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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS - EESC
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
FABIO NEVES PUGLIERI
Revisão e análise ambiental e operacional de métodos de
ecodesign baseados em QFD e FMEA
V. 1
São Carlos
2010
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FABIO NEVES PUGLIERI
Revisão e análise ambiental e operacional de métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA
Dissertação apresentada à Escola de Engenharia de São
Carlos da Universidade de São Paulo como parte dos
requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia
de Produção.
Área de Concentração: Processos e Gestão de Operações
Orientador: Prof. Dr. Aldo Roberto Ometto
V.1
São Carlos
2010
3
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE
TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO,
PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Ficha catalográfica preparada pela Seção de Tratamento
da Informação do Serviço de Biblioteca – EESC/USP
Puglieri, Fabio Neves
P978r Revisão e análise ambiental e operacional de métodos
de ecodesign baseados em QFD e FMEA / Fabio Neves
Puglieri; orientador Aldo Roberto Ometto. –- São Carlos,
2010.
Dissertação (Mestrado-Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Produção e Área de Concentração em
Processos e Gestão de Operações) –- Escola de Engenharia
de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2010.
1. Ecodesign. 2. Critérios. 3. QFD. 4. FMEA. I.
Título.
4
5
6
Dedico este trabalho a todos que me auxiliaram, à minha família, à minha namorada e em
memória de meu pai, Antônio Domingos Puglieri.
7
AGRADECIMENTOS
Ao professor Aldo Roberto Ometto pela atenção dada aos anos de mestrado e confiança
depositada em mim.
À CAPES pelo apoio financeiro concedido e auxílio prestado pelo programa PROCAD,
permitindo me dedicar exclusivamente à pesquisa desenvolvida no mestrado.
Aos amigos e colegas do Grupo de Engenharia de Ciclo de Vida, do laboratório de
Processos e Gestão de operações, do Núcleo de Manufatura Avançada (NUMA) e das
disciplinas cursadas pelo período de convívio e aprendizado.
Aos professores Fernando Antônio Forcellini, Paulo Cauchick Miguel e Marcelo Gitirana e
aos colegas do Grupo de Engenharia do Produto e Processo (GEPP) da Universidade
Federal de Santa Catarina (UFSC) pelas recomendações para o desenvolvimento deste
trabalho e pela recepção e convívio durante o mês de intercâmbio em Florianópolis.
Aos professores Daniel Capaldo Amaral e Sérgio Luís da Silva por terem aceitado
participar desta banca e pelas sugestões dadas durante o exame de Qualificação.
À minha mãe, Nair Maria Neves Puglieri, que apesar das limitações sempre me incentivou
a continuar estudando.
À minha namorada, Thaís Juliana Medeiros, pelo carinho, incentivo e apoio nos momentos
de dúvidas.
Ao Santo Expedido e acima de tudo a Deus, que me permitiu superar todos os desafios e
adversidades da vida.
8
RESUMO
PUGLIERI, F. N. Revisão e análise ambiental e operacional de métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA. 2010. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São
Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2010.
A partir da década de 1990, iniciou-se uma difusão de métodos e ferramentas direcionadas
à adequação ambiental de produtos, cuja aplicação é realizada em determinadas fases do
seu desenvolvimento. Porém muitos destes métodos publicados não integram questões
ambientais importantes, como a perspectiva de ciclo de vida, resultando muitas vezes no
desenvolvimento de produtos ineficientes do ponto de vista do ecodesign. Assim, este
trabalho tem por objetivo analisar alguns destes métodos de modo que possam garantir o
desenvolvimento de produtos ambientalmente mais adequados. Para isto foi realizada uma
revisão sistemática sobre requisitos para métodos de ecodesign, o que permitiu identificar
características que o ecodesign deve atender, tanto do ponto de vista ambiental quanto do
operacional. Por meio destes requisitos foram propostos critérios utilizados na análise de
19 métodos de ecodesign baseados no FMEA e no QFD. Como resultado da análise,
identificou-se que a grande maioria dos métodos analisados não estão de acordo com o que
a literatura sugere.
Palavras – chave: Ecodesign, Critérios, QFD e FMEA
9
ABSTRACT
Puglieri, F.N. Environmental and operational review and analysis of ecodesign
methods based on QFD and FMEA. 2010. Texto de dissertação de Mestrado. Escola de
Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos.
During 1990s decade began a scattering of methods and tools aimed at the environmental
suitability of products whose application is performed at certain stages of development.
However, many of these published methods do not incorporate important environmental
issues, the prospect of life cycle, often resulting in inefficient product development from
the standpoint of ecodesign. This study aims to examine some of these methods to ensure
the development of more environmentally suitable products. So it was carried out a
systematic review of ecodesign requirements for methods, which allowed us to identify
characteristics that these methods must meet from the environmental point of view and
application. Through these requirements have been proposed criteria used in the analysis of
19 ecodesign methods based on FMEA and QFD. As a result of this analysis, it was
identified that most part of the methods reviewed are not in agreement with literature
suggestions.
Keywords: Ecodesign, Criteria, QFD e FMEA
10
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Ciclo de vida do produto e suas alternativas de fim-de-vida. Fonte: PIGOSSO,
2008 ..................................................................................................................................... 16
Figura 2. Etapas relacionadas ao desenvolvimento da dissertação ..................................... 21
Figura 3. Modelo da matriz de análise dos métodos QFD e FMEA de ecodesign .............. 26
Figura 4: Representação de uma matriz da qualidade. Adaptado de Akao (1996) ............. 34
Figura 5. Passos para o estabelecimento da qualidade planejada ........................................ 36
Figura 6. Definição para as correlações da matriz do QFD. Adaptado de Cheng e Melo
Filho, 2007 ........................................................................................................................... 38
Figura 7: Exemplo de matriz do QFD para o desenvolvimento de um frasco. Adaptado de
Miguel (2008) ...................................................................................................................... 39
Figura 8: Exemplo da matriz CQ x CQ. Adaptado de Cheng e Melo Filho (2007) ............ 40
Figura 9. Modelo conceitual do QFD. Adaptado de Cheng e Melo Filho, 2007 ................ 41
Figura 10. Representação do QFD de 4 fases. Adaptado de Miguel (2008) ....................... 43
Figura 11: Duas primeiras fases do QFDE de Masui et al. (2001) ...................................... 48
Figura 12: Fase 1 do QFDE ................................................................................................. 49
Figura 13: Fase 2 do QFDE ................................................................................................. 50
Figura 14: Environmental QFD ........................................................................................... 53
Figura 15. Quantificação dos requisitos do Environmental QFD. Fonte: Kato e Kimura
(2003) .................................................................................................................................. 54
Figura 16: Exemplo da matriz do QFD ambiental de Hochman e O’Connell aplicada ao
projeto de um telefone móvel .............................................................................................. 56
Figura 17: Exemplo da matriz do Ecological Quality Function Deployment (Eco-QFD)
para um aspirador de pó....................................................................................................... 58
Figura 18: Framework do método GQFD ........................................................................... 60
Figura 19. Estrutura de aplicação do 3D-QFDE.................................................................. 62
Figura 20. Triângulo de 3D-QFDE que permite a comparação de requisitos de qualidade,
ambientais e custo ................................................................................................................ 63
Figura 21. Processo de extração da Eco-VOC .................................................................... 64
Figura 22. Matriz de relação entre as VOCs convencionais e ambientais como exemplo
para um secador de cabelos ................................................................................................. 65
Figura 23. QFDE simplificado como exemplo para um secador de cabelos ....................... 65
Figura 24. Procedimento da Casa Ambiental ...................................................................... 67
Figura 25: Exemplo da primeira casa ambiental relacionando requisitos ambientais da fase
de uso com características do produto para um espremedor de laranja............................... 67
Figura 26. Segunda casa ambiental relacionando requisitos ambientais com componentes
dos produtos ......................................................................................................................... 68
Figura 27. Casa Verde (Ambiental) ..................................................................................... 71
Figura 28: Casa comparativa de conceitos .......................................................................... 72
Figura 29: Estrutura da casa da qualidade e ambiental ....................................................... 74
Figura 30. Procedimento de aplicação do uso combinado do QFDE, LCA e TRIZ ........... 76
Figura 31. Aplicação combinada do QFDE e do LCA no processo de projeto ................... 77
Figura 32. Exemplo da Casa da Qualidade para componentes do QFD-DfE...................... 78
Figura 33. Legenda do QFD-DfE ........................................................................................ 78
Figura 34. Estrutura do QFD de Wolniak e Sędek. Adaptado de Wolniak e Sędek, 2008 . 80
Figura 35. Avaliação das opções de serviço ........................................................................ 82
Figura 36. Matriz de correlação do QFD para o escopo entre o mercado e o usuário final 83
Figura 37. Eco-QFD de Kuo et al. (2009) ........................................................................... 85
11
Figura 38. Casa da Qualidade para respostas técnicas ........................................................ 88
Figura 39: Relações da matriz do Eco-QFD de Utne .......................................................... 89
Figura 40. Matriz comparativa entre QFDs ambientais e características do QFD tradicional
............................................................................................................................................. 91
Figura 41. Formulário do FMEA: adaptado de Palady (1997) ............................................ 94
Figura 42. Gráfico de áreas do FMEA ................................................................................ 96
Figura 43. Exemplo de aplicação do FMEA de produto ..................................................... 97
Figura 44. Exemplo de E-FMEA ......................................................................................... 98
Figura 45. Diagrama de relação ......................................................................................... 101
Figura 46. Exemplo de aplicação da integração FMEA e Matriz ..................................... 101
Figura 47. Critérios ambientais mais importantes segundo os especialistas entrevistados 125
Figura 48. Critérios operacionais mais importantes segundo os especialistas entrevistados
........................................................................................................................................... 125
Figura 49. Modelo de correlação entre os critérios ambientais e operacionais com os
métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA ........................................................... 128
Figura 50. Análise dos métodos QFD e FMEA de ecodesign segundo critérios ambientais e
operacionais ....................................................................................................................... 140
Figura 51. Gráfico comparativo entre score dos critérios ambientais e operacionais para os
19 métodos analisados ....................................................................................................... 142
Figura 52. Relação entre métodos atendidos para conformidade e regulamentação ......... 143
Figura 53. Relação entre métodos atendidos para impactos ambientais ........................... 144
Figura 54. Relação dos métodos atendidos para fases do ciclo de vida ............................ 144
Figura 55. Relação dos métodos que atenderam o requisito facilidade de uso ................. 145
Figura 56. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional de custo ........... 145
Figura 57. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional tempo ............... 146
Figura 58. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional de validação..... 147
Figura 59. Relação dos métodos que atenderam o requisito sobre visualização de
benefícios ........................................................................................................................... 147
Figura 60. Relação dos métodos que atenderam o requisito sobre análise de trade-offs .. 148
12
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Métodos e atividades relacionadas ao desenvolvimento da dissertação .............. 22
Tabela 2. Strings de pesquisa para métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA ..... 23
Tabela 3. Strings de pesquisa para critérios e requisitos de métodos de ecodesign ............ 23
Tabela 4. Bases de dados pesquisadas na revisão sistemática ............................................. 24
Tabela 5. Pesos atribuídos aos critérios ambientais seguindo ordem de importância ......... 26
Tabela 6. Pesos atribuídos aos requisitos operacionais seguindo ordem de importância.... 26
Tabela 7. Escala de Likert adotada para definir as correlações entre os métodos e os
critérios ................................................................................................................................ 27
Tabela 8. Conversão da VOC em Qualidade Exigida para um projetor de imagens.
