todas as consequentes limitações de capacitações técnicas e de
tempo que isso implica, notou-se a necessidade de uma adaptação do ciclo de prototipagem
para que o projeto pudesse ser concluído de maneira satisfatória.
Buscando-se na literatura diferentes abordagens para a condução de ciclos de
prototipagem, percebeu-se que existe uma lacuna no que se refere a qualquer estratégia de
prototipagem adotada durante o desenvolvimento de produtos pela metodologia de Design
Thinking. Isso decorre das próprias características propostas pela metodologia, que visa uma
maior liberdade criativa durante o processo criativo.
Dado esse cenário, buscou-se alternativas dentro do modelo tradicional de PDP. Os
resultados encontrados na literatura também apontavam para a uma falta de aplicação de
estratégias durante os ciclos de prototipagem, principalmente em projetos de engenharia.
Mesmo assim, diversos autores citam a importância do estabelecimento de estratégias e
metodologias de prototipagem para a otimização do processo (EPPINGER; ULRICH, 2012;
WHEELWRIGHT; CLARK, 1992). Também foram encontrados trabalhos que não só
defendiam a aplicação de metodologias como apontavam diretrizes para seu desenvolvimento
(CHRISTIE, 2012; DUNLAP, 2014; WHEELWRIGHT; CLARK, 1992).
47
Assim, percebeu-se uma oportunidade de se unir os universos do DT e do PDP
tradicional com a aplicação de um plano de prototipagem durante o ciclo final de
prototipagem do DT para a otimização desse processo frente à restrição de recursos.
Desta forma, a metodologia desenvolvida para a execução deste trabalho parte das
duas macro fases apresentadas e subdivide-se em cinco diferentes etapas (Figura 7). A
primeira fase foca-se na etapa inicial de desenvolvimento do produto aqui estudado, nos
ciclos executados e nos resultados gerados, como resultado obtido pela equipe de alunos da
iniciação científica.
Após esse primeiro entendimento, parte-se para execução da segunda metade projeto.
Dentro dessa segunda fase, têm-se um detalhamento do ciclo de prototipagem, partindo do
início de um novo ciclo no processo de DT. Dando continuidade ao desenvolvimento, a etapa
de prototipagem é dividida em duas, sendo a primeira o desenvolvimento de um planejamento
e estratégia estruturada para a execução e otimização do ciclo de prototipagem e a segunda a
própria execução de tal plano.
Na etapa de execução do plano de prototipagem é feita a construção de fato do
protótipo, com o registro dos insights e aprendizados do autor durante o processo. Uma vez
que o protótipo é finalizado, é feita uma análise sobre a execução desse ciclo final de
prototipagem, e são apresentados os resultados obtidos durante o processo.
Figura 7: Metodologia - Fases
Fonte: Acervo Pessoal
48
3.1 Fase 1: Início do processo de desenvolvimento – Primeiros ciclos de prototipagem
Durante a primeira fase do desenvolvimento, são desenvolvidos os dois primeiros ciclos
de prototipagem propostos: função crítica e funcional. Assim, a estrutura seguida para o
desenvolvimento da primeira fase é feita em três etapas. Primeiramente é realizado um
benchmark para um melhor entendimento do mercado e então é executado o ciclo de
prototipação da função crítica seguido pelo funcional (Figura 8). É importante considerar que
esta fase foi conduzida pelo grupo de alunos de iniciação científica. Sendo a participação do
autor se restringe à compilação e análise dos resultados obtidos.
Figura 8: Primeira fase de desenvolvimento
Fonte: Acervo Pessoal
Cada um dos ciclos de prototipagem desenvolvido segue os cinco passos da proposta
da d.shool (2010):
0. Empatia: entendimento do usuário e suas necessidades por meio da realização
de entrevistas e visitas técnicas;
1. (Re)Definir: definição do problema, escopo e limites do projeto;
2. Ideação: geração de conceitos de solução;
3. Prototipagem: criação dos protótipos;
4. Teste: realização de testes sobre o protótipo para a obtenção de feedback.
O resultado esperado dessa etapa é o conjunto de soluções a serem adotados na cadeira
de rodas para uso aeronáutico.
3.2 Fase 2: Ciclo final de prototipagem do Design Thinking
A segunda fase do projeto é aquela onde acontece a participação do autor de maneira
ativa. Desta forma é dado um maior detalhamento de seu desenvolvimento, sendo ela
subdividida em quatro etapas:
49
3.2.1 Fase 2 – Etapa 1: Início do ciclo de prototipagem
O ciclo a ser desenvolvido é o do protótipo final. Assim, espera-se que o protótipo
tenha um refinamento da solução bem como semelhança de forma e aparência com a solução
final projetada.
Durante o ciclo final de prototipagem do DT, é dado um maior enfoque na definição e
construção do protótipo em si, uma vez que as decisões de solução já foram exaustivamente
iteradas nos ciclos anteriores.
Contudo, como nem todos os ciclos são abordados no desenvolvimento do projeto, é
feita uma nova iteração sobre as primeiras etapas do ciclo ainda considerando possíveis
mudanças no conjunto de solução propostas, mas se mantendo o foco na execução das etapas
de teste e principalmente de prototipagem.
Dessa forma, em um primeiro momento são desenvolvidas as três primeiras etapas de
geração de solução e do ciclo de prototipagem:
• Empatia: entendimento da experiência e necessidade dos usuários;
o Análise crítica dos resultados da fase 1;
o Realização de visita à cabine de voo existente na USP.
• (Re)Definir: analisar soluções propostas na fase funcional e validar sua
aplicação frente às necessidades dos usuários representados pelas personas.
• Ideação: geração de ideias de solução caso o conjunto inicialmente proposto
pela fase funcional seja alterado.
3.2.2 Fase 2 – Etapa 2: Desenvolvimento de uma metodologia para a otimização do ciclo
final de prototipagem
O projeto aqui apresentado propõe a implementação de uma metodologia mais
estruturada durante a fase de Prototipagem dos ciclos de DT, aos mesmos moldes que é
concebido pelos autores dentro da metodologia do PDP tradicional. Essa proposta tem como
objetivo avaliar a possibilidade de otimização do ciclo de prototipagem frente a uma grande
limitação de recursos.
Dentro dessa proposta, a etapa de prototipagem é dividida em duas etapas.
Primeiramente é traçado um plano para o desenvolvimento do protótipo. A criação de uma
estratégia de prototipação dentro do modelo de DT a partir do cruzamento dos conceitos de
planejamento e estratégia defendidos por Eppinger e Ulrich (2012), Christie et al. (2012),
50
Dunlap (2012) e Whellwright e Clark (1992) para o modelo tradicional de PDP associado
com as particularidades da metodologia do DT para o desenvolvimento de produtos (Figura
9).
Figura 9: Metodologia de prototipagem)
Fonte: Acervo Pessoal
3.2.3 Fase 2 – Etapa 3: Construção do protótipo
Durante essa etapa de desenvolvimento do trabalho é concluída a prototipagem dentro
do ciclo final de DT. É apresentada a construção de fato do protótipo. Durante o
desenvolvimento dessa etapa, o plano de prototipagem traçado durante a fase anterior é
seguido e avaliado.
3.2.4 Fase2 – Etapa 4: Testes e análise dos resultados
Após a finalização dos protótipos, o plano de testes sugerido no plano de prototipagem
desenvolvido previamente é aplicado. Após a realização dos testes, é feita uma análise do
resultado obtido com a apresentação do resultado e uma avaliação sobre o impacto da
metodologia desenvolvida para o processo de prototipagem e seu impacto real no resultado.
51
4 DESENVOLVIMENTO
Nesta seção é apresentada a evolução do projeto conforme a aplicação da metodologia
apresentada anteriormente.
4.1 Primeira fase do Projeto CNPq – Início do processo de desenvolvimento
Nesta subseção, é apresentada a visão geral do escopo do projeto seguida pela
metodologia escolhida para o desenvolvimento da primeira fase do projeto e os resultados
obtidos.
Os resultados e decisões tomadas durante a primeira fase de execução afetam
diretamente o desenvolvimento da segunda fase do projeto, criando as diretrizes a serem
seguidas ao decorrer desse trabalho de formatura.
É importante salientar que a participação do auto durante a fase 1 de desenvolvimento
se restringe ao agrupamento e análise das informações e resultados obtidos. Os resultados
apresentados fazem parte de um esforço maior de pesquisa desenvolvido pelo centro de
pesquisa em tecnologias assistivas no transporte aeronáutico.
4.1.1 O Projeto
Como já inicialmente descrito no capítulo introdutório, o projeto no qual se baseia
esse trabalho de formatura foi desenvolvido em uma parceria entre o Departamento de
Engenharia de Produção da Escola Politécnica (EP-PRO), o Centro Interdisciplinar em
Tecnologias Interativas (NAP-CITI) e o Departamento de Projeto da Faculdade de
Arquitetura e Urbanismo (FAU-AUP) e financiado pelo CNPq, no âmbito dos projetos de
formação de núcleos de pesquisa em tecnologia assistiva.
A vertente sobre a qual esse trabalho de formatura está baseado é o:
• desenvolver uma cadeira de rodas para uso no interior de aeronaves que permita o
acesso facilitado ao assento do avião e a mobilidade no interior de aeronaves
quando necessário.
Além disso, outro ponto crucial para o entendimento do trabalho aqui apresentado é o
processo de desenvolvimento da cadeira foi dividido em duas etapas:
• Geração dos conceitos de solução;
• Aprimoramento e finalização da solução apresentada.
52
4.1.2 Entendimento do problema – Benchmark
O primeiro passo para o desenvolvimento do projeto foi um estudo inicial sobre o
mercado de cadeiras de bordo. Dessa maneira, foi conduzido um benchmark para a coleta de
informações dos projetos já desenvolvidos e em desenvolvimento. O primeiro passo foi olhar
para dentro da universidade e entender os projetos internos que já abordaram o tema de
cadeiras de bordo. Então, partiu-se para um estudo do mercado atual de cadeiras de borda e
outro sobre os projetos e conceitos ainda não disponibilizados ao mercado.
4.1.2.1 Cadeira Embracess
A cadeira Embracess foi o resultado de um projeto desenvolvido em uma parceria
entre a Embraer, a Universidade de São Paulo e a Universidade de Stanford no contexto de
uma disciplina que visava a aplicação de conceitos de DT no desenvolvimento de uma
solução de mobilidade dentro do ambiente de uma aeronave (Figura 10).
O resultado deste estudo foi uma cadeira de bordo que facilita o embarque e
desembarque, além de prover maior controle e independência e segurança ao usuário, através
do conceito de troca de assentos entre a cadeira de bordo e a poltrona do avião.
Figura 10: Cadeira Embracess
Fonte: Acervo Projeto Embracess
4.1.2.2 Produtos disponíveis no mercado
A segunda etapa do processo de benchmark foi desenvolvida com a pesquisa de
produtos já disponíveis no mercado atual. Foram levantadas cadeiras de rodas e cadeiras de
bordo que apresentassem alguma proposta única de valor para a solução problemas de
mobilidade. Durante a pesquisa foram levantados dez tipos de cadeiras como benchmark para
o produto a ser desenvolvido.