Adaptado de Cheng e Melo Filho (2007) ............................................................................ 35
Tabela 9. Voz do consumidor (VOC) ambiental do QFDE ................................................ 46
Tabela 10. Métricas de engenharia (ME) do QFDE ............................................................ 47
Tabela 11. Cálculo das melhorias de qualidade (QI), ambientais (EI) e custo (CI) ............ 62
Tabela 12. Relação entre percentual de impacto do Eco-indicator com o QFD ................. 68
Tabela 13. Critérios e requisitos ambientais e operacionais para métodos de ecodesign . 111
Tabela 14. Agrupamento de palavras-chave para critérios e requisitos ambientais .......... 114
Tabela 15. Agrupamento das palavras-chave para definição dos requisitos operacionais 115
Tabela 16. Requisitos/critérios ambientais ........................................................................ 117
Tabela 17. Requisitos/critérios operacionais ..................................................................... 118
13
LISTA DE SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACV/LCA – Avaliação do Ciclo de Vida/Life Cycle Analysis
CIRP - College International pour la Recherche en Productique
DfE – Design for Environment
ECV – Engenharia do Ciclo de Vida
E-FMEA – Environmental Failure Mode and Effect Analysis
EI99 – Eco-indicator 99
EPN - Environmental Priority Number
FMEA – Failure Mode and Effect Analysis
GQFD – Green Quality Function Deployment
HoE – Casa ambiental
HoQ – Casa da qualidade
IGQFD – Integrated Green Quality Function Deployment
LCC – Life Cycle Costing
P+L – Produção mais Limpa
PDP – Processo de Desenvolvimento de Produtos
QFD – Quality Function Deployment
QFDE – Quality Function Deployment for Environment
RoHS – Restriction of Certain Hazardous Substances
RSP – Receive State Parameter
SDP – Sistema de Desenvolvimento de Produtos
TRIZ – Teoria das soluções inventivas
VoC – Voz do consumidor
VoE – Voz do meio ambiente
14
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS ................................................................................. 15
2 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................ 21
3 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS E ECODESIGN....... 28
3.1 QFD tradicional e QFDs ambientais ................................................................... 32
3.1.1 Quality Function Deployment (QFD) ......................................................... 32
3.1.2 QFDE (Quality Function Deployment for Environment)............................ 45
3.1.3 Environmental QFD .................................................................................... 51
3.1.4 QFD de Hochman e O’Connell ................................................................... 55
3.1.5 Ecological Quality Function Deployment de Ernzer e Birkhofer ............... 57
3.1.6 GQFD .......................................................................................................... 60
3.1.7 3D-QFDE .................................................................................................... 61
3.1.8 Eco-VOC ..................................................................................................... 64
3.1.9 EI2QFD ....................................................................................................... 66
3.1.10 GreenQFD - II ............................................................................................. 70
3.1.11 IGQFD (Integrated Green and Quality Function Deployment)................... 73
3.1.12 Uso combinado do QFDE, LCA e TRIZ ..................................................... 75
3.1.13 Uso combinado do QFDE e LCA ................................................................ 76
3.1.14 QFD-DfE ..................................................................................................... 77
3.1.15 QFD de Wolniak e Sędek ............................................................................ 79
3.1.16 QFD based on RSP ...................................................................................... 81
3.1.17 Eco-QFD de Kuo et al. ................................................................................ 84
3.1.18 Eco-QFD de Utne ........................................................................................ 87
3.2 FMEA tradicional e FMEAs ambientais ............................................................. 92
3.2.1 Failure Mode and Effect Analysis ............................................................... 92
3.2.2 E-FMEA ou EEA (Environmental Effect Analysis) ................................... 98
3.2.3 Integração FMEA-TRIZ ............................................................................ 100
4 ANÁLISE DOS MÉTODOS QFD E FMEA DE ECODESIGN .............................. 103
4.1 Critérios e requisitos ambientais e operacionais para métodos de ecodesign ... 103
4.2 Resultados da análise ambiental e operacional dos métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA ........................................................................................... 126
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ................................................................. 149
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 157
APÊNDICES
Apêndice A – Classificação dos artigos da Revisão sistemática.......................................170
Apêndice B – Questionário................................................................................................173
Apêndice C - Matriz comparativa entre os métodos de QFD ambientais..........................175
Apêndice D - Matriz comparativa entre métodos de FMEA ambientais...........................179
15
1 INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
Desde o início da produção industrial até as décadas de 1950 e 1960, as empresas
não adotavam quaisquer práticas de controle de emissões que visassem à minimização dos
impactos ambientais de suas atividades. Foi somente nas duas décadas seguintes, de 1970 e
1980, que se iniciou a preocupação com os resíduos e emissões que eram lançadas no
ambiente, cuja primeira atitude ficou conhecida como reativa ou “soluções de fim-de-tubo”
(JOHANSSON, 2002). O objetivo deste tipo de prática era tratar os resíduos, fossem eles
sólidos, líquidos ou gasosos antes de descartá-los ao meio ambiente, conforme obrigava as
primeiras leis ambientais.
Nos anos seguintes, adotando uma postura preventiva, surgiu o conceito de
Produção mais Limpa (P+L) (UNEP, 1996) com o objetivo de reduzir custos com
tratamento e minimizar os impactos ambientais causados nas atividades de processo de
produção nas empresas. Ao final dos anos 90, esta visão se expandiu para o ciclo de vida,
cuja principal técnica, a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) pode ser aplicada no
desenvolvimento de produtos. Este novo estágio da gestão ambiental nas empresas ficou
conhecido como abordagem pró-ativa voltada ao produto, não somente ao processo
(ABNT, 2004).
Este conjunto de práticas ambientais no escopo da Engenharia do Produto passou a
ser chamado pela Academia Internacional de Engenharia de Produção (CIRP – College
International pour la Recherche en Productique) de Engenharia do Ciclo de Vida (ECV),
“rótulo que descreve as áreas onde conceitos ambientais coincidem com a Engenharia de
Projeto e a Engenharia de Produção” (JESWIET et al., 2005). Hauschild et al. (2005)
definem a Engenharia do Ciclo de Vida como sendo um conjunto de atividades de
16
engenharia para o projeto e a manufatura de produtos pensando na proteção do meio
ambiente e na conservação de recursos, considerando ainda o progresso econômico, a
necessidade pela sustentabilidade e a otimização do ciclo de vida do produto, reduzindo a
poluição e o desperdício. Por esta definição, a Engenharia do Ciclo de Vida abrange uma
série de conceitos, como sustentabilidade, economia, ciclo de vida de produto e o
ecodesign, tema desta dissertação.
O ecodesign tem sua aplicação através do uso de métodos e ferramentas, definidos
por Baumann, Boons e Bragd (2002) como qualquer meio sistemático que considere as
questões ambientais no ciclo de vida do produto durante o Processo de Desenvolvimento
de Produtos (PDP). O Ciclo de vida do produto pode ser entendido como todas as etapas da
vida do produto, ou seja, desde a extração da matéria-prima, passando pelas fases de
produção, uso até sua disposição final (ABNT, 2001) envolvendo também todas as
atividades de transporte e de fim-de-vida, como o reuso, reciclagem e a remanufatura
conforme ilustra a figura 1.
Figura 1. Ciclo de vida do produto e suas alternativas de fim-de-vida. Fonte: PIGOSSO, 2008
17
Para auxiliar na melhoria ambiental dos produtos em todas as fases do seu ciclo de
vida, passou a serem desenvolvidas, principalmente na última década, ferramentas,
guidelines, matrizes e até mesmo métodos mais complexos como a ACV (BOVEA;
WANG, 2007). Os métodos de ecodesign compreendem, atualmente, uma quantidade
superior a uma centena (PIGOSSO, 2008).
Porém, para Ritzén e Lindahl (2001), embora os métodos de ecodesign sejam
utilizados com a intenção de se reduzir os impactos ambientais gerados por produtos,
muitas vezes os resultados não são produtos ambientalmente melhores. Knight e Jenkins
(2009) lembram que apesar dos aparentes benefícios trazidos pelos métodos de ecodesign,
não pode-se garantir que eles serão aplicados e nem se terão algum efeito no
desenvolvimento de produtos. Lofthouse (2006) afirma que muitos métodos de ecodesign
falham por não estar focados no projeto do produto. Hauschild et al. (2005) complementam
que estes métodos “algumas vezes melhoram o desempenho ambiental dos produtos, outras
não”.
De acordo com Karlsson e Luttropp (2005), os métodos de ecodesign devem ser
feitos para situações de uso no PDP e devem considerar e esclarecer as relações ambientais
dos produtos. Entende-se então que os métodos de ecodesign devem considerar questões
ambientais e, além disto, necessitam serem inseridos nas atividades do desenvolvimento de
produtos, o que torna questões como complexidade e custo barreiras à adoção (KNIGHT;
JENKINS, 2009).
Para Pigosso (2008), os métodos/ferramentas de ecodesign cuja origem provém do
PDP são na maioria das vezes adaptações daqueles já consagrados nesta área. Segundo
Masui et al. (2001) e Lindahl (2002), os grandes benefícios para se trabalhar com o Quality
Function Deployment (QFD) e o Failure Mode and Effect Analysis estão em permitir
18
agregar diversas vertentes ambientais ao desenvolvimento de produtos, sendo que o
primeiro auxilia na identificação e tradução de requisitos ambientais em informações
técnicas para o projeto do produto, enquanto que o FMEA contribui na identificação e
análise de falhas ambientais potenciais no produto. O fato destes métodos serem
provenientes do PDP podem apresentar uma maior facilidade de adoção/aplicação, por
suas versões originais serem de conhecimento por parte das empresas (TINGSTRÖM,
2007).
Cheng e Melo Filho (2007) apontam várias razões que levam as empresas a
adotarem o QFD, entre elas o “forte potencial inerente ao método que é de ouvir, traduzir e
transmitir, de forma priorizada, a voz do cliente para dentro da empresa”, além de ser um
“indutor da busca e da integração de conhecimentos das áreas funcionais da empresa, como
também de métodos e técnicas de alta relevância para o processo de robustecimento do
Sistema de Desenvolvimento de Produtos (SDP) da empresa”. O FMEA, por sua vez
permite “evitar, por meio da análise de falhas potenciais e propostas de ações de melhoria,
que ocorram falhas no projeto do produto ou do processo” (TOLEDO; AMARAL, sem
data).
Assim, visto algumas características relacionadas aos métodos de ecodesign, tanto
no que se refere às possibilidades de melhoria ambiental dos produtos, quanto a
aplicabilidade pelas equipes de PDP, além da importância do QFD e do FMEA dentro da
Engenharia de Produção, permitiu-se chegar à seguinte questão de pesquisa: quais critérios
e requisitos ambientais
1
e operacionais
2
são contemplados pelos atuais métodos de
ecodesign baseados em QFD e FMEA?
1
Definidos como atributos ou características importantes para que os métodos de ecodesign considerem de
modo a melhorar o desempenho ambiental dos produtos comparados aos tradicionais, tal como minimizar os
impactos ambientais no ciclo de vida (RIVERA-BECERA; LIN, 1999).
2
De forma similar aos critérios e requisitos ambientais, considera-se então como critérios e requisitos
operacionais aqueles atributos relacionados à aplicação, ou seja, características identificadas como
19
A partir desta questão de pesquisa, optou-se, então, por se identificar critérios e
requisitos ambientais que métodos de ecodesign devam considerar, de modo a trazerem
benefícios ambientais para os produtos comparados aos tradicionais. Além disto, a outra
razão foi buscar entender quais as dificuldades que muitas vezes impedem que estes
métodos ambientais sejam aplicados por empresas em larga escala (PIGOSSO; GUELERE
FILHO, 2007) chamados de critérios e requisitos operacionais.
O objetivo geral deste trabalho consiste em analisar métodos QFD e FMEA de
ecodesign sob a perspectiva ambiental e operacional.
Os objetivos específicos são:
• Identificar e apresentar os principais métodos de ecodesign baseados em
QFD e FMEA, a partir de suas características e formas de aplicação com
base nas suas versões tradicionais.
• Identificar os critérios e requisitos ambientais e operacionais para métodos
de ecodesign e traduzí-los em critérios para os métodos QFD e FMEA de
ecodesign;
• Realizar a análise ambiental e operacional dos métodos de FMEA e QFD de
ecodesign, identificando quais os critérios ambientais e operacionais que são
contemplados pelos métodos.
A estrutura deste trabalho está dividida em capítulos da seguinte forma:
• Capítulo 1: É apresentada uma breve contextualização sobre a evolução das
práticas ambientais adotadas pelas empresas até o que hoje conhecemos por
ecodesign e justificativa/relevância da importância do trabalho. Também
importantes que promovam a aplicação dos métodos de ecodesign nas etapas do desenvolvimento de
produtos (HAUSCHILD et al., 2005).