53
• RoTrike - A RoTrike destaca-se pela independência que gera ao cadeirante
com o manuseio realizado através de uma alavanca central;
• Mountain Trike – Possui controle por duas alavancas em suas laterais e se
caracteriza por possibilitar a mobilidade em terrenos irregulares;
• Melrose Wheelchair - A Melrose Wheelchair transforma uma cadeira normal
em cadeira de bordo;
• Spinergy ZX-1 - É uma adaptação de uma cadeira de rodas comum
motorizada, que facilita a independência de movimentos do cadeirante;
• Wijit - Parecida com a Mountain Trike, a Wijit também utiliza alavancas
laterais para gerar movimento pelo próprio usuário;
• AisleMaster Foldable Aisle - É uma cadeira de bordo convencional porém
com adaptação para subir escadas;
• Leg Wrap Positioning Aid – São fitas que aumentam o controle do usuário
durante a transferência;
• Smartdrve – Possibilidade de acoplamento de um motor externo que
transforma a cadeira em uma cadeira elétrica;
• Kenguru Wheelchair – Cadeira de rodas elétrica com estrutura robusta;
• Mobbil HV Greiner – Cadeira de transferência com assento confortável e
design moderno.
Tais cadeiras são mostradas na Figura 11.
54
Figura 11: Modelos encontrados no mercado
Fonte: Acervo Projeto CNPq
4.1.2.3 Referências conceituais
Para completar o processo de benchmark foi feita uma pesquisa das soluções
conceituais já elaboradas dentro do mesmo campo de mobilidade. Foi utilizada a internet para
levantar projetos já publicados. O resultado foram outros nove objetos de comparação:
• Posta – É uma cadeira de rodas de bordo que destaca o deslizamento lateral
apenas do assento, além da cadeira ser leve e compacta;
• Skycare Chair – É uma cadeira de bordo de avião que permite autonomia para
o cadeirante já que é ele quem controla a cadeira;
• Mobi Folding Eletric Wheelchair – É uma cadeira de rodas conceitual de
fácil armazenamento, já que colapsa verticalmente;
• Charity – É uma cadeira robusta destaca-se porque encaixa no assento do
avião;
• Sliding Wheelchair – É uma cadeira conceitual para ser utilizada
principalmente em hospitais já que o deslizamento lateral do assento facilita a
transição do paciente para a cama;
• Cadeira para Transição de Banheiro – É uma cadeira projetada com alças
próprias para facilitar a transição para o assento sanitário;
55
• Freemode – É uma cadeira dobrável, fornecendo uma grande economia de
espaço;
• O2Gen – É uma cadeira com design futurista e com uma proposta diferente
para o suporte anatómico das costas do usuário.
• Free4 – É uma cadeira conceitual com possibilidade de alteração de forma
com a adaptação das posições da roda.
Os conceitos são ilustrados na Figura 12.
Figura 12: Beenchmark – Referências conceituais
Fonte: Acervo Projeto CNPq
Após este mergulho inicial no problema e nas variáveis que o cercam, deu-se início
aos ciclos de prototipagem que caracterizam a metodologia de DT defendida pela d.school
(2010).
4.1.3 Primeiro ciclo de prototipagem: Protótipo de Função crítica
O ciclo de criação para os protótipos de função crítica é a primeira etapa dentro do
processo de DT. É, principalmente, nesse primeiro ciclo que se estabelece uma pesquisa mais
intensa de identificação e conhecimento de usuários. Para tanto, existe um foco bastante
intenso na etapa de criação de empatia com o usuário, desenvolvendo um estudo mais
complexo de Needfinding a fim de entender melhor as reais necessidades do usuário.
56
4.1.3.1 Empatia – Função crítica
Foram realizadas entrevistas com pessoal com limitações de mobilidade e também
com integrantes do mercado de aviação para entender as necessidades das pessoas com
mobilidade reduzida e a experiência desta durante um voo. Os entrevistados foram:
• Honório Rocha – presidente do Clube Paradesportivo Superação;
• Fernando Aranha – para-atleta das seleções brasileiras de ciclismo, triatlo e
esqui cross country;
• Amanda Barbosa – Comissária de bordo da TAM.
Foram, também, realizadas visitas técnicas à Embraer e outra à TAM, para a obtenção
um maior entendimento do ambiente de uma aeronave e o processo de desenvolvimento de
produtos para este setor.
4.1.3.2 (Re)Definir – Função crítica
Após adquirir um maior conhecimento sobre as condições de um cadeirante e sua
experiência de voo, durante esta etapa da metodologia do DT foram definidas duas personas
para representar os potenciais usuários da solução desenvolvida. Tais personas são definidas
nos quadros resumo 3 e 4.
Quadro 3: Personas - Horácio
Nome:
Sexo: Masculino Idade: 46
Altura: 1,76m Peso: 81kgEstado Civíl: Casado Profissão: Conssultor, Professor
Deficiência:
Grau de independência:
Cadeira de Rodas:
Experiência com cadeira:
Habitos de Viagem:
Classe de viagem:
Duas cadeiras, uma para o dia-a-dia e uma dobrável,
para viagens
25 anos
Uma viagem a trabalho por mês e uma viagem a lazer
por semestre
Econômica
Horácio
Paraplégico com mobilidade total dos membros
superiores
Pussui independência para sair e entrar na cadeira
sozinho
57
Quadro 4: Personas - Aline
Nome:
Sexo: Feminino Idade: 32
Altura: 1,63m Peso: 50kg
Estado Civíl: Solteira Profissão: Desempregada
Deficiência:
Grau de independência:
Cadeira de Rodas:
Experiência com cadeira:
Habitos de Viagem:
Classe de viagem:
Duas viagens por mês para tratamento em um grande
centro
Econômica
Paraplégico com mobilidade total dos membros
superiores
Pussui independência para sair e entrar na cadeira
sozinho
Possui uma cadeira convencional
1 ano
Aline
Com as personas criadas e os resultados das entrevistas e visitas em mente, foi
definido como o principal obstáculo para a experiência de voo de um cadeirante:
asdificuldades com as múltiplas transferências de assentos.
Assim, definiu-se como objetivo do trabalho o desenvolvimento de um mecanismo
para auxílio nas transferência de usuários que fazem uso de cadeiras de bordo durante o voo.
4.1.3.3 Ideação – Função crítica
Para o processo de geração de ideias, a equipe de alunos de IC, com participação do
mestrando e dos professores, se reuniu para a proposição de soluções para solucionar o
problema de transferência entre poltrona e cadeira de bordo.
Durante a etapa de criação de ideias foram utilizadas metodologias de:
• Brainstorming: atuação criativa livre, não se prendendo por dificuldades
técnicas ou restrições.
• Sketching: as ideias levantadas durante o brainstorming foram aprimoradas
através do desenho de esboços e de iterações sobre estes esboços. (Figura 13)
58
Figura 13: Sketches - Função crítica
Fonte: Acervo Projeto CNPq
4.1.3.4 Prototipagem – Função crítica
O intuito da prototipagem durante a etapa de função crítica é validação da principal
função a ser desenvolvida pela equipe de projeto, assim não é esperado uma grande fidelidade
entre modelo e realidade, uma vez que são modelos de processo criativo que visam a
Apresentar e validar ideias com os usuários.
A proposta durante este ciclo de prototipagem, é a criação de uma variedade de
conceitos que possam vir a solucionar o problema foco do projeto. Desse modo, durante esta
etapa o grupo, em conjunto, criou protótipos simples e rápidos (Figura 14) utilizando:
• Massa de modelar;
• Palitos de sorvete;
• Cartolina e papeis sulfite e cartão;
• Arame.
59
Figura 14: Protótipos - Função crítica
Fonte: Acervo Projeto CNPq
4.1.3.5 Testes – Função crítica
Durante a etapa de concepção da Função Crítica, pela limitação dos protótipos, os
testes de conceito são mais importantes do que testes da própria funcionalidade do protótipo
em si, uma vez que muitos desses são de construção muito simplificada.
Nesse projeto, após passarem por uma avaliação pelo grupo, o resultado mais
significativo dessa etapa é o entendimento que a falta de conhecimento das necessidades reais
dos usuários foi um entrave para a geração de ideias. Resultando em buscas pelo
aprofundamento do entendimento das necessidades do usuário.
4.1.4 Segundo ciclo de prototipagem: Protótipo Funcional
Como visto no capítulo três, o modelo de desenvolvimento adotado pelo grupo, seja
pelas limitações de tempo hábil para o projeto, ou pelas necessidades encontradas no próprio
escopo inicial do projeto, não abordou o desenvolvimento dos ciclos de prototipagem Azarão
(Darkhorse) e Integrado (Funktional). Dessa maneira, o segundo ciclo de prototipagem
realizado foi o ciclo do protótipo funcional.
É importante notar que o desenvolvimento desse ciclo marca a finalização da primeira
etapa de desenvolvimento do projeto da cadeira de bordo. Durante essa etapa, na metodologia
do DT tem-se por objetivo o desenvolvimento de um protótipo que seja capaz de ilustrar as
soluções selecionadas para os problemas encontrados durante as etapas de empatia e definição
do problema.
60
4.1.4.1 Empatia – Protótipo Funcional
Durante a fase de Empatia desse ciclo, revisitou-se as informações obtidas durante a
fase análoga do ciclo de protótipo de função crítica e todos os requisitos do usuário foram
organizados em um quadro resumo (Quadro 5), para que se tivesse clareza dos reais
problemas a serem solucionados.
Também foi feita uma visita ao modelo de cabine aérea localizado no Departamento de
Engenharia Mecânica da Universidade de São Paulo. Durante a visita, a equipe teve um
melhor entendimento da experiência de voo do usuário cadeirante e também se realizou as
medidas das dimensões da poltrona (Figura 15) e da cabine, como a largura de corredor. A
observação e estudo deste ambiente permitiu um melhor entendimento das barreiras a serem
transpostas por cadeirantes durante uma viagem aérea.
Figura 15: Modelo de poltrona
Fonte: Acervo Projeto CNPq
4.1.4.2 (Re) Definir – Protótipo Funcional
Durante esta etapa, os requisitos do usuário, reavaliados durante a fase de Empatia,
foram cruzados por perfis diferentes de pessoas, extrapolando-se as figuras das personas
criadas durante o ciclo anterior de DT. Dessa maneira, criou-se uma tabela com a
identificação dos requisitos mais recorrentes entre diferentes tipos de usuários (Quadro 5).
61
Quadro 5: Requisitos - Protótipo Funcional
Requisitos
Adaptável
Apoio para transferência
Sustentação na transferência
Facilidade de transferência
Auxílio para os comissários
Apoio de costas
Apoio para os pés
Segurança lateral
Superar obstáculos
Estabilidade
Sustentação do tronco
Armazenamento
4.1.4.3 Ideação – Protótipo Funcional
Foram realizadas novas sessões de brainstorm, dessa vez focando-se nos requisitos
dos usuários definidos durante as etapas anteriores. Tanto as novas ideias geradas, quanto as
antigas foram aproveitadas e associadas à tabela de requisitos do usuário (Quadro 5) na busca
de um conjunto de soluções que atenda de maneira mais completa os usuários e que esteja
contida no escopo do projeto (Quadro 6).