20
são apresentados os objetivos (geral e específicos) e esta estrutura do
trabalho;
• Capítulo 2: Trata da apresentação da metodologia empregada no
desenvolvimento da pesquisa, ou seja, o tipo de pesquisa e método, a forma
que foi conduzida a revisão bibliográfica sistemática, a definição dos
critérios ambientais e operacionais e como foi realizada a análise dos
métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA;
• Capítulo 3: Introdução ao PDP e conceitualização de ecodesign. Neste
capítulo são apresentadas as descrições dos métodos tradicionais de QFD e
FMEA e de suas versões de ecodesign;
• Capítulo 4: São identificados os requisitos e critérios ambientais e
operacionais para os métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA.
Também é realizada uma análise destes métodos frente aos critérios
propostos;
• Capítulo 5: Apresenta a conclusão do trabalho como um todo, com base na
teoria apresentada e resultados alcançados e indica sugestões para trabalhos
futuros.
21
2 MATERIAIS E MÉTODOS
Do ponto de vista da pesquisa, este trabalho se enquadra como de natureza teórica e
objetivo descritivo.
Quanto à forma de abordagem do problema, a pesquisa é qualitativa, pois embora
seja utilizada a aplicação de questionários a especialistas como instrumento de coleta de
dados, e as opiniões traduzidas em números, não serão utilizados métodos e ferramentas
estatísticas tais como média, mediana, desvio padrão e coeficiente de correlação (SILVA;
MENEZES, 2001).
Quanto aos procedimentos técnicos, será utilizada pesquisa bibliográfica, revisão
sistemática e aplicação de questionário com especialistas de forma presencial e por meio
eletrônico (e-mail).
As atividades gerais relacionadas ao desenvolvimento da dissertação e suas
descrições são apresentadas de forma sequêncial na figura 2.
Figura 2. Etapas relacionadas ao desenvolvimento da dissertação
Na tabela 1 são apresentados os métodos e atividades para o desenvolvimento da
dissertação, conforme os objetivos específicos definidos.
22
Tabela 1. Métodos e atividades relacionadas ao desenvolvimento da dissertação
Objetivo específico Método Atividades
Objetivo específico 1 Revisão bibliográfica
sistemática dos métodos
QFD e FMEA
Definir questão de pesquisa
Definir strings de pesquisa
Realizar pesquisa em bases de dados
Selecionar artigos e teses
Objetivo específico 2 Revisão bibliográfica
sistemática dos requisitos
de ecodesign
Definir questão de pesquisa
Definir strings de pesquisa
Realizar pesquisa em bases de dados
Selecionar artigos e teses
Agrupamento de termos
Revisão bibliográfica de
QFD e FMEA tradicionais
voltada para definição dos
critérios
Proposta dos critérios ambientais e
operacionais para métodos QFD e
FMEA de ecodesign
Enquete com especialistas
Definição dos critérios ambientais e
operacionais
Objetivo específico 3 Matriz de correlação
Atribuição de pesos para critérios
ambientais e operacionais
Definição de uma escala Likert
Correlação dos métodos x critérios
Análise dos métodos
A primeira etapa, definida como “Revisão bibliográfica sistemática”, iniciou com a
definição das questões de pesquisa e strings
3
e teve por objetivo determinar quais os
critérios e requisitos que autores de ecodesign e desenvolvimento de produtos sugerem
para métodos ambientais. Além da determinação dos critérios e requisitos já citados,
conforme foi considerada a importância dos métodos de QFD e FMEA no
desenvolvimento de produtos e para o ecodesign, buscou-se também determinar quais são
estes métodos. Deste modo definiu-se duas questões de pesquisa: Quais são os principais
critérios e requisitos que os métodos de ecodesign devem atender do ponto de vista
ambiental e operacional? Quais são os métodos de QFD e FMEA de ecodesign
apresentados na literatura?
3
Palavras-chave e seus sinônimos
23
Para isso, foram pesquisados artigos/teses em bases de dados nacionais e
internacionais utilizando-se de strings de pesquisa, tanto para identificar os métodos de
ecodesign baseados em QFD e FMEA (tabela 2), quanto para os critérios e requisitos para
métodos de ecodesign (tabela 3).
Tabela 2. Strings de pesquisa para métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA
Tabela 3. Strings de pesquisa para critérios e requisitos de métodos de ecodesign
Eco-Design Criteria Eco-Design Requirements
DfE Criteria DfE Requirements
Design for Environment Criteria Design for Environment Requirements
Ecodesign Requirements
A segunda etapa consistiu em buscar por artigos e teses em bases de dados
utilizando-se das strings já apresentadas, realizando-se assim a revisão sistemática.
Segundo Biolchini et al. (2005), a revisão sistemática pode ser definida como uma
metodologia que “envolve objetivos específicos, que permitem o pesquisador analisar
FMEA Ecodesign
Failure Mode and Effect Analysis
Ecodesign
FMEA Eco-Design
Failure Mode and Effect Analysis Eco-
Design
QFD Ecodesign
Failure Mode and Effect Analysis Design
for Environment
QFD Eco-Design Failure Mode and Effect Analysis DfE
FMEA DfE Quality Function Deployment Ecodesign
FMEA Design for Environment FMEA Ambiental
QFD DfE
Failure Mode and Effect Analysis
Ambiental
QFD Design for Environment Quality Function Deployment Eco-Design
Quality Function Deployment DfE
Quality Function Deployment Design for
Environment
Environmental FMEA Environmental QFD
Environmental Failure Mode and Effect
Analysis
Environmental Quality Function
Deployment
QFD Ambiental Quality Function Deployment Ambiental
24
criticamente os dados coletados, a resolver conflitos encontrados na literatura e identificar
questões para investigações futuras”.
Estas strings foram pesquisadas em uma base de dados nacional e seis
internacionais entre os meses de junho a setembro de 2009. As bases de dados pesquisadas
foram:
Tabela 4. Bases de dados pesquisadas na revisão sistemática
Base de dados Endereço eletrônico
Compendex http://www.engineeringvillage2.org
IEEE http://ieeexplore.ieee.org
Science Direct http://www.sciencedirect.com
Emerald http://www.emeraldinsight.com
Web of Science http://isiknowledge.com
Google Scholar http://scholar.google.com.br
Scielo (nacional) http://www.scielo.org
O critério adotado para inclusão/exclusão de artigos sobre QFD e FMEA na revisão
sistemática se baseou em considerar apenas métodos relacionados ao desenvolvimento de
produtos/serviços ambientais. Já para a inclusão/exclusão de artigos relacionados aos
requisitos ambientais e operacionais, considerou-se artigos onde os autores apresentavam
sugestões para que os métodos de ecodesign atendessem a questões ambientais e de
aplicação.
A classificação dos artigos foi feita utilizando-se uma planilha de Excel, onde
constou o nome do artigo, autores, ano de publicação e periódico onde foi publicado,
conforme consta no Apêndice A.
A definição dos requisitos/critérios ambientais e operacionais de ecodesign foi
realizada pela identificação das propostas definidas pelos autores encontrados na revisão
sistemática e pelo agrupamento destas, dentro da mesma lógica e significado, em alguns
critérios/requisitos que as representassem de forma mais geral. Este processo de
agrupamento de palavras foi baseado na construção de um tesauro. Segundo De Jesus
25
(2002), o tesauro trata de uma forma de linguagem documentária com termos relacionados
semanticamente e logicamente, cobrindo de modo compreensivo um domínio do
conhecimento. Cervantes (2009) afirma que no tesauro as palavras são agrupadas pelas
idéias que elas exprimem, que possam ser expressas e de acordo com seu significado.
Definidos os principais requisitos/critérios para os métodos de ecodesign, foram
então propostos critérios ambientais e operacionais específicos para os métodos de QFD e
FMEA que permitissem analisar suas versões ambientais. Para isto foi realizada uma
revisão bibliográfica sobre as versões tradicionais destes métodos (QFD e FMEA),
identificando-se suas principais características, tais como: finalidade, estrutura e formas e
etapas de aplicação.
Propostos os critérios ambientais e operacionais para os métodos QFD e FMEA, a
fim de verificar a pertinência dos critérios sugeridos, a etapa seguinte consistiu em realizar
a aplicação de um questionário com especialistas, conforme é apresentado no apêndice B.
Os especialistas foram escolhidos a partir de publicações científicas na área de ecodesign,
desenvolvimento de produtos ou métodos QFD e FMEA, incluindo os próprios autores dos
artigos utilizados na revisão bibliográfica sistemática.
A aplicação do questionário teve por objetivo avaliar o grau de importância dos
critérios ambientais e operacionais propostos para os métodos QFD e FMEA de ecodesign
além de possibilitar a identificação de outros critérios não encontrados na literatura. Para
isto, após o especialista identificar ou não a necessidade de acrescentar outro critério aos já
propostos, realizou-se uma classificação para se estabelecer a ordem de importãncia do
critério/requisito.
A priorização dos critérios pelos especialistas permitiu atribuir pesos a cada
critério, que auxiliou dos métodos ambientais de QFD e FMEA por uma matriz de
26
correlação baseada na matriz da qualidade do QFD tradicional, como se observa na figura
3. Esta matriz de correlação será utilizada pelo pesquisador no capítulo 4 desta dissertação.
Critérios Peso
Métodos baseados em FMEA
AmbientaisOperacionais
Score
dos critérios ambientais
Score
dos critérios operacionais
Métodos baseados em QFD
Figura 3. Modelo da matriz de análise dos métodos QFD e FMEA de ecodesign
A coluna “Peso” identifica o nível de importância dado aos critérios ambientais e
operacionais pelos especialistas. Os pesos foram definidos através da ordem de
importância atribuída pelos especialistas da forma apresentada nas tabelas 5 e 6:
Tabela 5. Pesos atribuídos aos critérios ambientais seguindo ordem de importância
Critério ambiental Peso
Mais importante 3
Segundo mais importante 2
Menos importante 1
Tabela 6. Pesos atribuídos aos requisitos operacionais seguindo ordem de importância
Requisito operacional Peso
Mais importante 6
Segundo mais importante 5
Terceiro mais importante 4
Quarto mais importante 3
Quinto mais importante 2
Menos importante 1
27
A correlação entre os métodos e os critérios foi realizada utilizando uma escala de
Likert. Segundo Gil (1999), a escala de Likert permite avaliar o nível de concordância para
uma determinada questão, variando de uma resposta mais negativa para uma mais positiva.
Devido as características dos métodos, ou seja, considerando-se que podem não atender um
critério, atender parcialmente ou atender completamente, foi adotada a seguinte escala
representada pela tabela 7 com seus respectivos pesos.
Tabela 7. Escala de Likert adotada para definir as correlações entre os métodos e os critérios
Escala Likert
Atende o critério totalmente 3
Atende o critério parcialmente 2
Não atende o critério 1
Será utilizado o peso 1 quando o método não atender o critério apresentado, o peso
3 se o método atender completamente o critério e o peso 2 se atender parte do critério
quando este se basear em duas ou mais exigências ou mesmo se considerar o critério, mas
não na forma sugerida.
O peso dos critérios ambientais é calculado de forma semelhante à matriz da
qualidade, ou seja, é realizada a somatória da multiplicação de cada correlação por seu
respectivo peso dos critérios ambientais. De forma semelhante é realizada a somatória para
os critérios operacionais.
28
3 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS E ECODESIGN
Produtos, em todas as fases do seu ciclo de vida, ou seja, desde os processos de
extração de matéria-prima, passando pela manufatura, uso, distribuição e descarte são
fontes potenciais de impactos ambientais, pois em cada fase pode haver consumo de
recursos, emissão atmosféricas, geração de resíduo sólido, etc (ABNT ISO 14062, 2004;
HAUSCHILD et al., 2005). Assim tem-se no desenvolvimento de produtos a oportunidade
de não somente se projetar um produto pensando em questões como qualidade, custo,
segurança, mas também de considerar seu desempenho ambiental (HAUSCHILD et al.,
2005).
De acordo com Rozenfeld et al. (2006), desenvolver produtos significa chegar em
especificações de um projeto de produto e seus processos capaz de ser produzido, dada as
restrições tecnológicas, necessidades de mercado e estratégia da empresa. Este processo de
negócio tem se tornado um fator determinante para o sucesso das empresas, principalmente
devido a renovação das linhas de produtos, necessidade de redução de custos e prazos,
internacionalização dos mercados, aumento da diversidade e variedade dos produtos e
redução do ciclo de vida
4
dos produtos no mercado (ROZENFELD et al., 2006; TOLEDO
et al., 2008). Outro motivo são os clientes, “que estão cada vez mais exigentes, informados
e com maior capacidade de escolha”, levando as empresas a buscar “atender
continuadamente às mudanças nas necessidades dos clientes” (ROZENFELD et al., 2006).
O ecodesign pode ser interpretado como um conceito que considera aspectos
ambientais no projeto de produto (KARLSSON; LUTTROPP, 2005). Segundo Manzini e
Vezzoli (2002), diferentemente do que pode às vezes ser entendido como forma e estética,
a palavra design diz respeito ao conjunto de atividades projetuais visando a produção de
4
Entendido como todas as fases da vida do produto, passando do nascimento da idéia do produto,
desenvolvimento, produção, vendas até o descarte (ROZENFELD et al., 2006)
29
bens de consumo. Ou seja, pode-se resumir a palavra design, conforme será usada aqui,
como um conjunto de atividades de projeto. Já Karlsson e Luttropp (2005) definiram a
palavra “Eco” como algo relacionado à natureza ou ao meio ambiente, além da
similaridade com as palavras economia e ecologia.
Somente estas definições não tornam o termo suficientemente claro, o que torna
necessário conceitualizar o que é o ecodesign, a fim de se entender quais são seus
princípios e objetivos.
Ecodesign ou DfE (Design for Environment) são termos sinônimos utilizados no
desenvolvimento de produtos quando as variáveis ambientais são consideradas, ou seja,
quando o projeto do produto leva em consideração aspectos que possam causar impactos
no meio ambiente (MANZINI; VEZZOLI, 2002). Outros termos utilizados para o
ecodesign, embora menos comuns são: ecological design, environmental design,
sustainable product design, green design, life-cycle design e até mesmo biodesign
(LEWIS; GERTSAKIS, 2001).
Segundo Bakker (1995), o ecodesign pode ser definido como “o desenvolvimento
de produtos através da aplicação de requisitos ambientais dirigidos à redução de impactos
ambientais por todos os estágios do ciclo de vida do produto”. Já Lewis et al. (2001)
definem ecodesign como “projetar produtos pensando nas questões ambientais,
minimizando seus impactos ambientais diretos e indiretos em toda oportunidade possível”.
Johansson (2002) estabelece que o ecodesign se refere a “ações tomadas no
desenvolvimento de produtos dirigidas à minimização dos impactos ambientais dos
produtos durante todo o ciclo de vida, sem comprometer outras características essenciais,
como desempenho e custo”. O ecodesign também pode ser definido como “incorporar
questões ambientais no desenvolvimento de produtos, como aquecimento global, consumo
30
de recursos e uso de substâncias perigosas (...) com o pensamento de ciclo de vida, que é
uma idéia de ver o produto sob o ponto de vista de toda sua vida, desde a aquisição de
material até a disposição final do produto” (SAKAO et al., 2005). Ernzer e Birkhofer (sem
data) consideram que o DfE tem por objetivo “minimizar os impactos de produtos no meio
ambiente durante todo seu ciclo de vida, maximizando seus benefícios”. Outra definição
para o ecodesign é “a preocupação com o projeto de produtos, através da aplicação de
requisitos ambientais dirigidos a prevenção de perdas e emissões, e a minimização dos seus
impactos ambientais durante todo ciclo de vida material do produto” (VAN WEENEN,
1995). Para a ABNT (2004), a integração das questões ambientais no desenvolvimento de
produtos permite considerar todos os estágios do ciclo de vida do produto de modo a
garantir que os impactos ambientais mais significativos sejam identificados, que o sistema
na qual o produto está inserido também seja focado e que materiais não sejam
arbitrariamente desconsiderados.
Embora pouco comum, existem ainda definições que tratam o ecodesign sob uma
abordagem sustentável, que inclui além da questão ambiental questões relativas à
economia, ao social e à ética. (KARLSSON; LUTTROPP, 2006).
Com base nas afirmações anteriores, pode-se concluir de forma sucinta que o
ecodesign é uma abordagem do desenvolvimento de produtos que visa redução dos
impactos ambientais do ciclo de vida do produto.
Conforme a ABNT (2004), dentre os benefícios obtidos pela integração dos
aspectos ambientais no desenvolvimento de produtos, pode-se citar:
o Redução de custos através da otimização do uso de materiais e energia,
processos mais eficientes e redução de resíduos;
31
o Estímulo à inovação e criatividade;
o Identificação de novos produtos, por exemplo, à partir de materiais
descartados e/ou reciclados;
o Atingir ou superar as expectativas dos clientes;
o Melhoria da imagem da organização ou da marca;
o Incremento da fidelidade do cliente;
o Atração de financiamento e investimento, particularmente de investidores
ambientais conscientes;
o Aumento da motivação dos empregados;
o Incremento do conhecimento sobre o produto;
o Redução de infrações legais por meio da redução de impactos ambientais;
o Redução dos riscos;
o Melhoria das relações com as agências reguladoras;
o Melhoria das comunicações internas e externas.
A aplicação do ecodesign é permitida através de um conjunto de práticas (métodos
e ferramentas) que estão disponíveis para tornar o trabalho do designer
5
mais confiável e
agilizar tarefas no desenvolvimento de produtos ambientais (LEWIS et al., 2001). De
acordo com Vezzoli e Sciama (2006), na última década foi desenvolvida uma série de
métodos e ferramentas de suporte para o ecodesign, sendo estas metodologias baseadas em
softwares, checklists, guidelines, matrizes.
O interesse dos clientes e usuários também está aumentando em relação aos
aspectos e impactos ambientais dos produtos (ABNT, 2004). A integração dos aspectos
ambientais no desenvolvimento de produtos permite, além de ganhos ambientais, também
5
Membro da equipe de desenvolvimento de produto
32
a melhoria da imagem da empresa, novas oportunidades de mercado e redução de custo
(BYGGETH; HOCHSCHORNER, 2004). Desta maneira, na última década foram
publicados em torno de 105 métodos para adequação ambiental de produtos (PIGOSSO,
2008).
Porém, conforme Guelere Filho e Pigosso (2007) salientam, os métodos de
ecodesign normalmente não são aplicados no desenvolvimento de produtos. Para Neal e
Heintz (2001), um dos grandes desafios para a maior utilização dos métodos de ecodesign
está em definir um conjunto de passos e atividades que cumpram todos os conceitos do
ecodesign. Outros fatores de sucesso também estão associados à inserção do ecodesign no
PDP, que incluem o comprometimento da alta administração e fornecedores, motivação,
consideração das questões ambientais no início do desenvolvimento, composição do time
de desenvolvimento, comunicação interna e mercado (BOKS, 2005; JOHANSSON, 2002).
De acordo com a ABNT (2004), práticas de ecodesign podem “ajudar no
desenvolvimento de sistemas de medida, análise do desempenho ambiental, tomada de
decisão, promoção de criatividade e na integração com negócios e fatores econômicos”.
Entre estas práticas pode-se encontrar o QFD e o FMEA voltados ao ecodesign.
3.1 QFD tradicional e QFDs ambientais
Esta parte do trabalho tem por objetivo apresentar conceitos básicos sobre o método
QFD em sua versão tradicional e apresentar suas dezessete versões de ecodesign
identificadas por meio da revisão sistemática.
3.1.1 Quality Function Deployment (QFD)
Com o objetivo de traduzir as necessidades dos consumidores em requisitos de
produto e de processos, os pesquisadores japoneses Shigeru Mizuno e Yoji Akao
desenvolveram, no final da década de 70, o método chamado de QFD ou em português,
33
Desdobramento da Função Qualidade. O desdobramento parte da voz do consumidor final
ou do cliente intermediário, passando por características de qualidade do produto final,
subsistemas, componentes até se chegar no processo de fabricação. O procedimento para
aplicação do QFD consiste em primeiramente determinar o que os clientes desejam (voz do
consumidor - VoC) e por meio de desdobramentos sistemáticos, chegar em características
de qualidade do produto, funções, parâmetros de controle, componentes, entre outros. De
maneira geral, pode-se dizer que o objetivo do desdobramento é tornar o implícito em
explícito e o informal em formal (CHENG; MELO FILHO, 2007).
Através do desdobramento da qualidade, o QFD permite então “garantir a qualidade
em cada fase do desenvolvimento do produto, começando pelo projeto, e objetivando a
satisfação dos clientes, traduzindo as suas demandas em metas de projeto” (AKAO, 1990)
Segundo Miguel (2008), a literatura apresenta 4 definições principais para o QFD:
Matriz da Qualidade (Casa da Qualidade), desdobramento da qualidade, além do QFD no
sentido restrito e do QFD como método de gestão.
O desdobramento da qualidade (quality deployment), segundo Akao (1996), pode
ser definido pela conversão das exigências dos usuários em características substitutivas
(características de qualidade) por um conjunto de matrizes.
O QFD no sentido restrito trata do desdobramento de funções, como planejamento,
projeto, produção, serviços e operações que contribuam para a qualidade nas etapas
sucessivas para a obtenção do produto (MIGUEL, 2008). Conforme Akao (1996)
apresenta, o QFD (sentido amplo) pode ser visto como a soma entre o QFD (sentido
restrito) e o desdobramento da qualidade, embora segundo o próprio autor ambos sejam
tratados atualmente como sinônimos.
34
Por outro lado, o QFD como modo de gestão é apresentado por Miguel (2008)
como uma aplicação do QFD para o suporte à diversas atividades de gestão e não para o
desenvolvimento de produtos.
Já a matriz da qualidade pode ser definida da seguinte forma:
“A matriz da qualidade é uma matriz bi-dimensional que consiste em
uma tabela de qualidade exigida e uma tabela de características de
qualidade desdobradas. Seu objetivo fundamental é converter cada
qualidade exigida pelos clientes em características de qualidade expressas
em linguagem de engenharia. Isto se deve ao fato das demandas dos
clientes serem expressas em termos abstratos, não específicos o suficiente
para a manufatura” (AKAO, 1990).
Conforme definida por Akao (1990), a matriz da qualidade pode ser representada
basicamente por dois triângulos, a Qualidade Exigida e a Características da Qualidade, e
um quadrado com as abas de Qualidade Planejada e de Qualidade Projetada, como pode
ser visualizado na figura 4.
Figura 4: Representação de uma matriz da qualidade. Adaptado de Akao (1996)
35
De acordo com Miguel (2008), a qualidade exigida expressa os requisitos dos
clientes, traduzidas pelo que é denominado de VoC (Voz do Cliente). Já as características
de qualidade são atributos do produto que tem por objetivo atender as qualidades exigidas,
ou seja, são as especificações do produto.
Porém, como salienta Cheng e Melo Filho (2007), a ênfase do QFD está no
procedimento e não somente no uso da matriz, que é apenas uma ferramenta para processar
as informações. Deste modo, como afirma Akao (1996), a casa da qualidade não é o QFD,
fazendo então necessário explicar suas outras atividades.
A primeira atividade relacionada ao uso do QFD consiste em identificar a VoC. As
fontes de dados para a coleta da VoC podem ser de vários tipos: entrevistas, informações
de SACs (serviço de atendimento ao consumidor), documentos internos e conhecimento e
experiências de pessoas. Segundo Akao (1996), estas informações são denominadas de
dados originais ou primitivos e são desdobradas em “necessidades”. Um método utilizado
para isto é o “desdobramento de cenas”, onde questões como “quando”, “quem”, “onde”,
“como”, “por quê” e “e se” devem ser feitas para os dados originais, auxiliando no
desdobramento para a qualidade exigida, conforme a tabela 8:
Tabela 8. Conversão da VOC em Qualidade Exigida para um projetor de imagens. Adaptado de
Cheng e Melo Filho (2007)
Dados originais Desdobramento de cenas Item exigido Qualidade exigida
Fácil de transportar Prático ao transportar Transportável com uma mão só
Rápido preparo para o transporte
Transporte agradável Boa aderência às mãos
Necessita de pouco esforço
Não machuca
Resistente ao transporte Resistente a impactos
Mantém integridade durante o transporte
Carregar junto com outros
materiais
Todos os itens desdobrados em Qualidade exigida devem ser agrupados por
similaridade e em níveis de maior abstração para menor abstração (nível primário, nível
36
secundário, nível terciário etc.). Esta tabela, contendo o desdobramento da qualidade
exigida, é a representação da lista completa das necessidades dos clientes. Estas
necessidades dos clientes devem ser priorizadas, pois o atendimento a todas elas podem
incorrer em altos custos e dificuldades operacionais. A definição das exigências mais
importantes podem ser verificadas comparando com o produto concorrente, identificando
quais características se encontram inferiores, ou mesmo consultando o cliente sobre o que
ele acha mais importante, normalmente através de questionários. O resultado destes
questionários podem ser expressos em forma de gráficos, auxiliando na interpretação
gerencial. Nesta fase é calculado o peso absoluto e relativo da qualidade planejada, onde os
requisitos da tabela de qualidade exigida são cruzados com os de qualidade planejada
(CHENG; MELO FILHO, 2007), como na figura 5:
Nossa empresa
Empresa X
Empresa Y
Plano de qualidade
Índice de melhoria
Argumento de venda
Peso absoluto
Peso relativo
2 4 5 6 7 8
Total = X 100%
Peso
Planejamento
Grau de importância
Avaliação de
desempenho
Qualidade planejada
1
3
Figura 5. Passos para o estabelecimento da qualidade planejada. Adaptado de Cheng e Melo Filho
(2007)
Na figura 5 está listada uma sequência de 8 passos para estabelecer a qualidade
planejada. O passo 1 consiste em construir e desdobrar em níveis a qualidade exigida, e no
passo 2 apresentar o grau de importância para cada qualidade exigida. O passo 3 permite o
público avaliar o desempenho do produto da empresa (representado pela coluna “Nossa
empresa” e de seus concorrentes (colunas “Empresa X” e “Empresa Y”).