Quadro 6: Soluções e requisitos
Requisitos Soluções
Adaptável Regulagem de largura e altura do encosto; ajuste para pernas
Apoio para transferência Aproveitar pontos de apoio da poltrona do avião ou base da
cadeira
Sustentação na
transferência
Apoio lateral; apoio frontal
Facilidade de
transferência
Automatização; tábua de transferência; assento deslizável
Auxílio para os
comissários
Puxador ergonômico; travamento de rodas
Apoio de costas Almofada ergonômica; gomos ajustáveis
Apoio para os pés Cintos; barra para segurar pernas; retrátil; ajustável
Segurança lateral Sem cantos vivos; apoio retrátil; tábuas laterais
Superar Obstáculos Roda grande; roda 360 graus
Estabilidade Roda traseira > roda dianteira; 3 rodas; mais pontos de base
Sustentação do tronco Apoio de cabeça; trava de montanha russa; encosto até a cabeça
Armazenamento Compactável; desmontável; modular; minimalista
62
O foco nesta etapa foi a integração de todas as ideias geradas ao longo do projeto a fim
de se obter um sistema de solução para o problema apresentado. Foram então desenvolvidos
desenhos (rascunhos) inicias para a representação do agrupamento dessas ideias.
Durante a fase de ideação também foi criado, um guia de utilização para a cadeira de
bordo.
4.1.4.4 Prototipagem – Protótipo Funcional
Diferindo das etapas anteriores, que tiveram seu foco na fase de protótipo de conceito,
pela definição do escopo do projeto, o resultado desta etapa deveria ser um protótipo
equivalente ao da fase Funcional.
Sendo assim a prototipagem foi dividida em duas etapas: protótipo virtual e protótipo
físico com escala 1:1. Para o desenvolvimento do modelo virtual foram utilizados os
softwares Autodesk Inventor e Rhinoceros (Figura 16).
Figura 16: Modelo Virtual - Protótipo Funcional
Fonte: Acervo Projeto CNPq
Depois de finalizado o modelo virtual deu-se início à confecção do modelo físico com
escala 1:1. Para o modelo físico foi utilizado:
• MDF;
• Tubos de PVC;
• Puxador de mala com rodinhas;
• Rodas de borracha;
• Fixadores (preços, parafusos e colas).
O resultado final do protótipo construído é apresentado a seguir na Figura 17.
63
Figura 17: Modelo Físico - Protótipo Funcional
Fonte: Acervo Projeto CNPq
4.1.5 Resultados finais
Durante esta etapa do projeto se iniciou de fato a participação do autor na geração de
conteúdo e no processo de desenvolvimento da cadeira, com a compilação e análise de todos
os resultados obtidos durante a primeira fase.
De maneira geral, os principais resultados da primeira fase de desenvolvimento da
cadeira foram:
• Usuários – Identificados na figura das personas;
• Requisitos – Levantados por meio de entrevistas e pesquisas de campo;
• Solução proposta – Transferência lateral através da movimentação
unidirecional do assento no eixo horizontal;
• Modelo virtual.
O quadro resumo 7 traz os principais resultados obtidos pela primeira fase de
desenvolvimento e que serão utilizados na segunda fase do projeto.
64
Quadro 7: Resultados - Primeira fase
Objetivo Facilitar as transições entre cadeira de bordo e poltrona durante
a experiência de voo
Usuário alvo Deficientes físicos paraplégicos com frequência de voo
Funcionalidades Deslizamento de assento
Travamento de assento na cadeira e poltrona
Alinhamento da cadeira com a poltrona
Travamento das rodas
Apoio para os pés
Apoio para as costas ergonômico
Com o ciclo de prototipagem funcional concluído, o projeto segue para mais um ciclo
de desenvolvimento.
4.1.5.1 Análise crítica do modelo criado
Para que fosse obtido um entendimento total do modelo proposto, e assim utilizá-lo para
o prosseguimento do projeto, foi feito um estudo crítico do modelo gerado pelo grupo na fase
funcional.
A análise se deu sobre o modelo virtual criado, que se mostrava como o mais completo
agrupamento das soluções propostas.
A análise do modelo se deu em duas fases:
• Avaliação de cada uma das peças criadas;
• Avaliação da montagem.
Os resultados encontrados após a análise do modelo foram:
• Funcionalidades não retratadas: Apesar de anunciar os sistemas de
travamento e alinhamento como partes do conjunto de solução, estas
funcionalidades não foram de fato abordadas no modelo.
• Peças fora de padrão: Entende-se que algumas partes do protótipo/produto
não seriam de competência de fabricação da equipe, tal como as rodas e
rolamentos. Contudo, foi feita uma vasta pesquisa nos catálogos dos principais
fornecedores de rodas e rodízios do Brasil e percebeu-se que as dimensões
utilizadas no modelo estavam fora dos padrões oferecidos no mercado.
• Mal dimensionamento: Percebeu-se que as dimensões utilizadas não
traduziam exatamente as condições encontradas no modelo de cabine visitada.
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• Montagem falha: Percebeu-se erros na montagem do produto, havendo peças
flutuantes bem como mal dimensionamento de encaixes, fazendo com que o
apoio de pés tocasse o chão.
Desta maneira, para a continuação do projeto será seria necessária a criação de um novo
modelo virtual que contemple todas as funcionalidades propostas e que esteja dentro das
especificações da cabine.
4.2 Segunda fase do projeto CNPq- Novo ciclo de prototipagem
Uma vez compreendidos os resultados dos ciclos, dá-se início à próxima etapa no
processo de desenvolvimento do produto, o ciclo de prototipagem final.
O desenvolvimento do ciclo do protótipo final, como defendido pela d.school,
apresenta um foco na própria construção de um modelo refinado a partir dos resultados das
etapas anteriores. Entretanto, uma vez que nem todos os ciclos anteriores foram de fato
completados, este ciclo final de prototipagem ganha um caráter diferente, assumindo
características complementares ao ciclo anterior.
Isso acontece pela possibilidade de ocorrerem mudanças no conjunto de solução
proposta no termino do ciclo de protótipo funcional. Dessa forma, há um ciclo de refinamento
sobre as soluções propostas.
4.2.1 Aplicação de uma metodologia de prototipagem
Dada a caracterização do ciclo a ser desenvolvido, percebe-se a necessidade da
existência de uma ponte entre as etapas de Ideação e Prototipagem, de modo a otimizar o ciclo
de prototipagem e garantir que o protótipo criado atenda às expectativas de um do protótipo
final.
Neste cenário, enxerga-se a oportunidade da aplicação de um plano de prototipagem
estruturando um plano para a produção de um protótipo mais refinado e de maneira mais
assertiva. Para tanto, o trabalho aqui apresentado propõe uma adaptação à fase de
Prototipagem dentro do processo de desenvolvimento do DT.
Nesta proposta, que será estudada na prática pelo trabalho aqui apresentado, a fase de
prototipagem é organizada em duas etapas distintas:
• Criação de um plano/estratégia de prototipagem;
• Desenvolvimento do protótipo.
66
Assim, em um primeiro momento, serão apresentadas as etapas inicias do ciclo de DT
e a etapa de prototipagem terá suas duas fases discorridas mais a fundo no decorrer do
trabalho.
4.2.2 Empatia
Durante o ciclo de prototipagem, sobre o qual a etapa de empatia está associada, a
base de conhecimento do usuário e definição dos problemas, Needfinding, já está fortemente
consolidada. Desta maneira, a fase de Empatia deste novo ciclo foi elaborada em duas
vertentes: análise de falhas no modelo do protótipo funcional; retomada dos resultados de
needfinding.
• Falhas no modelo criado no ciclo de protótipo funcional: durante a análise do
modelo criado durante o último ciclo da fase anterior percebeu-se uma
defasagem no modelo, que não aborda de maneira esclarecedora o
funcionamento do sistema de travas e de outras funcionalidades propostas.
• Retomada dos resultados de needfinding obtidos durante as interações sobre os
primeiros ciclos do projeto: Retomada dos relatórios de Empatia gerados pela
equipe de alunos para a obtenção de um maior entendimento das condições dos
usuários e da experiência de voo para um cadeirante.
Além disso, foi realizada uma nova visita ao modelo de cabine de um avião,
localizado no departamento de Engenharia Mecânica da EPUSP. Durante esta visita foram
registradas as especificações da cabine.
Como principais resultados desta etapa tem-se:
• Aproximação com a realidade dos usuários do produto sobre o qual o projeto
de desenvolvimento de baseia;
• Melhor entendimento da experiência de voo de uma pessoa que utiliza cadeira
de bordo para se locomover dentro da cabine do avião, bem como um
entendimento das condições espaciais dentro da cabine de um avião.
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4.2.3 (Re) Definir
Após revisar toda a documentação gerada no processo de empatia dos ciclos
anteriores, percebeu-se que a definição do ponto de vista e dos usuários do projeto foram
feitas de maneira sólida e condizente com o escopo do projeto. Desta forma, não houve
qualquer iteração sobre as definições prévias feitas na primeira fase do projeto.
Como ponto importante a ser notado, diferentemente do que aconteceu durante os
ciclos de prototipagem anteriores, durante a elaboração dessa fase do projeto se trará uma
atenção maior para as personas (Quadro 3 e Quadro 4), de modo que as soluções propostas
visem principalmente atendê-las.
4.2.4 Ideação
Uma vez que após o estudo dos resultados obtidos na primeira fase do projeto foi
observado uma falha na definição e indicação de uma solução concreta para o travamento da
base do assento na estrutura tanto da cadeira de bordo quanto na poltrona do avião, decidiu-se
por focar o processo de ideação na solução deste problema em específico.
Como, durante esta etapa, a equipe de execução do projeto se limitou a apenas o autor
deste trabalho, a utilização de técnicas de brainstorming ficam prejudicadas. Contudo, para
tentar tornar o processo de geração e seleção de ideias menos enviesado utilizou-se a seguinte
estrutura:
• Benchmark online: Pesquisa por modelos de trava já desenvolvidos e aplicados
no mercado via internet;
• Ideias de solução: Levantamento de potenciais soluções para o problema de
travamento do assento, seja esse modelo já aplicado ou original;
• Escolha da melhor proposta.
4.2.4.1 Benchmark
Foi feita uma busca por mecanismos de travas, por meio da internet bem como
consultas a especialistas na área de engenharia mecânica, para a obtenção de um melhor
entendimento das alternativas de solução. Considerando as dimensões e questões de
complexidade, procurou-se por modelos que poderiam ser adaptados de maneira eficaz para o
conjunto da cadeira. Os modelos de trava encontrados estão expostos no Quadro 8.
68
Quadro 8: Benchmark - Travas
4.2.4.2 Ideias de solução
Para a composição das ideias de solução, após a inspiração das soluções já existentes,
foi feita uma sessão individual de brainstorming e sketching. Foram obtidos três conceitos
para a solução do problema de travamento do assento:
• Modelo 1: Trava estilo guarda-chuva com mola de torção
A ideia concebida parte do conceito da trava de guarda-chuva que ativada por
uma mola mas desativa-se sob pressão unidirecional. Contudo, neste conceito
estaria presente um par de travas ligados a um eixo e este preso a uma mola de
torção. Assim quando girado o eixo, as molas seriam retraídas e quando solto o
eixo a mola o levaria ao posicionamento inicial com as travas ativadas (Figura
18).
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Figura 18: Sketch – Trava mola de torção
Fonte: Acervo pessoal
• Modelo 2: Trava estilo guarda-chuva estilo sobe e desce
Esta ideia também parte do conceito da trava de guarda-chuva, porem com as
travas associadas a um conjunto de barras e molas que desativam as travas
quando pressionado (Figura 19).