37
Para estabelecer o Plano da qualidade (passo 4), a empresa deve definir um nível de
desempenho esperado para cada item da qualidade exigida utilizando a mesma escala
numérica adotada para o grau de importância e para a avaliação de desempenho. Já o
índice de melhoria (5) é a razão entre o Plano de qualidade pelo índice atribuído ao produto
da “Nossa empresa” no passo 3.
O argumento de venda (passo 6) é um número que representa o quanto aquela
qualidade exigida pode contribuir para o aumento nas vendas do produto. Cheng e Melo
Filho (2007) definem que deve ser atribuído um valor igual a 1,5 quando a característica da
qualidade exigida for estratégica para o sucesso da empresa, 1,2 quando for “comum” e
apenas 1 quando for “indiferente”.
De posse dos índices atribuídos até o passo 6, é possível calcular o peso absoluto e
relativo da qualidade planejada. O peso absoluto é obtido através da multiplicação entre os
passos 2, 5 e 6, ou seja, entre o grau de importância, o índice de melhoria e o argumento de
venda.
Finalmente, a matriz da qualidade tem por objetivo transformar informações dos
clientes em informações tecnológicas. O primeiro tipo de informações é formado pelos
itens da qualidade exigida e da qualidade planejada que já foi comentado anteriormente, e
o segundo, que está em função do primeiro, é formado pela tabela de desdobramento das
características de qualidade e da qualidade projetada. Assim, a matriz da qualidade ajuda a
organizar e dar maior visibilidade às informações e sua utilização permite que o projeto
básico do produto seja estabelecido com foco nas necessidades dos clientes.
Os itens que compõem as características da qualidade são requisitos que devem ser
medidos no produto para verificar se a qualidade exigida está sendo cumprida. Cheng e
38
Melo Filho (2007) apresentam um procedimento proposto de 4 etapas que auxilia o
designer no desdobramento da qualidade exigida em elementos de qualidade. Obtidas as
características de qualidade, sugere-se que estas sejam agrupadas em elementos de
qualidade, como por exemplo, peso, largura e espessura em “propriedades físicas”. Uma
tabela de desdobramento das características de qualidade em níveis pode ser feita, a
exemplo de como foi sugerido para qualidade exigida.
Após isto, consiste-se em realizar o processo de correlação da matriz do QFD que
tem por objetivo identificar relações entre os elementos das duas diferentes tabelas da
matriz e priorizar itens em função de pesos. As correlações são identificadas através de
cores, símbolos ou pesos, como é apresentado na figura 6.
Figura 6. Definição para as correlações da matriz do QFD. Adaptado de Cheng e Melo Filho, 2007
A etapa de preenchimento da matriz pode ser realizada individualmente ou em
grupo. No último caso, quando se há divergências entre as correlações, deve ser
argumentada a escolha, permitindo a discussão e acúmulo de conhecimento pela equipe de
aplicação.
A matriz do QFD permite comparar cada característica de qualidade com os
concorrentes e traçar metas, principalmente para aquelas que apresentaram relações mais
fortes com qualidade exigida. Estas metas devem ser verificadas junto à área de
manufatura/processo a fim de verificar sua possibilidade/viabilidade (CHENG; MELO
39
FILHO, 2007). Deste modo, tem-se, por completo, o preenchimento da casa da qualidade,
como pode-se visualizar na figura 7.
Nível 1 Nível 2
Resistência a queda
Escoamento
Estabilidade do corante
Encaixe tampa x frasco
Encaixe tampa x flip top
Contaminação (embalagem)
Força de adesão (rótulo)
Grau de importância
Produto da empresa
Produto concorrente X
Plano da qualidade
Índice de melhoria
Argumento de vendas
Peso Absoluto QE
Peso relativo QE
Mantém o odor 1 1 4 5 4 5 1 1 4 6,5
Mantém a cor 9 3 4 4 4 1 1 3 4,9
Compatível com a embalagem 9 5 5 5 5 1 1 5 8,1
Mantém-se acondicionado 1 9 5 3 4 5 2 1 8,3 13,6
Fácil de abrir 1 3 9 5 2 5 5 3 1,5 18,8 30,5
Fácil de fechar 1 3 9 5 3 4 5 1,67 1,5 12,5 20,4
Resistente a qedas 9 3 4 3 3 4 1,33 1,2 6,4 10,4
Resistente para tampar 3 1 3 3 2 4 5 4 1 1,2 2,4 3,9
Resistente no rótulo 3 9 1 3 4 3 1 1 1 1,6
Peso absoluto CQ 136,2 452,5 44 82,2 469,8 107,2 14,7
Peso Relativo CQ 10,4 34,6 3,4 6,3 36 8,2 1,1
Produto da empresa 120 5 5 0,5 0,08 70 0,3
Produto concorrente X 150 7 3 0,4 0,06 50 0,8
Qualidade projetada 150 10 5 0,5 0,05 50 0,5
Unidades N N/m² pH mm mm ppm N
Qualidade Projetada
Qualidade Exigida
Características de Qualidade Qualidade Planejada
Mantém o produto
Fácil de usar
Resistente
Figura 7: Exemplo de matriz do QFD para o desenvolvimento de um frasco. Adaptado de Miguel
(2008)
Uma matriz auxiliar entre características de qualidade versus características de
qualidade (figura 8) pode ser feita com o objetivo de apresentar como uma característica
modifica a outra. Convém-se falar que as correlações (critérios de proporcionalidade)
possuem um sentido (diretamente/inversamente proporcional) e um grau (forte/normal).
40
Peso
Altura
Largura
Comprimento
Volume
Razão altura/largura
Grau de reflexão
Grau de refração
Área de projeção máx
Amplitude da distância focal
Taxa de lux
Peso
9
9
9
9
Altura
3
3
Largura
3
9
Comprimento
3
Volume
9
Razão altura/largura
Grau de reflexão
3
9
9
9
Grau de refração
3
3
9
Área de projeção máx
3
3
Amplitude da distância
focal
3
Taxa de lux
CQ
CQ
Figura 8: Exemplo da matriz CQ x CQ. Adaptado de Cheng e Melo Filho (2007)
Por exemplo, na figura 8 pode-se observar que a característica da qualidade “Peso”
está fortemente e diretamente relacionada à característica “Altura”, pois quando se
aumenta a altura, aumenta-se o peso também. Já a “Largura” é fortemente e inversamente
relacionada à “Razão altura/largura”, pois quanto maior for a largura, menor será a razão.
Conforme lembra Cheng e Melo Filho (2007), observa-se que o QFD, quando
aplicado ao desenvolvimento de produtos por diversos autores como Clark e Wheelwright
(1993), Pugh (1991) e Don Clausing (1994), tratavam-se apenas da utilização da Casa da
Qualidade (matriz da qualidade). Porém, de acordo com Akao (1996), a Casa da Qualidade
não pode ser entendida como o QFD, mas apenas como uma ferramenta no
desenvolvimento de produtos.
De acordo com Cheng e Melo Filho (2007), o QFD auxilia no desenvolvimento de
dois grupos de fatores: o primeiro está relacionado ao produto, como componentes,
matéria-prima e insumos. O segundo tem relação com o projeto do processo de fabricação,
41
como processos, operações de montagem e equipamentos. Neste caso, utiliza-se
representações gráficas de modelos conceituais, como pode ser observado na figura 9:
Figura 9. Modelo conceitual do QFD. Adaptado de Cheng e Melo Filho, 2007
O modelo conceitual como é apresentado por Cheng e Melo Filho (2007), é
formado pelas tabelas e matrizes de um determinado projeto de desenvolvimento. O
modelo conceitual é dependente do tipo de projeto, produto ou empresa, pois há casos que
necessitam de mais tabelas e matrizes que outros. Por exemplo, há projetos onde se faz
necessário o desdobramento de características tecnológicas, de custo, e em outros casos
isto pode não ser fundamental.
Considere um exemplo para o desdobramento vertical de um produto em seus
mecanismos, componentes e matérias-primas. Na figura 9, a matriz da qualidade M1
apresenta A como sendo a tabela de qualidade exigida e B a tabela de características da
qualidade, e 1 e 2 as abas de qualidade planejada e projetada respectivamente. A matriz
M2 é formada pelas tabelas de característica da qualidade, porém substitui-se a tabela A
pela tabela C (esta para o desdobramento de mecanismos) e a aba 1 pela aba 3, que contém
os pesos, especificações e metas para estes mecanismos.
42
Tem-se de forma similar nas matrizes M3 e M4 as tabelas D para o desdobramento
de componentes e E para matéria-prima, e as abas 4 e 5 com os pesos, especificações e
metas para os componentes e matéria-prima respectivamente.
O modelo conceitual contempla 4 dimensões horizontais possíveis: qualidade,
tecnologia, custo e confiabilidade. A análise tecnológica se faz necessária para verificar se
a empresa possui tecnologia própria para produzir o produto segundo as especificações
geradas e em volume desejado. O objetivo deste desdobramento é a remoção de gargalos
de engenharia através da solução antecipada de problemas (CHENG; MELO FILHO,
2007).
Porém, desenvolver o produto pensando somente em questões de qualidade e
tecnológicas pode-se incorrer em custos elevados. Assim, o desdobramento do custo
auxilia no desenvolvimento do produto atendendo às metas de custo que a empresa definiu.
Por fim, o desdobramento da confiabilidade tem por objetivo antecipar possíveis
falhas no produto, utilizando técnicas auxiliares como o FMEA.
Além do modelo de desdobramento em 4 dimensões (qualidade, tecnologia, custos
e confiabilidade), que é o modelo mais completo do QFD, sugerido por Akao (1996),
outros autores propuseram variações deste QFD, como é o caso do QFD de 4 fases e o
QFD estendido.
Conforme apresenta Miguel (2008), o QFD de 4 fases foi proposto por Sullivan em
1986 e Hauser e Clausing (1988) e consiste em desdobramentos sucessivos, onde o output
de uma matriz é o input da matriz seguinte, como segue na figura 10.
43
Figura 10. Representação do QFD de 4 fases. Adaptado de Miguel (2008)
Já o QFD estendido de Clausing (1994) tem por base o QFD de 4 fases e é chamado
de estendido, pois inclui o processo de tomada de decisão durante o desenvolvimento do
produto e inclui o desdobramento do produto em três níveis de agregação (sistema total,
sistema, subsistema e componentes).
Diversos autores apresentam vantagens ao se trabalhar com o QFD. De acordo com
Carnevalli, Miguel e Calarge (2008), entre os principais benefícios do uso do QFD está em
ajudar no trabalho de equipe, melhoria da comunicação entre departamentos, redução do
número de falhas de projeto e redução de custos de projeto.
Miguel (2008) apresenta outras vantagens em se trabalhar com o QFD, como a
redução do número de reclamações de clientes, maior participação no mercado, redução no
tempo de desenvolvimento, construção de uma base de conhecimento devido ao processo
de registro e documentação e maior satisfação dos clientes.