Figura 19: Sketch - Trava sobe e desce
Fonte: Acervo pessoal
• Modelo 3: Trava giratória
Este terceiro modelo é baseado nas barras de contador. Possuem um processo
manual tanto de ativação quanto desativação da trava. A ideia e acioná-los ao
longo da estrutura para mais estabilidade (Figura 20).
70
Fonte: Acervo pessoal
4.2.4.3 Proposta selecionada
O processo de seleção de ideias dentro da metodologia do design thinking é bastante
holístico e baseasse nas discussões internas e no senso comum do grupo. Como no caso
apresentado o grupo de desenvolvimento é composto por apenas um integrante, para evitar
um total pré-direcionamento do resulto, e ainda não se distanciar da proposta do DT com a
aplicação de uma metodologia completamente detalhada e estruturada. Optou-se por criar
uma tabela comparativa pautada em indicadores de desempenho.
Para o desenvolvimento desta tabela baseou-se no processo de aplicação de uma
matriz de seleção. A releitura simplificada da matriz de decisão, apoiou-se em critérios chaves
e no enquadramento de cada uma das ideias de solução dentro destes critérios. Os critérios
são:
• Facilidade de ativação da trava: Avalia quão fácil seria o processo de ativação
da trava uma vez que o assento deslizasse sobre a cadeira.
• Facilidade de desativação da trava: Avalia quão fácil seria o processo de
desativação da trava para que o assento deslizasse para fora da cadeira.
• Estabilidade: Avalia o quão estável a ativação da trava tornaria o assento sobre
a cadeira.
• Complexidade de implementação: Avalia o quão complexa seria a
implementação da trava dentro do projeto da cadeira.
Figura 20: Sketch Trava giratória
71
Dentro de cada um destes critérios foi estabelecido o melhor e o pior colocado, onde o
índice um indica o melhor colocado e o três o pior colocado. O resultado é exibido na Tabela
2.
Tabela 2: Critérios de seleção
Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3
Facilidade de ativação 2 1 3
Facilidade de desativação 2 1 3
Estabilidade 2 2 1
Complexidade 3 2 1
Desta forma, a ideia campeã e que será inserida no conjunto de solução para a cadeira
de bordo foi o modelo 2, a Trava Guarda-chuva sobe e desce.
4.3 Proposta de um plano de prototipagem
Para que seja elaborada uma proposta consistente se faz necessário o entendimento da
etapa de prototipagem dentro da metodologia do DT e também das práticas de definição de
estratégia dentro do PDP tradicional. A partir destas duas bases será feito um cruzamento para
a elaboração de um plano único e que possa traduzir de maneira satisfatória as necessidades
do projeto.
4.3.1 Peculiaridades da prototipagem em Design Thinking
Diferentemente daquilo que se observa no PDP tradicional, na metodologia proposta
pelo DT a prototipagem ganha um papel de destaque e se torna fundamental no processo de
criação e desenvolvimento do produto. Enquanto no PDP tradicional, autores como
Wheelright e Clark (1992) e Christie (2012) declaram que a importância da prototipagem é
subestimada, dentro da metodologia de DT ela assume um papel crucial e é tanto uma
ferramenta para materialização e comunicação de ideias de solução como uma própria
ferramenta para a criação de novas ideias.
A importância da prototipagem é tanta que uma das etapas mais cruciais do ciclo de
desenvolvimento de DT é destinada apenas para essa atividade. Não obstante, os próprios
ciclo da metodologia proposta pela d.school são baseados nos diferentes resultados esperados
na fase de prototipagem. Desta forma é estimulada a produção de diversos protótipos físicos e
virtuais, em diferentes fases e com diferentes funcionalidades.
72
No DT é dada uma grande ênfase para a utilização de protótipos de rápida confecção,
a fim de se manter o passo acelerado e contínuo do processo de desenvolvimento. De modo
geral, o processo de prototipagem é de suma importância dentro dos ciclos de DT para:
• Geração de ideias;
• Comunicar;
• Interagir;
• Aprender com as falhas de modo barato e rápido;
• Testar possibilidades de solução;
• Gerenciar o processo de confecção de soluções.
Durante o decorrer do processo de DT os protótipos passam a ganhar complexidade e
proximidade com o produto final, passando por seis fases de interações com a equipe
construtora e os usuários potenciais:
• Protótipo de Função Crítica: Os primeiros protótipos gerados têm por objetivo
materializar as soluções propostas para os problemas de maneira focada. Os
protótipos gerados são simples e feitos de maneira rápida e pouco custosa.
• Protótipo Azarão: Durante o segundo ciclo de prototipagem se sugere a
abrangência do escopo com a geração de ideias mais generalistas e não
necessariamente factíveis no curto prazo.
• Protótipo Integrado: No terceiro ciclo de prototipagem o projeto passa a
caminhar para uma solução unificada e este protótipo tem por objetivo reunir
as soluções propostas e discutidas nos ciclos anteriores.
• Protótipo Funcional: Durante este ciclo o foco recai sobre a construção de um
protótipo capaz de emular todas as funcionalidades propostas no projeto atual.
A ideia é comunicar de maneira efetiva as características funcionais do
produto, ainda que se distancie do produto final em relação a formas e
aparência.
• Protótipo “x-está Finalizado”: Tendo todas as funcionalidades definidas, o
penúltimo ciclo de prototipagem trata do aprimoramento da aplicação dessas
funcionalidades da maneira mais próxima daquilo que será observado no
proposta final do produto.
73
• Protótipo Final: Como resultado do último ciclo de prototipagem é entregue
um protótipo muito mais refinado e preciso do que os apresentados nos ciclos
anteriores, havendo-se um a preocupação com formas e aparência, além das
funcionalidades.
Contudo, do mesmo modo que no PDP tradicional não é necessariamente estipulada a
adoção de uma estratégia de prototipagem como uma parte integrante e crucial do projeto, na
metodologia do DT também não é defendida a adoção de metodologias de prototipagem. Na
realidade, a adoção de qualquer planejamento é desencorajada, principalmente nas etapas
iniciais do processo, por considerar-se que o fato de se pensar demais sobre o processo possa
trazer uma limitação criativa.
De maneira geral, pode-se considerar quatro linhas guias para o processo de
prototipagem em DT:
• Comece construindo: Mesmo que não se esteja seguro do que se está fazendo,
o ato de confeccionar e estar em contato com diferentes materiais e
ferramentas são essenciais para se estimular o processo criativo;
• Não tome muito tempo em um mesmo protótipo: Ao trabalhar muito tempo em
um mesmo protótipo por muito tempo é provável o desenvolvimento de uma
relação emocional com esse, o que pode prejudicar o processo criativo e o
senso crítico da equipe;
• Crie um objetivo para o protótipo: Cada protótipo dever responder a uma
pergunta em particular quando testado. Dessa forma é crucial a identificação
do que será avaliado em cada protótipo para que se possa obter um
entendimento do projeto.
• Construa o protótipo com o usuário em mente: Uma vez que a própria razão de
existir do protótipo e do próprio desenvolvimento recai sobre a satisfação de
necessidades específicas dos usuários, é fundamental que ele seja considerado
durante o processo de criação do protótipo.
4.3.2 Planejamento e estratégias no processo de prototipagem do PDP
O estabelecimento de um modelo formal para a execução de um protótipo não é uma
etapa consagrada dentro do PDP tradicional e nem uma unanimidade entre os autores.
Contudo, Christie et al (2012), Dunlap et al (2014) e Wheelwright e Clark (1992) concordam
74
que este planejamento, principalmente dentro de um contexto de engenharia é fundamental
para a obtenção de um protótipo efetivo.
Para Eppinger e Ulrich (2012) a etapa inicial do processo de prototipagem deve partir
de um planejamento prévio. Dessa forma é criado uma mentalidade voltada à obtenção do
protótipo e se cria um ambiente propício à prototipagem. Os quatro aspectos base no
planejamento de um processo de prototipagem são:
• Definição do propósito para a construção do protótipo;
• Estabelecimento do nível de aproximação que o protótipo terá do produto real;
• Detalhar plano de testes, com a indicação do objetivo de cada teste e critérios
de avaliação/mensuração;
• Criação de um cronograma para compras, construção e testes do protótipo.
Dunlap et al (2014) e Wheelwright e Clark (1992) vão ainda mais a fundo em suas
metodologias para o desenvolvimento de protótipos e propõe modelos estratégicos para a
prototipagem. Enquanto o primeiro autor traz uma abordagem mais contemporânea e
genérica, propondo um “framework” de construção da metodologia baseado em seis pilares e
que tem um resultado único para cada projeto. Wheelwright e Clark (1992) apresentam uma
visão mais pautada em processos industriais e definem três modelos estratégicos específicos
para a prototipagem em engenharia.
De uma forma ou outra, segundo os autores, a aplicação de uma estratégia bem
definida durante o processo de prototipagem é essencial para a identificação da função do
protótipo e evitar retrabalho sobre o mesmo. Mas para a aplicação em um processo de
desenvolvimento com metodologia de DT a estruturação defendida por Wheelwright e Clarck
(1992), por ser muito fechada e com foco industrial, não se mostra completamente aplicável
no cenário de estudo.
4.3.3 O porquê de aplicar um modelo de planejamento de prototipagem em DT
Uma vez que a metodologia de DT traz uma ideia intrínseca de liberdade criativa e
agilidade no fazer, a implementação de um plano estruturado durante a etapa de prototipagem
pode aparecer como um entrave ao próprio desenvolvimento do projeto e sua fluidez.
Contudo, as concepções mais disseminadas sobre o processo de design thinking
recaem sobre os ciclos iniciais de prototipagem, onde se deve ter uma agilidade muito maior
75
no processo de criação e seleção de ideias. O projeto aqui apresentado trata do
desenvolvimento do protótipo no ciclo final da metodologia de DT.
Dessa forma, o protótipo aqui apresentado deve ser desenvolvido de maneira muito
mais assertiva, tanto para atingir as expectativas de funcionalidade e semelhança com o
produto final, quanto para ser factível dentro do escopo do trabalho e suas limitações de
tempo, orçamento e equipe. Sendo assim, a aplicação de uma metodologia de prototipagem
aparenta ser um passo importante para a otimização do ciclo de prototipagem final do projeto.
Assim, o sucesso ou não da aplicação de uma metodologia estruturada dentro de um
processo de Design Thinking deve ser entendido e discutido ao decorrer do processo de
prototipagem de fato.
4.3.4 Modelo de planejamento de prototipagem em DT
Sendo entendida a validade da aplicação de uma estratégia estruturada dentro do
processo de Design Thinking partiu-se para o desenvolvimento de um plano de ação para a
confecção do protótipo aqui estudado.
Para tanto levou-se em consideração a metodologia de DT proposta pela d.school
(2010), as propostas de Eppinger e Ulrich (2012), Christie et al. (2012) e Dunlap et al (2009)
além do escopo do próprio projeto e suas limitações.
Após realizar o cruzamento dessas informações traçou-se o plano para o processo de
prototipagem baseado nos verticais entendidas como cruciais para o desenvolvimento do
projeto:
• Objetivo do protótipo;
• Número e tipos de protótipos a serem criados;
• Número de iterações sobre o protótipo;
• Funcionalidades e Subsistemas;
• Escala e requisitos do projeto;
• Escolha de materiais;
• Escolha de técnicas de manufatura e montagem.
Cada um destes aspectos foi então subdividido em pontos subjacentes. O resultado
dessa quebra pode ser visto no Quadro 9.
76
Quadro 9: Questionamentos estratégicos
Aspectos Principais Questionamentos
Objetivo do protótipo Qual o resultado esperado para o ciclo de DT?
O que se quer comunicar?
O que se deve testar?
Número e tipos de protótipos a
serem criados
São necessários protótipos físicos?
São necessários protótipos virtuais?
Os protótipos serão realizados simultaneamente?
Número de iterações sobre o
protótipo
Os sistemas e subsistemas de solução estão bem definidos?
Existe limitação de orçamento?
Existe limitação de tempo?
Funcionalidades e Subsistemas Todos os subsistemas serão testados:
A construção de um subsistema depende da construção do todo?
Escala e requisitos do projeto Quão próxima deve ser a aparência do protótipo à do produto final?
O protótipo será testado em condições idênticas ao do produto
final?
Escolha de técnicas de
manufatura e montagem
Quais os processos de manufatura à disposição?
Qual o nível de conhecimento técnico da equipe envolvida?
Escolha de materiais A resistência do protótipo deverá ser a mesma do produto final?
Quais componentes serão fabricados e quais terceirizados?
Quais materiais podem ser tratados pelos processos de manufatura
disponíveis?
Dessa forma, a estratégia de desenvolvimento da prototipagem deve ser baseada nas
respostas de cada uma destas pergunta, de maneira que se crie uma consciência das reais
condições que o projeto acontecerá. A resposta de cada um destes questionamentos será então
desdobrada em requisitos do processo de prototipagem, que é então traduzido em etapas reais
a serem desenvolvidas a fim de se obter o protótipo.
Seguindo ainda o modelo proposto por Epplinger e Ulrich (2012), cada uma destas
atividades será colocada sobre um cronograma, a fim de se obter um entendimento do
temporal do ciclo de prototipagem.
Sendo assim o fluxo para a criação do plano de prototipagem é representado na Figura
21.
77
Figura 21: Desenvolvimento do plano de prototipagem
Fonte: Acervo pessoal
4.3.5 Plano de prototipagem
Dando continuidade ao processo de criação de um plano de prototipagem os
questionamentos estratégicos foram respondidos:
Objetivo do protótipo
• Qual o resultado esperado para o ciclo de Design Thinking? – Uma vez que o
protótipo a ser criado está inserido no ciclo Final do DT é esperado que ele
apresente tanto as funcionalidades para solução dos problemas identificados
quanto uma aproximação de forma e aparência ao projeto do produto final.
• O que se quer comunicar? – O objetivo de comunicação principal são as novas
funcionalidades que o produto desenvolvido traz em relação às cadeiras de
bordo já existentes no mercado e a aparência final do produto.
• O que se deve testar? – Devem ser testadas as funcionalidades principais da
cadeira: Rolagem lateral para troca de assentos e travamento do assento.
Número e tipos de protótipos a serem criados
• São necessários protótipos físicos? Uma vez que a entrega de um protótipo
físico final do produto desenvolvido está dentro do escopo do projeto, é
necessária a construção de protótipos físicos. Considerando os objetivos de
comunicação visual do protótipo também se almeja criar um protótipo de
aproximação visual.
• São necessários protótipos virtuais? – Dado o fato que o modelo criado nos
ciclos anteriores pela equipe de alunos de iniciação científica apresenta
algumas inconsistências, se faz necessária a confecção de um novo modelo
78
virtual, que funcionará também como base para o desenvolvimento do modelo
físico;
• Os protótipos serão realizados simultaneamente? – Como o protótipo virtual
servirá como base para a construção do protótipo físico ele deverá ser
finalizado antes do início do processo de confecção dos protótipos físicos. Já
os protótipos físicos podem ser executados simultaneamente.
Número de iterações sobre o protótipo
• Os sistemas e subsistemas de solução estão bem definidos? – Uma vez que o
projeto já se apresenta no último dos ciclos de desenvolvimento em DT, tantos
os problemas quanto as soluções apresentadas já estão consolidadas e não
necessitam iterações.
• Existe limitação de orçamento? – O orçamento é limitado.
• Existe limitação de tempo? – Os protótipos devem ser finalizados até a última
semana de outubro.
Funcionalidades e Subsistemas
• Todos os subsistemas serão testados? – Serão testados principalmente os
mecanismos de rolagem e trava do assento.
• A construção de um subsistema depende da construção do todo? – De maneira
geral as soluções, apesar de complementares, não são dependentes, podendo
ser confeccionadas em ciclos diferentes.
Escala e requisitos do projeto
• Quão próxima deve ser a aparência do protótipo à do produto final? – O
protótipo deve apresentar uma grande aproximação de aparência e forma.
• O protótipo será testado em condições idênticas às do produto final? – Não, o
teste do protótipo será mais restrito ao funcionamento do sistema de rolagem e
travas.
Escolha de técnicas de manufatura e montagem
• Qual o nível de conhecimento técnico da equipe envolvida? – A equipe é
composta apenas pelo autor do trabalho, que não possui vasta experiência e
conhecimento em práticas de manufatura.
79
• Quais os processos de manufatura à disposição? – O processo de prototipagem
será realizado nas dependências da Oficina InovaLab@POLI, nas
dependências do prédio de Engenharia de Produção da EPUSP. Assim, os
processos à disposição da equipe são aqueles cujo ferramental é encontrado na
oficina, como Fresa de topo, cortadora a laser, impressora 3d, “lixadeira”,
serras, furadeira de topo e máquinas de controle numérico.
Escolha de materiais
• A resistência do protótipo deverá ser a mesma do produto final? - Não, assim o
protótipo pode ser confeccionado com materiais que não os originais
projetados para o produto final.
• Quais componentes serão fabricados e quais serão terceirizados? – A estrutura
como um todo será fabricada dentro da própria Oficina InovaLab@POLI.
Contudo, algumas peças que não tem possibilidade de confecção em tal
ambiente ou pela falta de técnicas de manufatura, custo de desenvolvimento ou
conhecimento, serão compradas.
• Quais materiais podem ser tratados pelos processos de manufatura disponíveis?
Tratando de maneira mais genérica, materiais usináveis podem ser trabalhados
pelas ferramentas da Oficina. Contudo, a cortadora a laser só processa madeira,
acrílico e papel; as máquinas de controle numérico só conseguem usinar
materiais próprios para usinagem, como metais como alumínio e polímeros
como nylon e poliacetal.
Após serem devidamente respondidos, os questionamentos estratégicos deram origem
aos requisitos do processo de prototipagem, como observado no Quadro 10.
80
Quadro 10: Requisitos do plano de prototipagem
Aspectos Principais Requisitos
Objetivo do protótipo Apresentar soluções de deslizamento e trava de assentos além de
aproximação de aparência
Modelo próximo ao produto final
Número e tipos de protótipos a
serem criados
Criação de um protótipo físico de forma e outro de função e um
protótipo virtual
Número de iterações sobre o
protótipo
Os modelos não sofrerão iterações
Funcionalidades e Subsistemas O protótipo será construído em partes para assegurar o
funcionamento dos subsistemas e então montado em uma estrutura
única
Escala e requisitos do projeto O projeto será construído em escala 1:1
O protótipo não seguira a mesma rigorosidade de construção que o
produto final
Escolha de técnicas de
manufatura e montagem
Serão utilizados os processos de manufatura cujo desenvolvimento
pode ser realizado dentro das instalações da Oficina do
InovaLab@POLI Exemplos de prática são: corte a lazer, usinagem por fresa ou cnc,
serragem, lixamento e pintura
Escolha de materiais A base do projeto será feita em madeira mdf, pelo menor custo e
possibilidade de ser processada na cortadora a laser
Serão terceirizados as rodas e rodízios, rolamentos, sistema de
travas e materiais de fixação
Para a fixação serão utilizados pregos, parafusos e cola. Para o
acabamento: tintas, seladora e lixas. Para peças usinadas: poliacetal.
E ainda serão utilizados materiais para o estofado da cadeira
Com a definição dos requisitos do projeto, foi feita a quebra do processo prático de
prototipagem em grupos de atividades:
• Confecção do modelo virtual - uma vez que o modelo virtual aprimorado
servirá como base para a execução do protótipo físico, o início do processo de
prototipação deverá ser iniciado pela sua confecção. Esta etapa será
subdividida nas seguintes tarefas:
o Criação do modelo: Esta é a etapa de confecção do modelo em si. O
modelo será criado com o auxílio de um software de CAD próprio para
modelagem em 3d.
o Renderização: Dentro do universo da modelagem 3d a renderização é a
atividade responsável por gerar imagens tratadas sobre os modelos gerados
81
via CAD. Durante esta etapa, com a ajuda de um software de renderização
o modelo criado será tratado para obtenção de um visual mais refinado.
• Seleção de materiais – uma vez que o modelo virtual esteja concluído, antes do
início da confecção do protótipo em si é necessário fazer um estudo do que
deverá ser modelado de fato. Para tanto, são necessárias as seguintes etapas:
o Listagem de peças: A criação de um BOM preliminar será de suma
importância no entendimento daquilo que realmente será construído para a
composição do protótipo.
o Análise comprar X fazer: Com a lista de peças em mão é necessária fazer
uma análise de viabilidade para a construção destas. Assim se selecionará
aquelas que serão construídas pela própria equipe e as outras que serão
adquiridas de terceiros.
o Escolha e listagem dos materiais necessários: Tendo-se definidas todas as
peças a serem feitas ou compradas, a próxima etapa é a listagem do
material necessário para a confecção do protótipo.
o Listagem de potenciais fornecedores: Outra etapa importante para a
organização do projeto é o entendimento dos potenciais fornecedores. Esta
tarefa deverá ocorrer de maneira simultânea à listagem de peças e
materiais.
o Orçamentos: Com a lista de materiais necessários e de potenciais
fornecedores inicia-se o levantamento de orçamentos para entender se as
escolhas estão dentro do budget definido para o projeto.
o Compra: Escolhidos os melhores orçamentos é então realizada a compra
dos materiais.
• Confecção do modelo físico – uma vez que tanto o projeto quanto a matéria
necessária para sua confecção estão disponíveis, é dado o início do processo de
construção do modelo físico. Dentro daquilo que será o projeto definiu-se o
enfoque na construção das funcionalidades de rolagem e travamento. Como os
sistemas não são dependentes, resolveu-se por dividir a protótipo em três
partes principais a estrutura da cadeira de maneira genérica, o assento de
rolagem e a base para travamento. Uma vez entendido os objetivos do
82
protótipo e as condições no qual ele será desenvolvido, definiu-se a seguinte
estratégia para realização do projeto:
o Criação do modelo de forma: Este protótipo será criado a fim de obter um
modelo visual do projeto em escala reduzida. Para tanto, se usará de
processos de prototipagem rápida.
o Preparação de arquivos para corte na cortadora a laser: Identificou-se que
dentro dos ferramentais à disposição na oficina InovaLab@POLI, o corte a
laser, técnica de prototipagem rápida, possuía um grande potencial em sua
utilização. Contudo, para que fosse seja de fato utilizado é necessário que
as peças a serem cortadas estejam devidamente projetadas em um formato
aceito pela máquina. Assim é preciso realizar o preparo dos arquivos para o
corte das peças na cortadora.
o Confecção das peças da estrutura: Desenvolvimento da estrutura genérica
da cadeira de bordo.
o Confecção do assento de rolagem: Desenvolvimento da estrutura para
rolagem do assento da cadeira de bordo.
o Confecção da base para travamento: Desenvolvimento do mecanismo de
travas da cadeira de bordo.
o Acabamento: As atividades de acabamento são responsáveis pela
finalização de cada uma das peças, e acontece ao longo do processo de
desenvolvimento de cada uma das etapas da construção do modelo físico.
o Montagem: A fase de montagem é a parte final na confecção do modelo
físico, onde todas as peças são unidas e fixadas.