Para Akao (1990), os principais benefícios ao se introduzir o conceito de QFD no
desenvolvimento de novos produtos são:
• Desenvolver produtos que atendam às necessidades dos clientes;
44
• Melhorar a cooperação interdepartamental e a comunicação, além de
auxiliar na identificação de problemas no início do desenvolvimento.
Apesar dos benefícios, Cheng e Melo Filho (2007) afirmam que o QFD é
relativamente pouco utilizado no Brasil. De acordo com os mesmos autores, alguns fatores
foram identificados como desmotivadores ao uso do QFD por algumas empresas. Entre
estes fatores foram identificadas expectativas não alcançadas, problemas durante a
implantação e decisão gerencial. Entre as dificuldades destacadas foram a falta de
experiência no uso do método, falta de comprometimento entre os membros da equipe e a
dificuldade em se trabalhar com matrizes grandes. Já para Carnevalli, Miguel e Calarge
(2008), outras dificuldades enfrentadas por empresas na implantação e uso do QFD são os
problemas em interpretar a voz do cliente, a priorizar características de qualidade, definir a
qualidade projetada e dificuldades geradas pelo trabalho em equipes.
Entre as dificuldades metodológicas para o uso do QFD, de acordo com Carnevalli,
Miguel e Calarge (2008), em 78% dos casos as dificuldades estão relacionadas à aplicação
da matriz da qualidade. Segundo os autores, após a aplicação de um questionário em sete
empresas nacionais que utilizam o QFD, identificou-se que há uma resistência quanto a
aplicação do QFD, desmotivando seu uso.
Nos itens a seguir serão apresentados dezessete métodos de QFDs ambientais de
produto encontrados na revisão sistemática.
45
3.1.2 QFDE (Quality Function Deployment for Environment)
O método mais encontrado na literatura quando se trata de QFD para o ecodesign é
o QFDE. Publicado em 2001 pelos pesquisadores Masui, Sakao e Inaba, do Instituto
Nacional de Ciência Industrial Avançada e de Tecnologia, da Mitsubishi, do Japão, o
QFDE pode ser entendido como uma “metodologia para dar suporte ao DfE (Design for
Environment) através da incorporação dos aspectos ambientais
6
no QFD”. Já para Yim e
Herrmann (2003), o QFDE pode ser considerado como “um manual de DfE com aplicação
do QFD em aspectos ambientais”.
Em outras palavras, pode-se definir o QFDE como sendo um método de QFD
aplicado nas primeiras fases do desenvolvimento de produtos que integra os fatores
ambientais como requisitos de projeto e requisitos de clientes. Assim, o QFDE traduz as
necessidades e desejos dos clientes (VoC) e as necessidades de qualidade ambiental em
requisitos de projeto.
O QFDE apresenta um conjunto de 15 VoCs e 15 Métricas de Engenharia (ME)
como forma de abranger a maioria dos problemas ambientais do produto, de modo que os
designers os considerem para incorporar as questões ambientais ao projeto e melhorar o
desempenho ambiental do produto que está sendo desenvolvido, como é mostrado nas
tabelas 9 e 10:
6
Elemento de atividades, produtos ou serviços de uma organização que pode interagir com o meio ambiente
(ABNT, 2004)
46
Tabela 9. Voz do consumidor (VOC) ambiental do QFDE
1
Uso de menos material através da diminuição da quantidade de materiais
incorporados ao produto.
2
Facilidade de transporte e manuseio durante a logística até os distribuidores e
durante a logística reversa.
3
Facilidade de processo e montagem durante a fabricação.
4
Redução do consumo de energia durante todas as fases do ciclo de vida do produto.
5
Alta durabilidade, com baixa deteriorização e alta confiabilidade durante o uso.
6
Facilidade de reusar o produto ou suas partes.
7
Facilidade em realizar a desmontagem do produto ou fazer manutenção na fase de
uso e no seu fim-de-vida.
8
Facilidade em limpar o exterior do produto.
9
Facilidade de esmagar ou triturar o produto durante o fim-de-vida.
10
Facilidade em separar os diferentes tipos de materiais presentes durante seu fim-de-
vida.
11
Seguro para incineração, sem a emissão de substâncias tóxicas no estágio de fim-
de-vida.
12
Seguro para disposição em aterros sanitários, sem liberar substâncias tóxicas que
possam ultrapassar os limites do aterro.
13
Não oferece perigo para o ambiente e sua vizinhança durante o processo de
manufatura e uso, como substâncias tóxicas, barulho e vibração.
14
Emissão segura pelas fábricas.
15
Possível de realizar a disposição facilmente.
47
Tabela 10. Métricas de engenharia (ME) do QFDE
1
Peso do produto.
2
Volume do produto.
3
Número de partes do produto.
4
Número de tipos de materiais que compõem o produto.
5
Facilidade de alterar a cor externa por efeito de sujeira.
6
Resistência das partes do produto.
7
Tempo de vida útil do produto.
8
Consumo total de energia ao longo de todas as fases do ciclo de vida do produto.
9
Percentual de uso de materiais recicláveis no produto.
10
Volume de emissão de barulho, vibração e ondas eletromagnéticas durante o uso do
produto.
11
Massa de poluentes atmosféricos gerada ao longo do ciclo de vida do produto.
12
Massa de poluentes aquáticos gerados ao longo do ciclo de vida do produto.
13
Massa de poluentes ao solo gerada ao longo do ciclo de vida do produto.
14
Biodegradabilidade dos materiais e partes a serem dispostos em aterro sanitário.
15
Toxicidade dos materiais do produto.
As duas primeiras fases do QFDE consistem em desdobrar os requisitos do consumidor
em características de engenharia, e na sequência, desdobrar as características de engenharia
em componentes do produto, como é mostrado na figura 11:
48
Características
Técnicas (MEs)
Requisitos do
Cliente
(VoC)
Requisitos dos
Subsistemas
(componentes)
Métricas de
Engenharia (MEs)
Figura 11: Duas primeiras fases do QFDE de Masui et al. (2001)
Conforme apresentado na figura acima, a fase 1 da matriz de relação do QFDE consiste
em relacionar os requisitos do consumidor com as métricas de engenharia, tanto aquelas
tradicionais de produto como as ambientais, estas apresentadas nas figuras 14 e 15. Para
cada relação são atribuídos pesos: 9 – a relação é muito importante; 3 – a relação é
importante e 1 – quando a relação é relativamente importante quando comparada as
demais. Quando relações não existem, não são atribuídos quaisquer valores. Na figura 12,
a coluna “Peso do Consumidor” se refere ao grau de importância dado pelos consumidores
a cada um dos “Requisitos do consumidor”, cujos valores também devem ser 9, 3 ou 1.
A “Pontuação total” é dada pela soma da multiplicação de cada coluna das “Métricas
de Engenharia” por seus respectivos “Pesos do Consumidor”. Aquelas métricas que
apresentarem maior pontuação total e, consequentemente maior peso relativo, serão
identificados como os requisitos mais importantes.
49
Requisitos do consumidor
Peso do Consumidor
Peso
Volume
Número de partes
Número de tipos de materiais
Facilidade em ficar sujo
Durabilidade
Tempo de vida físico
Quantidade de energia consumida
Taxa de materiais reciclados
Barulho, vibração, eletromagnetismo
Poluição do ar
Poluição água
Poluição solo
Biodegrabilidade
Toxidade dos materiais
Uso de menos material
Fácil de transportar
Fácil de processar e montar
Baixo consumo de energia
Alta durabilidade
Fácil de reusar
Fácil de desmontar
Fácil de limpar
Fácil de amassar
Fácil de separar
Seguro ao incinerar
Seguro para o aterro
Sem risco para o ambiente vizinho
Livre de emissões
Possível de dispor facilmente
Pontuação
total
Peso
relativo
Métricas de Engenharia
Fase 1 do QFDE
Do produto
Do produto
Figura 12: Fase 1 do QFDE
Na fase 2 do QFDE (figura 13) há o desdobramento das métricas de engenharia em
componentes do produto que está sendo considerado. Os pesos relativos da fase anterior
são transpostos para a coluna identificada nesta fase 2. A distribuição dos pesos na matriz
de relação é realizada da mesma forma que na fase anterior, ou seja, cada componente do
produto recebe um valor variando entre 9, 3 e 1 quando existir relação entre as métricas de
engenharia. Ao final é realizada a soma da pontuação total e a relativa, de modo
semelhante como foi feito na fase 1.
50
Métricas de engenharia
Pesos relativos
da Fase 1
Peso
Volume
Número de partes
Número de tipos de materiais
Facilidade em ficar sujo
Durabilidade
Tempo de vida físico
Quantidade de energia consumida
Taxa de materiais reciclados
Barulho, vibração, eletromagnetismo
Poluição do ar
Poluição água
Poluição solo
Biodegrabilidade
Toxidade dos materiais
Pontuação
total
Peso
relativo
Componentes do produto
Do Produto
Fase 2 do QFDE
Figura 13: Fase 2 do QFDE
O método QFDE apresentado por Masui, Sakao e Inaba (2001) tem por objetivo
identificar quais funções e componentes devem ser priorizados de modo a satisfazer o
desejo dos consumidores preocupados com as questões ambientais. Como método, ele
apresenta duas tabelas pré-definidas para a qualidade exigida e para as características de
qualidade (respectivamente chamadas de VoC e Métricas de Engenharia). Uma questão a
ser levantada sobre estas tabelas é que 15 VoCs ambientais e 15 MEs podem implicar em
uma maior demanda de tempo para o preenchimento das matrizes da qualidade, incorrendo
assim em maiores custos também. Em outras palavras, o método apresenta muitos
requisitos ambientais, e considerando ainda os requisitos tradicionais de qualidade, a
matriz tende a se tornar demasiadamente longa.
51
Ainda relacionado às duas tabelas propostas pelos autores, é importante salientar que
cada produto exige requisitos diferentes, sejam eles ambientais ou de qualidade. Ou seja,
como Cheng e Melo Filho (2007) apresentam, o ponto de partida do QFD é a identificação
da VoC, que se atendida satisfatoriamente poderá resultar no desenvolvimento de um novo
produto que tenha sucesso. Deste modo, o ideal é que para cada projeto existisse um
levantamento das qualidades exigidas e das características da qualidade ambientais, além
daquelas de qualidade.
Um ponto importante da matriz da qualidade está no planejamento e no projeto da
qualidade, que permitem comparar o produto da empresa com os principais concorrentes e
se projetar novos parâmetros para os itens da característica da qualidade. Estas etapas não
são consideradas pelo QFDE, incorrendo no risco de não desenvolver um produto que
apresente vantagens aos concorrentes no mercado.
3.1.3 Environmental QFD
Kato e Kimura (2003) apresentaram uma metodologia baseada numa matriz de
QFD e na técnica
Quantification Theory type IV
, chamada de
Environmental
QFD. De
acordo com os autores, esta técnica tem por objetivo correlacionar e analisar afinidades
entre dois objetos que podem ser plotados em um gráfico, facilitando a visualização.
A matriz do
Environmental
QFD é composta por grupos de requisitos, como sociais
(que englobam questões ambientais), do usuário e da empresa. Cada grupo de requisitos
pode ser detalhado, por exemplo: o requisito do usuário pode conter outro requisito
“segurança e confiança para o usuário” e dentro deste requisito pode-se ter “não causa
incêndio” como se verifica na figura 14.
52
Os requisitos técnicos são identificados por material, projeto, manufatura, vendas,
uso, reciclagem/recuperação, logística reversa, educação e outros requisitos. A relação
entre os requisitos sociais, do usuário e da empresa com os requisitos técnicos são
identificadas por índices numéricos que variam de 1 a 5 (da relação mais fraca a mais forte,
respectivamente).