• Testes: Uma vez pronto o modelo físico, serão realizados testes para validar as
funcionalidades de deslizamento e trava da cadeira.
Tendo definidas as etapas presente no processo, elas foram associadas a um
cronograma a fim de se obter o plano de prototipagem, como observado no Quadro 11.
83
Quadro 11: Gronograma de execução
Etapa Atividade Cronograma
Criação do modelo
virtual
Criação do modelo 01/07 a 09/07
Renderização 09/07 a 10/07
Seleção de
materiais
Listagem de peças 11/07 a 16/07
Análise comprar x fazer 11/07 a 16/07
Escolha e Listagem do material necessário 11/07 a 16/07
Listagem de potenciais fornecedores 11/07 a 16/07
Orçamentos 17/07 a 23/07
Compra de material 25/07 a 28/07
Confecção do
modelo físico
Preparação do modelo de forma 28/07 a 12/09
Preparação de arquivos para corte na cortadora a laser 08/08 a 26/08
Confecção das peças da estrutura 29/08 a 02/09
Confecção do assento de rolagem 05/09 a 06/09
Confecção da base para travamento 06/09 a 08/09
Acabamento 09/09 a 09/09
Montagem 12/09 a 23/09
Testes Testes 26/09 a 07/10
4.4 Aplicação da estratégia de prototipagem – Construção do protótipo
Durante esta etapa do desenvolvimento será aplicada o plano de prototipagem
desenvolvido a fim de verificar se sua aplicação é capaz de otimizar o processo de
prototipagem.
Sendo assim o processo de prototipagem deve ser iniciado pela criação do modelo
virtual, seguindo para seleção e compra dos materiais e a então confecção dos modelos
físicos.
4.4.1 Criação do modelo virtual
Durante o ciclo do protótipo final, a proposta é que se tenha um aperfeiçoamento dos
modelos criados nas etapas anteriores. Dessa forma, o modelo virtual a ser desenvolvido parte
do modelo apresentado na fase anterior.
Como visto anteriormente, o modelo criado no ciclo anterior apresenta inconsistências
quanto à montagem de peças, tamanhos e funcionalidades. Dessa forma o modelo a ser
desenvolvido, apesar de utilizar o antigo como base, deve passar por todos os requisitos e
funções selecionadas a fim de obter um modelo condizente com o produto final.
84
4.4.1.1 Softwares utilizados
A primeira etapa no processo de desenvolvimento é o processo de escolha dos
softwares a serem utilizados na confecção do modelo. Partindo deste ponto escolheu-se o
software Solid Works para o desenvolvimento do modelo. Esta escolha foi embasada nas
experiências prévias do autor com o software.
Já para as funções de renderização foi escolhido o uso do software Key Shot, uma vez
que ele permite uma seleção mais acurada de materiais e gera imagens com melhor definição
e contraste, além de possuir uma interface mais intuitiva. Sua escolha também foi baseada na
experiência prévia do autor.
4.4.1.2 Modelo Virtual
Como já dito anteriormente, o processo de confecção do modelo virtual iniciou-se por
uma análise detalhada de cada uma das peças e posteriormente da montagem criadas durante
o ciclo de protótipo funcional. Para o desenvolvimento do novo modelo procurou manter-se
as mesmas linhas visuais propostas no modelo anterior, fazendo-se apenas uma revisão
completa das dimensões e funcionalidades aplicadas.
Durante o desenvolvimento optou-se pela criação de peças e subsistemas que
atendessem a todas as especificações definidas. Assim o resultado é mostrado a seguir nas
figuras 28 e 29, com a exemplificação visual dos principais aspectos do modelo criado.
Estrutura e Rodas
A estrutura da cadeira é baseada em quatro rodas, sendo as duas rodas traseiras de
diâmetro maior que as duas dianteiras. As rodas dianteiras são rodízios, permitindo que a
cadeira gire e mude de direção. O sistema de frenagem está colocado junto às rodas traseiras,
permitindo um acesso mais fácil para o comissário (Figura 22).
Figura 22: Detalhe – Rodas
Fonte: Acervo pessoal
85
Apoio de pés
A cadeira apresenta apoio para os pés e duas alças para a colocação de uma cinta, caso
seja necessária, para a locomoção do usuário da cadeira (Figura 23).
Figura 23: Detalhe - Apoio de pé
Fonte: Acervo pessoal
Sistema de rolagem
O sistema de rolamento é feito dentro de uma base que contém fileiras de rolamentos,
totalizando 8 peças de rolagem. Esta base é acoplada a um assento especial com almofada
contra escaras. Este assento móvel tem a capacidade de deslizar tanto sobre a poltrona quanto
a base da cadeira (Figura 24 e Figura 25).
Figura 24: Detalhe – Assento
Fonte: Acervo pessoal
Figura 25: Detalhe – Rolamentos
Fonte: Acervo pessoal
86
Base com travas
Uma vez selecionadas o método de trava baseada em um guarda-chuva, se
desenvolveu uma base onde as travas são acionadas automaticamente com o deslizamento no
sentido de entrada da cadeira na base. Para desativar as travas e liberar o assento deve-se
apertar um botão na parte traseira da base de engate. Na base de engate também está presente
uma guia de alinhamento com a poltrona, antes de se desativar as travas deve-se alinhar a guia
com a poltrona (Figura 26 e Figura 27).
Figura 26: Detalhe – Travas
Fonte: Acervo pessoal
Figura 27: Detalhe – Traseira
Fonte: Acervo pessoal
O modelo ainda apresenta um apoio ergonômico para as costas do usuário e um apoio
lateral e frontal (rebatível) para melhor acomodar o cadeirante durante o uso da cadeira.
O Projeto final da cadeira pode ser visto na Figura 28 e na Figura 29:
87
Figura 28: Detalhe - Vista traseira da cadeira
Figura 29: Detalhe - Vista frontal da cadeira
Fonte: Acervo pessoal
4.4.2 Seleção de materiais
Uma vez criado o modelo virtual, deu-se início a segunda etapa do plano de
prototipagem, a seleção de materiais. Esse processo se inicia com o entendimento daquilo que
se deve construir. Inicia-se portanto da decomposição do projeto em suas peças, a seleção do
que será fabricado e o que será terceirizado e então decisão de compra.
4.4.2.1 Bill of Materials (BOM)
O início do processo de seleção de materiais se dá com a construção da lista de
materiais necessários para a confecção do protótipo. Para esta etapa não se considerou o que
seria a BOM para o protótipo completo, e sim o que seria fabricado ou comprado. Os
elementos de fixação, por exemplo, foram desconsiderados uma vez que serão utilizados
elementos da própria oficina para a confecção dos modelos.
O resultado desta análise pode ser conferido na Tabela 3, a seguir.
88
Tabela 3: BOM
Subsistema Peça Quantidade
Estrutura Base Lateral (Pernas) 2
Estrutura Roda traseira 2
Estrutura Rodízio dianteiro 2
Estrutura Eixo para roda traseira 2
Estrutura Descanso de pés 2
Estrutura Base de descanso (traseira) 1
Estrutura Barra de ligação 3
Estrutura Estofado de encosto 1
Estrutura Apoio de braço 1
Assento de rolagem Rolamentos 20 mm 8
Assento de rolagem Estrutura rolamento 8
Assento de rolagem Pino rolamento 8
Assento de rolagem "Caixa" de rolamentos 1
Assento de rolagem Tampa de rolamentos 1
Assento de rolagem Estofado de assento 1
Base de rolagem Base de rolamento 1
Base de rolagem Tampa da base 1
Base de rolagem Trava 2
Base de rolagem Haste de ligação 1
Base de rolagem Haste de acionamento 1
Base de rolagem Mola de acionamento 4
Base de rolagem Guia de alinhamento 1
Como se pode perceber, a listagem de peças excluiu o modelo de forma. Isso acontece
porque ele será feito através de técnicas de manufatura aditiva, por impressão 3d.
4.4.2.2 Escolha e listagem do material
A seleção dos materiais a serem utilizados baseou-se em 3 fatores:
• Custo: Uma vez que o orçamento do projeto é bastante limitado, as escolhas de
materiais devem levar em consideração este fato.
• Resistência: Os materiais devem suportar os testes que serão realizados e a
estrutura deve ter a resistência mínima projetada.
• Facilidade de usinagem: Deve-se considerar também as características de cada
um dos materiais frente aos processos de manufatura que eles serão expostos.
Após a análise dos fatores para cada uma das partes listadas do protótipo foi definida a
seguinte lista de materiais, Quadro 12: Lista de materiais:
89
Quadro 12: Lista de materiais
Peça Material
Base Lateral (Pernas) mdf
Roda traseira borracha
Rodízio dianteiro nylon/borracha
Eixo para roda traseira poliacetal
Descanso de pés mdf
Base de descanso
(traseira) mdf
Barra de ligação mdf
Estofado de encosto espuma e tecido
Apoio de braço mdf
Rolamentos 20 mm aço
Estrutura rolamento aço
Pino rolamento aço
"Caixa" de rolamentos mdf
Tampa de rolamentos mdf
Estofado de assento espuma e tecido
Base de rolamento mdf
Tampa da base mdf
Trava aço
Haste de ligação aço
Haste de acionamento aço
Mola de acionamento aço
Guia de alinhamento mdf
4.4.2.3 Análise comprar x fazer
Durante a confecção do protótipo é importante saber o que realmente se tem
capacidade de fazer e o que deve ser adquirido ou confeccionado por terceiros. Para tanto se
realizou uma análise dentro do conjunto de peças propostas na seção anterior. Neste estudo
foram levados em consideração três principais fatores:
• Existência no mercado para compra: A peça já está pronta e disponível no
mercado para sua compra.
• Processos necessários para confecção: Avaliação dos processos envolvidos na
confecção da peça, caso se opte por fazê-la em oficina.
• Domínio técnico: Consideração do entendimento e domínio das técnicas
necessárias para a confecção do produto pela equipe.
90
Associando-se estes fatores a cada uma das partes do protótipo foi então realizada a
opção de compra ou execução, a tabela de análise completa pode ser encontrada no Apêndice
A, e de maneira geral o resultado final das escolhas é encontrado na Quadro 13.
Quadro 13: Comprar x Fazer
Peça Comprar x Fazer
Base Lateral (Pernas) Fazer
Roda traseira Comprar
Rodízio dianteiro Comprar
Eixo para roda traseira Fazer (ajuda monitores)
Descanso de pés Fazer
Base de descanso (traseira) Fazer
Barra de ligação Fazer
Estofado de encosto Fazer
Apoio de braço Fazer
Rolamentos 20 mm Comprar
Estrutura rolamento Comprar
Pino rolamento Comprar
"Caixa" de rolamentos Fazer
Tampa de rolamentos Fazer
Estofado de assento Fazer
Base de rolamento Fazer
Tampa da base Fazer
Trava Comprar
Haste de ligação Comprar
Haste de acionamento Comprar
Mola de acionamento Comprar
Guia de alinhamento Fazer
Percebe-se que foi feita a opção por confeccionar a grande maioria das peças de
geometria e caráter próprios do projeto. Sendo divididas em dois grupos as partes a serem
compradas:
Peças já existentes no mercado e com complexidade de confecção: rodas,
rodízios, molas e rolamentos;
Peças de aço e complexidade de conformação: sistema de apoio dos rolamentos e
sistema de trava.
4.4.2.4 Listagem de fornecedores e orçamentos
Uma vez estabelecido o entendimento do que será executado e do que será
terceirizado, iniciou-se um processo de prospecção de potenciais fornecedores. Esse processo
91
foi realizado através de consultas à internet e a pessoas com experiência na confecção de
modelos físicos e móveis.
Foram identificados quatro polos para a aquisição de materiais, como representado no
quadro a seguir:
Quadro 14: Fornecedores potenciais
Polo - Material Fornecedor
Madeira Leroy Merlin
Peças (rodas, molas, etc) Rua Florêncio de Abreu (diversas lojas);
Rua do Gasômetro (diversas lojas)
Metais e polímeros Osasco (arredores da Av. dos Autonomistas)
Espumas e tecidos Brás
Serralherias Bela Vista e região Central
Tendo identificado os potenciais fornecedores, foram feitas consultas via internet em
seus websites, telefonemas e visitas físicas aos estabelecimentos para o levantamento de
orçamentos para a compra.
Durante esta etapa deu-se uma maior atenção para a obtenção de orçamentos para as
peças a serem terceirizadas por serralherias. Esse processo se deu nas seguintes etapas:
• Elaboração de desenhos técnicos para apresentação do projeto aos serralheiros
(Apêndice B);
• Visitas para discussão do projeto e obtenção de orçamentos.
Durante a etapa de obtenção de orçamentos foram visitadas oito serralherias, seis delas
na região central da cidade de São Paulo e duas no interior de Minas Gerais. Durante estas
consultas notou-se dois principais pontos:
• Indisponibilidade da maioria das serralherias em trabalhar com um escopo tão
limitado;
• Orçamentos muito elevados e fora da realidade do projeto.
Dessa forma, durante as visitas a serralherias foi identificada a impossibilidade de
seguir com a terceirização dos suportes aos rolamentos bem como o sistema de travas.
Modificando-se o plano definido na seção 4.4.2.2..
Contudo, durante as conversas tidas com os profissionais da área, obteve-se
importantes insights para a simplificação das formas sem o comprometimento das funções
para que o autor pudesse confeccionar as partes na própria oficina do InovaLab@POLI.
92
As simplificações das peças, resultadas do processo de procura por fornecedores, são
mostradas na Figura 30
Figura 30: Sketch - Nova solução de trava
Fonte: Acervo pessoal
4.4.2.5 Compra de material
A etapa derradeira no processo de seleção dos materiais se dá com a compra de fato
destes, possibilitando o início do processo de construção do protótipo físico. Considerando as
limitações temporais, foi elaborado um plano de compra não pontual, mas diluído ao decorrer
do projeto, até pela característica de construção de subsistemas na qual o projeto se baseou.
Assim foi possível dar início ao processo de construção do modelo físico sem que
todos os ciclos de compra fossem concluídos.
4.4.3 Modelo físico de aparência – Impressão 3d
Para obter uma versão visual mais refinada do modelo optou-se pela criação de um
modelo de prototipagem rápida, construído através de impressão 3d. Para a confecção de um
modelo com a aparência mais aproximada do modelo final foi escolhida a impressão em
gesso.
Uma vez que a impressão aconteceu em escala 1:12, não seria possível a impressão de
pequenos detalhes. Assim, foi necessário se fazer uma adaptação do modelo para conjuntos
completos. Para isso o modelo final foi dividido em partes que combinavam um maior
número de peças, denominadas de conjuntos. Estes conjuntos foram então impressos e em
seguida montados, para a obtenção do modelo final, como pode ser observado na Figura 31.
93
Figura 31: Cadeira Impressa em 3d
Fonte: Acervo pessoal
4.4.4 Confecção do modelo físico
A confecção dos modelos físicos se baseia principalmente na aplicação de técnicas de
prototipagem rápida, uma vez que esta é uma característica latente da metodologia defendida
pela d.school (2010). Além de técnicas de prototipagem rápida, durante a execução do projeto
foram utilizadas técnicas de manufatura diversas para a confecção das peças.
4.4.4.1 Preparação de arquivos para uso da cortadora a laser
Para que seja utilizado o processo de corte a laser é necessário que todo o projeto seja
transportado para arquivos bidimensionais que possam ser lidos pela cortadora. Dessa forma,
na fase inicial do processo de confecção do protótipo foi dividida nas seguintes etapas:
• Desmembramento do projeto em peças passíveis de serem cortadas no
maquinário disponível;
• Criação dos arquivos em 2d das peças a serem cortadas (Figura 32);
• Criação dos arquivos para corte na máquina seguindo os padrões da máquina e
do material a ser cortado (Figura 33);
• Preparação da máquina para o corte da peça e corte da peça em si (Figura 34).
94
Figura 32: Desenhos 2d para corte
Fonte: Acervo pessoal
Figura 33: Preparação para o corte a laser
Fonte: Acervo pessoal
Figura 34: Corte de peça a laser
Fonte: Acervo pessoal
Uma vez confeccionados todos os arquivos de manufatura das partes componentes do
projeto, se realizou o corte de cada uma delas. E assim que as peças foram concluídas deu-se
prosseguimento ao processo de prototipagem.
95
4.4.4.2 Confecção das peças da estrutura / assento de rolagem/ base para travamento
As peças cortadas são então combinadas para a formação dos subsistemas que
comporão a cadeira. Como especificado no plano de prototipagem, esta etapa foi dividida em
ciclos para a composição de três subsistemas:
• Estrutura da cadeira (Figura 35): Composta pela pelas bases da cadeira,
encosto, apoio de pés e braço;
Figura 35: Base da cadeira em construção
Fonte: Acervo pessoal
• Assento de rolagem (Figura 36): Composto pela base de rolamentos e o
assento ergonômico.
Figura 36: Confecção da base de rolagem
Fonte: Acervo pessoal
• Base de rolagem (Figura 37 e Figura 38): Composto pelos trilhos de rolagem, e
o sistema de travas.
96
Figura 37: Confecção base de travas
Fonte: Acervo pessoal
Figura 38: Confecção trilhos de rolagem
Fonte: Acervo pessoal
4.4.4.3 Acabamento
Para que o protótipo construído possuísse uma aparência mais próxima do produto
final, se faz necessária a aplicação de técnicas de acabamento. Assim as peças passam a ter
uma aparência mais refinada. Durante o processo de acabamento foram realizadas atividades
de:
• Acabamento de cantos com fresa de topo;
• Acabamento fino com lixas;
• Selagem da madeira;
• Pintura;
97
• Costura de tecidos.
Figura 39: Materiais utilizados no acabamento
Fonte: Acervo pessoal
4.4.4.4 Montagem
A etapa de montagem finaliza o processo de construção do protótipo físico. Nela os
subsistemas criados são integrados através da aplicação de elementos de fixação. Para a
montagem do protótipo foram utilizados os seguintes elementos de fixação:
• Cola (de madeira, adesiva, contato e de metais);
• Parafusos;
• Pregos;
• Canaletas.
98
Figura 40: Montagem com aplicação de cola
Fonte: Acervo pessoal
Figura 41: Processo de montagem
Fonte: Acervo pessoal
A execução da montagem ocorreu através de um plano de montagem (Apêndice C),
cujo o objetivo é estudar qual a melhor ordem para união das peças para nenhuma montagem
servisse de empecilho para o término do protótipo.
99
4.4.4.5 Resultado final
Após a conclusão da etapa de prototipagem, têm-se construído o protótipo final. Nesta
seção serão apresentados os resultados obtidos pelo protótipo:
Estrutura:
A estrutura da cadeira é composta pelas pernas, conectadas a dois pares de rodas,
assento, apoios de braço e pés e encosto traseiro (Figura 42).
Figura 42: Cadeira - vista lateral
Fonte: Acervo pessoal
Para a colocação do sistema de rodas e rodízios foi necessário a confecção de peças de
apoio mais resistentes em poliacetal. Vale também apontar que sistema de freios foi
transferido das rodas traseiras para as rodas dianteiras, para se adaptar às soluções
encontradas no mercado (Figura 43).
Figura 43: Conjunto de rodas
Fonte: Acervo pessoal
100
Para o braço de apoio com abertura regulável, foi feita uma adaptação com a adoção
de uma abertura por rotação do eixo horizontal, e não vertical como em projeto (Figura 44).
Figura 44: Braço de apoio
Fonte: Acervo pessoal
No apoio para os pés foi inserida uma barra de conexão para assegurar uma maior
estabilidade para a cadeira, uma vez que o material utilizado em sua confecção é deverás mais
frágil do que o metal que seria utilizado no produto real ().
Figura 45: Apoio para os pés
Fonte: Acervo pessoal
Sistema de deslizamento e trava:
A base para deslizamento possui três canaletas para guiar os rolamentos do assento,
permitindo o deslizamento unidimensional com entrada pelo lado esquerdo da cadeira.
Também é encontrada na base uma guia que limita o avanço do assento (Figura 46 e Figura
47).
101
Figura 46: Base de deslizamento
Fonte: Acervo pessoal
Figura 47: Deslizamento de assento
Fonte: Acervo pessoal
O sistema de travas é constituído por duas travas que são desativadas com a entrada do
assento na base e então ativadas quando esse encontra o apoio de braço, limitador de
movimento. As travas são desativadas ao se pressionar uma alavanca lateral, permitindo a
saída do assento da cadeira (Figura 48: Sistema de travas).
102
Figura 48: Sistema de travas
Fonte: Acervo pessoal
Assento móvel:
O assento móvel é composto por uma base deslizante e uma almofada ergonômica
para melhor acomodar o usuário. Ele pode ser movimentado entre diferentes superfícies,
como a cadeira e a poltrona e então ser engatado (Figura 49).
Figura 49: Assento móvel
Fonte: Acervo pessoal
4.5 Testes e análise dos resultados
Uma vez finalizado o processo de prototipagem em si, se dá início à finalização do
ciclo de prototipagem do DT. Sendo a etapa derradeira os testes.
103
4.5.1 Testes
Tal como definido no plano de prototipagem, o protótipo deve ser submetido ao teste
de deslizamento sobre as superfícies e de trava do assento sobre a cadeira de bordo.
4.5.1.1 Teste de deslizamento
Durante este teste foram realizadas provas de rolagem do assento sobre uma superfície
lisa e contínua e também na transferência de uma superfície para a cadeira de bordo.
Resultados:
• Deslizamento em superfície contínua: Bem sucedido;
• Deslizamento na transferência para a cadeira de bordo: Transição feita com
sucesso mas apresentando algumas pontos de dificuldade.
Concluiu-se que os rolamentos utilizados na base de rolagem devem possuir um
diâmetro superior em 10mm em relação aos rolamentos utilizados.
4.5.1.2 Teste de Travamento
Durante esta sessão de testes foi avaliada a capacidade de travamento do banco sobre a
cadeira.
Resultados:
• O travamento foi bem sucedido e a cadeira se manteve fixa na estrutura
enquanto a trava permaneceu ativada
4.5.2 Análise do protótipo final
Após a realização do teste cabe uma ‘breve análise final do protótipo desenvolvido.