53
Outros
Economia de material
Material reciclado
Materiais não tóxicos
Materiais de alta funcionalidade
Projeto para o ciclo de vida
Padronização das partes
Padronização de material
Seleção de material
Projeto para montagem/desmontagem
Projeto modular
Métodos de LCA
Baixa emissão no Processo
Economia de energia no Processo
Melhoria na produção
Redução de embalagens
Embalagem reciclável
Estimação da demanda
Otilização da logística
Economia de energia no uso
Economia de energia em modo de espera
Tecnologia de diagnóstico anormal
Uso de gestão histórica
Estimativa de perda
Logística reversa ótima
Tecnologia de rastreamento de produto
Estimativa de tempo de vida extra
Material desentoxicável
Tecnologia de desmontagem
Tecnologia de lavagem
Tecnologia de separação
Informação do produto
Recuperação de material
Alta taxa de recuperação de material
Recuperação na economia de energia
Desenvolvimento do mercado
Encontrar demanda/fornecedores
Possibilidade de reuso
Educação do consumidor
Educação dos funcionários
Leis/Regulamentação
Importância
Nível de status
Nível da meta
Valor do crescimento
Peso
Nível da meta
Valor do crescimento
Peso
Longo período de uso de recursos energéticos
Longo período de uso de recursos minerais
Prolongamento da área de disposição final
Estabilização da temperatura do ar
Não difusão de substâncias perigosas
Seguro
Não causa incêndio
Manutenção do valor do produto
Uso é prolongado
Produtos usados são recolhidos
Baixa taxa de falha
Fácil de consertar
Fácil manutenção
Serviço atraente
Alta qualidade
Bom preço
Baixo consumo de energia
Atualização por troca de partes
Fácil de instalar
Serviço por demanda
Serviço no local
Mercado para reusados
Alto ganho de valor
Acesso a materiais
Não há leis restritivas
Avaliar atitude da empresa
Alto valor para produtos usados
Importância 5 anos depois
Importância 10 anos depois
Recuperação/ReciclagemUso Coleta
Logística
reversa
10 anos
depois
5 anos
depoisEducação
Viabilidade do
negócio
Material Projeto Manufatura Vendas
Reconhecimento do
negócioRequisitos da empresa
Environmental QFD
Requisitos do usuário
Confiança e
segurança para o
usuário
Serviço de alta
qualidade
Requisitos sociais
Baixa emissão no
ambiente global
Figura 14: Environmental QFD
54
A matriz do
Environmental
QFD é analisada e seus resultados são plotados em um
gráfico por meio da
Quantification Theory type IV
, como é mostrado na figura 15.
Figura 15. Quantificação dos requisitos do Environmental QFD. Fonte: Kato e Kimura (2003)
Pode-se observar na figura 15 que as tecnologias mais importantes, pela ponderação
da matriz da figura 14, são identificadas no primeiro quadrante (superior, à direita), como
uso de materiais não-tóxicos, padronização de material e possibilidade de reuso. Por outro
lado, economia de energia e estimativa de demanda é apontada como menos importantes.
No exemplo apresentado pela figura 14, foram identificados 27 requisitos de
qualidade exigida e 40 de características da qualidade, somente envolvendo características
ambientais (nenhuma característica relacionada a qualidade). Neste caso fica possível
estabelecer 1.080 correlações, que é um número bastante grande, podendo tornar sua
aplicação demorada e custosa.
55
Outra característica do método que deve ser considerada é sobre o uso da
Quantification Theory type IV
. A sua utilização pode despender recursos financeiros com
aquisição de softwares/treinamento e até mesmo desestimular a utilização de um QFD
ambiental.
A definição de níveis de meta (qualidade planejada) para o horizonte de 5 e 10 anos
talvez não seja apropriada devido às dificuldades de previsão de comportamento das
exigências dos clientes em um prazo de tempo relativamente grande.
O Environmental QFD foca somente na matriz da qualidade, e não em
desdobramentos sucessivos (QFD de 4 fases) ou no QFD amplo de Akao (1996).
3.1.4 QFD de Hochman e O’Connell
Este método de QFD foi desenvolvido com o objetivo de melhorar a qualidade,
velocidade e a eficácia-custo das iniciativas de
Design for Environment
(HOCHMAN;
O’CONNELL, 1993).
A aplicação do método consiste na equipe de projeto identificar requisitos
primários de projeto (coluna “primário”), cujos detalhes sobre o que os consumidores
desejam são atualizados na coluna “secundário” (figura 16). Os requisitos ambientais dos
clientes são também identificados pela “Voz ambiental”, apresentados na matriz como
“Pode ser atualizado”, “Conserva energia” e “Reciclado”. Todos os requisitos dos
consumidores recebem pontuações numa escala entre 1 a 5, preenchidos na coluna “Nível
de importância do consumidor” em escala crescente de importância.
56
QFD de Hochman e O'Connell
Nível de importância do
consumidor
Sensitividade do receptor
Ganho da antena
Peso do telefone
Aspecto
Cor
Fácil de desmontar
% Plástico reciclável
% Plástico reciclado
Consumo de energia
Avaliação
competitiva
Taxa de melhoria
Peso absoluto
Primário Secundário
Fácil de ouvir a voz Sem distorção
Sem ruído
Fácil de segurar Peso confortável
Ajusta ao rosto
Boa aparência Bom acabamento
Bonito
Ambiental Reciclável
Usa pouca energia
Pode ser atualizado
Medida de
importância técnica
Desempenho da empresa
Desempenho do concorrente
Relação
Especificações meta
Forte
Média
Fraca
Figura 16: Exemplo da matriz do QFD ambiental de Hochman e O’Connell aplicada ao projeto de
um telefone móvel
Cada requisito do consumidor é relacionado a pelo menos uma característica
técnica do produto, além das características ambientais, identificadas na matriz como
“facilidade de desmontar”, “% de plástico reciclável”, “% plástico reciclado” e “consumo
de energia”, por meio de uma relação forte, média ou fraca. Relações também podem ser
identificadas entre as características técnicas (do produto e as ambientais)
Este método permite avaliar também o desempenho do produto em
desenvolvimento em relação ao da empresa concorrente, além da evolução competitiva do
produto.
57
O QFD de Hochman e O’Connell é o que apresenta maior similaridade com o QFD
tradicional, apresentando o desdobramento da qualidade exigida até o segundo nível, os
principais itens de qualidade planejada e projetada e até mesmo uma matriz de correlação
entre as características de qualidade.
Uma crítica possível para este método é que os requisitos ambientais, a princípio, já
seriam identificados pela voz do consumidor, eliminando assim a necessidade da utilização
de um QFD ambiental, como este de Hochman e O’Connell.
3.1.5 Ecological Quality Function Deployment de Ernzer e Birkhofer
O Eco-QFD tem por objetivo desdobrar as necessidades do mercado (voz do
consumidor) em uma lista de requisitos de projeto considerando as questões ambientais
(ERNZER; BIRKHOFER)
O método proposto pelos pesquisadores alemães consiste em relacionar na matriz
do Eco-QFD os requisitos de produto e ambientais (coluna definida como “Primário” da
figura 17) com as características técnicas, visuais e de uso.
58
Características
visuais
Eco-QFD de Ernzer e Birkhofer
Materiais
Carcaça
Manutenção
Primário Secundário Terciário
Poder
Eficiência
Tempo de vida
Capacidade
Eficiência do filtro
Tempo de vida
Acesso à escova
Acesso ao filtro
Poder de sucção
Energia dissipada
Soma dos pesos
no transporte
na aspiração
remove muita sujeira
alto poder
indicador de mudança no saco de pó
sinais visíveis de limpeza
sem cheiro
filtro de ar
pouco barulho
baixa corrente
Controle/Utilização
Força de sucção
Características técnicas
Motor
Saco de pó
Manuseio
Sucção
Ambiental
remove bem a
sujeira
no uso
Manuseio
Figura 17: Exemplo da matriz do Ecological Quality Function Deployment (Eco-QFD) para um aspirador de pó
59
Identificada cada relação entre os requisitos e as características dos produtos, estas
relações recebem valores 9 quando for forte, 3 quando for moderada e 1 quando for fraca.
O valor total da soma de cada linha e coluna permite identificar quais requisitos e
características devem ser prioritárias no desenvolvimento do produto.
Embora o Eco-QFD esteja inserido dentro de uma sequência de atividades (que
incluem outros métodos e técnicas) propostas pelos autores com o objetivo de reduzir os
impactos ambientais de produtos, torna-se importante observar algumas características
quando comparadas ao QFD tradicional.
O primeiro ponto a se destacar é que não são consideradas no Eco-QFD a qualidade
planejada e a qualidade projetada para o produto, assim como também não é apresentada a
coluna de grau de importância, que reflete o valor para o consumidor de cada item da
qualidade exigida.
Outra questão a ser abordada é sobre a utilização do Eco-QFD. Os autores não
apresentam uma descrição das atividades necessárias para aplicação do método, tornando
difícil inclusive a compreensão da soma dos pesos da matriz de relação.
O método pode ser visto apenas como uma tabela de correlação entre requisitos
funcionais, ambientais e de uso com características técnicas, visuais e de utilização. Não
são apresentados outros desdobramentos da matriz para processos, componentes e
tecnologia, por exemplo.
60
3.1.6 GQFD
Proposto pelos autores australianos Wong e Juniper (ca. 2000), o GQFD consiste
em relacionar os “O que”, que são os atributos ambientais e do consumidor com os
“Como”, atributos de engenharia do produto.
GQFD de Ken Wong e James Juniper
Como?
O que?
Stakeholder Atributos do consumidor
Comunicação
Atributos ambientais
Objetivos e valores-meta
Quanto
Características de Engenharia (atributos
tecnológicos)
Matriz de correlação
Percepção do
consumidor/ vantagens
competitivas
Correlação dos trade-offs entre os
"Como?" e os "Como?"
Figura 18: Framework do método GQFD
O teto da casa da qualidade na figura 18 permite identificar
trade-offs
entre os
atributos de engenharia, os “Como”. Assim como no QFD tradicional, através de pesos são
identificadas relações entre os requisitos ambientais e do consumidor com os requisitos
técnicos do produto.
A estrutura do GQFD não difere muito da casa da qualidade do QFD tradicional.
Basicamente o método traz como diferença que os requisitos ambientais da voz do
consumidor devam ser obtidos de todas as partes interessadas, como investidores, governos
e Organizações não Governamentais (
Stakeholders
).
Uma crítica a ser feita ao GQFD, que pode causar dificuldades quanto a sua
aplicação, reside no fato de que é apresentado somente um framework do método. Os
autores não apresentam um exemplo, nem mesmo como os cálculos devem ser realizados.
61
Outro ponto importante a ser observado, a exemplo do QFD de Hochman e
O’Connell, no QFD tradicional poderia-se incluir a voz do consumidor ambiental, sendo
talvez desnecessário haver mais um método de ecodesign baseado no QFD como o GQFD.
3.1.7 3D-QFDE
Também baseado no QFDE de Masui et al.
(2001), o 3D-QFDE foi desenvolvido
para avaliar diferentes produtos não somente do ponto de vista da qualidade e do meio
ambiente, mas também sob o custo do projeto. Esta análise conjunta de alternativas de
produtos permite aos designers decidirem qual produto é o ideal para seguir para as demais
etapas de desenvolvimento entre aqueles que fazem parte do portfólio da empresa.
No exemplo apresentado pelos autores Shih e Liu (2005), foram avaliados 3
projetos para tornar notebooks e computadores pessoais (PCs) em produtos
ambientalmente melhores. A alternativa I consistia em introduzir soldas sem chumbo nos
componentes dos computadores, a alternativa II se referia a substituir a base de plástico por
liga de metal nos gabinetes, enquanto a terceira alternativa assumia a produção mais limpa
na manufatura de telas de LCD.
A estrutura de aplicação do 3D-QFDE se baseia primeiramente na elaboração de
uma matriz de QFDE para cada alternativa de projeto, conforme a figura 19.
62
ER HR ER HR ER HR
VOC
VOC
VOC
EVOC
EVOC
EVOC
Alternativa 1
Alternativa 2
Alternativa n
Peso relativo
Matriz de relação do
produto n
Peso relativo
Matriz de relação do
produto 2
Peso relativo
Matriz de relação do
produto 1
Figura 19. Estrutura de aplicação do 3D-QFDE
O processo de aplicação do 3D-QFDE tem início com a inclusão de um especialista
dos produtos em questão no grupo de aplicação do método, seguindo para o cálculo das
melhorias ambientais (EI) e melhorias de qualidade (QI) e estimativas de custo (CI) (tabela
11). As equações para cálculo destes parâmetros não foram apresentados pelos autores.