Ele atendeu às necessidades de execução das funcionalidades propostas e também apresentou
uma grande proximidade com o modelo virtual projetado.
Desta forma, pode-se dizer que o processo foi bem executado e que os objetivos
definidos antes de sua construção foram cumpridos, vide a semelhança com o modelo virtual
criado (Figura 50) e a aprovação nos testes aos quais o protótipo foi submetido.
104
Figura 50: Comparação Vritual x Real
Fonte: Acervo pessoal
105
5 ANÁLISE DA APLICAÇÃO DO PLANO DE PROTOTIPAGEM
Durante o estudo aqui apresentado, marcou-se a aplicação de um plano bem definido
de prototipagem para a condução de um ciclo da metodologia de Design Thinking. Desta
forma, propõe-se, primeiramente, uma análise mais específica sobre a validade da
metodologia adotada neste trabalho frente aos resultados obtidos.
A metodologia aplicada partiu da dificuldade de se encontrar modelos já consolidados
para guiar os ciclos de prototipagem dentro da abordagem de Design Thinking promovida
pela d.school (2010). Dessa forma, tentou-se construir uma ponte de ligação entre práticas do
DT e do PDP tradicional.
Durante o desenvolvimento do projeto, foi possível perceber que ao aplicar a
metodologia, o ciclo de prototipagem ganha uma série de etapas extras e também uma maior
rigidez no acompanhamento destas. Mesmo assim, o desenvolvimento do ciclo de
prototipagem em si ocorreu de modo fluido e inclusive ocorreram mudanças no plano de
execução ao longo do processo, indicando que o modelo aplicado não era tão rígido quanto se
esperava antes de sua aplicação.
A criação de ciclos claros auxiliou na organização do processo e no desenvolvimento
do protótipo que foi feito por apenas uma pessoa. Levando ainda mais adiante a experiência
do autor no processo de desenvolvimento e aplicação da metodologia, foi possível notar a
evolução do protótipo, mesmo sendo realizado por uma pessoa com falta de conhecimentos
avançados, ou mesmo básicos, em processos de prototipagem.
Em suma, a aplicação de um modelo definido como suporte ao ciclo de prototipagem
foi efetivo para o projeto em questão, fazendo com que o autor tivesse um melhor controle e
planejamento de seu tempo e que pudesse focar seu aprendizado e desenvolvimento ao longo
do processo. O resultado final do processo também foi muito satisfatório e o protótipo gerado
representa com muita similaridade o modelo que o inspirou.
Conclui-se que a aplicação de um modelo de ciclo de prototipagem foi bem sucedida
no caso estudado, mas faltam dados para a obtenção de qualquer outro resultado mais
conclusivo sobre a efetividade de sua aplicação. Para que se tenha uma resposta mais assertiva
sobre a aplicação de tal metodologia de ciclo de prototipagem, seria necessário repetir-se a
experiência de aplicação junto a outros grupos e projetos com caracterizações e escopos
diversos.
106
Mesmo que ainda não se possa chegar a uma resposta conclusiva sobre a validade da
aplicação desta metodologia de ciclo de prototipagem em outros casos, na defesa dos
resultados obtidos pelo estudo conduzido e aqui apresentado, elaborou-se um quadro resumo
com os principais resultados obtidos com a aplicação da metodologia.
Quadro 15: Vantagens e desvantagens da aplicação do plano de prototipagem
Vantagens Limitações
Melhor entendimento do processo de
prototipagem
Maior tempo de execução do ciclo de
prototipagem
Melhor gerenciamento de tempo
Menor liberdade criativa durante a
confecção do protótipo
Processo de aprendizagem
acentuado ao longo do processo
Foco no resultado final
Além do aspecto de aplicação dentro da abordagem de DT, a aplicação do plano de
prototipagem foi bem sucedida no desenvolvimento do autor deste trabalho. Durante o
desenvolvimento deste projeto, e através da aplicação da metodologia foram superadas a falta
de experiência e conhecimento técnico em prototipagem além de uma grande limitação
temporal. Assim, percebe-se que a aplicação da metodologia funcionou como guia e
catalizador no processo de aprendizagem ao longo do desenvolvimento deste projeto.
O registro desta experiência pode então ser expandido para a realidade de outros
alunos e por tanto sugere-se o estudo da adoção de metodologias análogas durante o
desenvolvimento de disciplinas como PRO2715, no intuito de promover as habilidades e
competências dos alunos durante o processo de prototipagem.
107
6 CONCLUSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao fim do processo de desenvolvimento, observa-se que a interação dos diferentes
ciclos de prototipagem permitiu não somente o entendimento dos problemas enfrentados pelos
usuários potenciais como também o desenvolvimento dos conceitos iniciais para a obtenção
de uma solução de acessibilidade no transporte aéreo de pessoas com mobilidade reduzida.
Evidenciando, dessa forma, que a aplicação da abordagem de Design Thinking foi satisfatória
como ferramenta no processo de criação (Figura 51).
Figura 51: Evolução através de ciclos de prototipagem
Fonte: Acervo pessoal
Apesar de possuir grande potencial de se tornar uma solução factível ao problema das
pessoas com deficiência ou mobilidade reduzida em voos, o protótipo da cadeira não pode ser
considerado como pronto para entrar em processo de produção e ser comercializado nesse
momento. Isso porque considerando se tratar de um projeto de tecnologia assistiva no
contexto aeronáutico, se faz necessário considerar a extensão dos ciclos de produto que ocorre
no transporte aéreo. Tais ciclos exigem um grande refinamento das soluções e
aperfeiçoamento do modelo frente a experiência real de voo.
Aliado a esse processo de validação de produto, também se faz necessário testes de
utilização junto aos usuários dentro das cabines aéreas de modo a estabelecer uma simulação
do impacto real da utilização da cadeira de bordo tanto para os próprios usuários como
também para o manejo desses usuários pela tripulação. O que, nesse momento, seria inviável
de se realizar.
108
Assim, conclui-se que existe uma necessidade de aprimoramento da proposta
objetivada nesse projeto, de modo que o protótipo criado passe por novos processos de
validação. Muitas empresas que trabalham com esse tipo de tecnologia para transporte aéreo
se mostraram interessadas em desenvolver o produto não só como uma forma de inovação no
ramo, mas também como preocupação maior com o bem estar dos passageiros que se
beneficiaram do uso da cadeira de bordo. Dessa forma, pode-se notar que a cadeira de bordo,
como produto, ainda mostra-se em processo de viabilização e finalização para sua real
aplicação no transporte aéreo.
109
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BAXTER, M.: Projeto de Produto – Guia prático para o design de novos produtos 2ª. Ed. São
Paulo, Edgard Blucher, 2006.
BERGLUND, A.; LEIFER, L.: Why we prototype! An international comparison of the linkage
between embedded knowledge and objective learning. Research article in Engineering
Education, Vol 8, No.1, pág 2-15, 2013.
BROWN, T.: Design Thinking – uma metodologia poderosa para decretar o fim das velhas
ideias. Rio de Janeiro, Elsevier, 2010.
CAMBURN, B. A.; DUNLAP, B. U.; KUHR, R.; VISWANATNHAN, V. K.; LINSEY, J. S.;
JENSEN, D. D.; CRAWFORD, R. H.; OTTO, K. N.; WOOD, K. L.: Methods for Prototyping
Strategies in Conceptual Phases of Design: Framework and Experimental Assessment, Em
Design Theory and Methodology Conference, Oregon, 2013.
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111
8 APÊNDICE
8.1 A – Estudo das peças a serem construídas
Sistema
Peça
Qu
antid
ade
Material
Existe no
mercad
oTécn
icas de m
anu
fatura
Do
mín
io d
a técnica
Co
mp
rar x Fazer
EstruturraB
ase Lateral (Pernas)2
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
fresa, Impressão
3dParcial
Fazer
EstruturraR
oda traseira
2bo
rrachaN
N/A
-C
om
prar
EstruturraR
odízio
dianteiro2
nylon/bo
rrachaS
N/A
-C
om
prar
EstruturraEixo
para roda traseira
2po
liacetalS
CN
C, To
rno, Im
pressão
3dParcial - C
NC
:Nulo
Fazer (ajuda mo
nitores)
EstruturraD
escanço de pés
2m
dfN
Co
rte a laser, Impressão
3dParcial
Fazer
EstruturraB
ase de descanço (traseira)
1m
dfN
Co
rte a laser, serragem,
fresa, Impressão
3dParcial
Fazer
EstruturraB
arra de ligação3
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
fresa, Impressão
3dParcial
Fazer
EstruturraEsto
fado de enco
nsto1
espuma e tecido
NC
orte e co
sturaB
aixoFazer
EstruturraA
poio
de braço1
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
fresa, Impressão
3dParcial
Fazer
Assento
de rolagem
Ro
lamento
s 20 mm
8aço
SN
/A-
Co
mprar
Assento
de rolagem
Estrutura rolam
ento8
açoN
Serra, CN
C, fresa,
Impressão
3dParcial - C
NC
:Nulo
Co
mprar
Assento
de rolagem
Pino ro
lamento
8aço
NSerra, C
NC
, torno
,
Impressão
3dParcial - C
NC
:Nulo
Co
mprar
Assento
de rolagem
"Caixa" de ro
lamento
s1
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
Impressão
3dParcial
Fazer
Assento
de rolagem
Tampa de ro
lamento
s1
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
Impressão
3dParcial
Fazer
Assento
de rolagem
Estofado
de assento1
espuma e tecido
NC
orte e co
sturaB
aixoFazer
Base de ro
lagemB
ase de rolam
ento1
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
Impressão
3dParcial
Fazer
Base de ro
lagemTam
pa da base1
mdf
NC
orte a laser, serragem
,
Impressão
3dParcial
Fazer
Base de ro
lagemTrava
2aço
NFresa, serragem
, esmeril
Baixo
Co
mprar
Base de ro
lagemH
aste de ligação1
açoN
Fresa, serragem, esm
erilB
aixoC
om
prar
Base de ro
lagemH
aste de acionam
ento1
açoN
Fresa, serragem, esm
erilB
aixoC
om
prar
Base de ro
lagemM
ola de acio
namento
4aço
DC
NC
Nulo
Co
mprar
Base de ro
lagemG
uia de alinhamento
1m
dfN
Co
rte a laser, serragem,
Impressão
3dParcial
Fazer
112
8.2 B – Desenhos apresentados no levantamento de orçamento
Figura 52: Desenho técnico - Base de fixação
Fonte: Acervo pessoal
Figura 53: Desenho técnicno - Apoio de rolamento
Fonte: Acervo pessoal
113
8.3 C – Plano de montagem
Quadro 16: Plano de montagem
Ordem da Etapa Etapa Peça Ordem de montagem
Estrutura Lateral 1
Apoio para rodízio 2
Eixo para roda traseira 3
Rodízio 4
Roda Traseira 5
Apoio lateral 1
Apoio frontal 2
Estrutura traseira 1
Estofado de costas 2
Base de travas 1
Apoio lateral 2
Pernas 1
Barras de fixação 2
Base de deslizamento 3
Apoio de costas 4
Apoio de pés 5
Base de rolamentos 1
Estofado de assento 26 Assento deslizante
Base de
deslizamento4
3Estrutura - Apoio
de costas
Estrutura -
Cadeira5
Estrutura - Pernas
Estrutura - Apoio
de braço
1
2