Tabela 11. Cálculo das melhorias de qualidade (QI), ambientais (EI) e custo (CI)
QI EI
Produto 1
Produto 2
Produto 3
Produto 1
Produto 2
Produto 3
Produto 1
Produto 2
Produto 3
QI total EI total CI
Alternativa I
Alternativa II
Alternativa III
Alternativa III
Alternativa I
Alternativa II
Os valores obtidos de QI total, EI total e CI são transpostos para uma figura
triangular, onde cada um dos três vértices do triângulo corresponde aos requisitos de
qualidade, ambientais e de custo. A estrutura piramidal (figura 20) permite os designers
visualizarem quais as melhores alternativas de produto.
63
Figura 20. Triângulo de 3D-QFDE que permite a comparação de requisitos de qualidade,
ambientais e custo
Por usar a matriz da qualidade do QFDE, as mesmas críticas relacionadas para o
método de Masui et al. (2001) continuam sendo válidas para o 3D-QFDE, ou seja, há
muitos itens de qualidade exigida e características de qualidade e não há qualidade
planejada e projetada. O QFDE apresenta desdobramentos seguindo a estrutura do QFD de
4 fases, isto é, desdobra os requisitos do consumidor em características de projeto, depois
em componentes e em processo. Por outro lado, o 3D-QFDE apresenta somente a casa da
qualidade, relacionando os itens ambientais e exigidos pelos clientes com as características
de projeto.
O artigo que apresenta o método peca em não apresentar de forma clara como o
resultado da correlação dos QFDEs é transmitido para a tabela de cálculo da qualidade, do
meio ambiente e do custo, desestimulando os
designers
que queiram adotar o 3D-QFDE.
Em resumo, o método proposto por Shih e Liu (2005) apresenta uma grande
contribuição com a possibilidade de se comparar diversas alternativas e produtos sob o
ponto de vista da qualidade, ambiental e de custo, porém apresenta as mesmas deficiências
já observadas no QFDE, método utilizado como referência pelos autores.
64
3.1.8 Eco-VOC
Com o objetivo de extrair dos consumidores os requisitos ambientais que desejam
para os produtos, Yim e Herrmann (2003) propuseram uma metodologia chamada de
Eco-
Voice
(Eco-VOC) aplicada a uma versão simplificada do QFDE.
O processo de extração da Eco-VOC consiste basicamente em 3 etapas: 1)
Desdobrar a VOC convencional do produto em termos de projeto; 2) Interpretar a VOC
convencional em parâmetros de engenharia relacionados ao meio ambiente; e 3) Gerar a
eco-VOC baseada na lista de VOCs ambientais de Masui et al.
(2001) (YIM;
HERRMANN, 2003).
Etapa 1 Etapa 2
VOC
Termos de Projeto
(propriedades físicas)
Parâmetros de
Engenharia (atributos
do produto
relacionados ao meio
ambiente) Eco-VOC
Leve Peso Material Consumo de menos material
Silencioso Menos barulho Energia Consumo de menos energia
Fácil de segurar Ergonômico Material Uso de materiais renováveis
... ... ... ...
Etapa 3
Checklist da Eco-VOC
Menor consumo de material
Menor consumo de energia
Uso de materiais renováveis
...
Figura 21. Processo de extração da Eco-VOC
Obtida a Eco-VOC, é realizada uma matriz de relação com o objetivo de se
identificar o nível de importância das Eco-VOCs e também o nível de importância das
Eco-VOCs comparadas às VOCs convencionais. Os pesos atribuídos à matriz de relação
devem ser 9 quando a relação for forte, 6 quando a relação for moderada e 3 quando for
fraca, conforme a figura 22.
65
VOC convencional
Secagem
rápida
Fácil de
segurar
Seguro de
operar
Baixo ruído
VOC ambiental
9 6 6 3 Importância % Importância %
Menor consumo de material 3 9 6 9 27 31 144 28
Menor consumo de energia 9 0 3 9 21 24 126 25
Redução substâncias perigosas 3 3 9 0 15 17 99 19
Facilidade de desmontagem 0 3 6 0 9 10 54 10
Facilidade de transporte e estocagem 0 6 6 3 15 17 81 16
Nível de importância
das VOCs ambientais
Nível de importância das
VOCs ambientais de
acordo com as VOCs
Matriz de relação entre VOC convencional e ambiental
Figura 22. Matriz de relação entre as VOCs convencionais e ambientais como exemplo para um
secador de cabelos
As VOCs convencionais e as VOCs ambientais mais favoráveis servirão de
input
para o QFDE simplificado, que permitirão os designers identificarem quais VOCs estão
associadas a cada componente do produto, auxiliando no desenvolvimento de soluções
para atender os requisitos técnicos e ambientais do produto.
Importância
Motor Ventoinha
Aquecedor
Carcaça Filtro
Componentes
Fácil de segurar
Leve
Consome menos energia
Seca mais rápido
Seguro ao usar
Silencioso
Fácil de operar
Menos material
Usa materiais reciclados
Alta durabilidade
Usa energia limpa
Usa materiais renováveis
Média geral
Importância
Relativa
VOC Convencional
VOC
ambiental
Partes do Produto
QFDE simplificado
Figura 23. QFDE simplificado como exemplo para um secador de cabelos
O processo de extração da VOC em Eco-VOC é uma alternativa para situações
onde o consumidor não tenha qualquer tipo de exigência ambiental para seus produtos e
mesmo assim a empresa queira desenvolver um produto com características ecológicas.
Porém, como Cheng e Melo Filho (2007) afirmam, as empresas não devem ficar restritas
somente aos dados primários (pesquisas de mercado junto aos clientes), como também
devem consultar dados secundários para incrementar a voz do consumidor, como
66
“estatísticas governamentais, publicações técnicas, dados comercializados por empresas de
pesquisa de mercado e informações internas da empresa” ou os stakeholders, como sugere
o GQFD. A partir destas outras fontes é possível identificar os requisitos ambientais para
os produtos.
Com relação ao QFDE simplificado, trata-se de uma matriz de relação que
identifica a importância relativa de cada VOC e Eco-VOC com os componentes do
produto. As demais características do QFD não são identificadas, tais como qualidade
planejada e projetada e demais desdobramentos.
3.1.9 EI2QFD
O EI2QFD propõe o uso do QFD suportado pelo método Eco-Indicator 99 (EI99),
utilizado na Avaliação do Ciclo de Vida de produtos.
O Eco-Indicator 99 neste caso é sugerido pelos autores para auxiliar na extração da
voz do meio ambiente (VoE), pois “o meio ambiente não pode ser facilmente consultado
(como os consumidores) sobre seus requisitos no produto” (ERNZER et al., 2003),
auxiliando na avaliação dos impactos ambientais.
O módulo da casa da qualidade (HoQ) é realizado em duas partes e é baseado no
QFD convencional: Primeiro são relacionados requisitos dos consumidores com
características dos produtos. No segundo momento se relaciona características do produto
com componentes do produto.
O módulo da casa ambiental (HoE) tem por objetivo transferir os requisitos
derivados dos resultados do Eco-indicator para os componentes dos produtos (ERNZER et
al., 2003). A estrutura da sua aplicação é descrita na figura 24:
67
Primeira Casa ambiental para fase de uso
1
Relação entre as características do produto e os processos de uso
Segunda Casa ambiental para todo ciclo de vida
2
Pontuação do
Eco-Indicator 99
da fase de uso
do produto
Pontuação do
Eco-Indicator 99
para produção e
fim-de-vida de
cada componente
Figura 24. Procedimento da Casa Ambiental
Na primeira casa ambiental, os requisitos ambientais (VoE) e dos consumidores
(VoC) estão relacionados às mesmas características técnicas dos produtos, devendo a
equipe de QFD preencher a primeira casa ambiental como na figura 25:
Primário
Uso
Secundário
Manuseio
Terciário
Desempenho do motor
Consumo de energia
Ponto de pressão
Pote de suco
Rugosidade
Design
Fácil de desmontar
Soma ponderada
Consumo de energia
Fácil de limpar
Transporte
Soma das demandas ambientais
Motor
Produção de suco
Carcaça e junções
Características
técnicas
Caracterís
ticas
visuais
Características do produto
9 - Correlação forte
3 - Correlação média
1 - Correlação fraca
Figura 25: Exemplo da primeira casa ambiental relacionando requisitos ambientais da fase de uso
com características do produto para um espremedor de laranja
68
Para se estabelecer uma relação entre os resultados dos impactos ambientais obtidos
através do Eco-indicator 99 com o QFD, os autores propuseram uma tabela de conversão
(tabela 12), onde:
Tabela 12. Relação entre percentual de impacto do Eco-indicator com o QFD
Porcentagem de impacto total Escala no QFD
Menos de 5% Nada
Menos que 15% 1
Menos que 35% 3
Mais que 35% 9
A combinação da primeira casa ambiental com a casa da qualidade que contém
características dos produtos e seus componentes permite gerar a segunda casa ambiental,
onde os requisitos ambientais das fases de produção e do fim-de-vida proveninetes do Eco-
Indicator 99 também são considerados (figura 26).
Carcaça
Fonte de energia
Motor
Ponto de pressão
Peso absoluto do EI
Multiplicador
Soma ponderada
Rank
Natural Borracha
ABS
PP
Aço
Cobre
Outros metais não-ferrosos
Reciclagem Metal Aço e ferro
Plástico Plástico (excluindo PVC)
...
Processo de pressão
Fácil de limpar
Transporte
Soma dos pesos
Rank dos pesos
Perdas
Uso
Componentes
do produto
Produção de matéria-prima
Plásticos
Metais
9 - Correlação forte
3 - Correlação média
1 - Correlação fraca
Figura 26. Segunda casa ambiental relacionando requisitos ambientais com componentes dos
produtos
69
Os resultados da HoQ e da HoE permitirá o
designer
identificar quais componentes
do produto apresentam maior importância tanto para o consumidor quanto para o meio
ambiente, visualizados pela soma total dos pesos ou pela posição na coluna “rank” da
segunda casa ambiental.
Um ponto importante a ser observado no EI2QFD é que embora Ernzer et al.
(2003) afirmem que a utilização do Eco-indicator 99 não requeira “grande perícia, tempo e
dinheiro para identificar materiais e processos com relevância ambiental”, para a equipe de
desenvolvimento de produtos de uma empresa, isso pode não representar uma verdade. A
utilização de um método como o Eco-indicator 99 pode demandar treinamento, incorrendo
em custos para a empresa. Além disto, deve-se considerar que o Eco-indicator 99, a
exemplo do método EDIP
7
, foi desenvolvido baseando-se em informações européias,
podendo apresentar diferenças quando utilizado em outras regiões do globo.
Diferente dos demais métodos, o EI2QFD apresenta as casas da qualidade e
ambiental separadas, ou seja, é criada uma matriz que relaciona somente os requisitos de
qualidade (do consumidor) com as características de qualidade e outra relacionando os
requisitos ambientais (através do Eco-indicator 99) com as características da qualidade.
Deste modo há a necessidade de se criar o dobro de matrizes, ainda mais quando se faz o
desdobramento das características de qualidade em componentes, e estes em processos,
como apresenta o método.
A etapa anterior a composição da segunda HoE consiste em combinar a primeira
HoE com a segunda HoQ. Esta etapa pode trazer confusão uma vez que novos valores de
correlação são indicados pelos autores.
7
Método desenvolvido por entidades dinamarquesas para o tratamento de categorias de impactos ambientais
na ACV (WENZEL; HAUSCHILD; ALTING, 1997).
70
Quando comparado com o QFD tradicional, observa-se que a qualidade planejada,
a qualidade projetada, o desdobramento do QFD em fases e mesmo a correlação entre os
itens das características da qualidade não estão presentes no EI2QFD.
Embora os autores Ernzer et al. (2003) afirmam que o EI2QFD reduz os esforços de
aplicação quando comparado a outras alternativas de QFDs ambientais, observa-se que a
utilização de diversas matrizes, e principalmente do Eco-indicator 99, podem representar
dificuldades para a equipe de desenvolvimento de produtos não familiarizada a este
método utilizado na ACV.
3.1.10 GreenQFD - II
Este método é definido por seus autores como a “melhoria do GQFD pela
integração da LCA e do LCC nas matrizes de QFD, desdobrando requisitos ambientais, de
custo e dos consumidores durante todo processo do desenvolvimento do produto”
(ZHANG et al., 1999).
A metodologia de aplicação do GQFD-II consiste em 3 fases fundamentais:
Fase 1: Identificação dos requisitos técnicos, sendo os de qualidade obtidos através
da VOC, os ambientais do LCA e os de custo do LCC.
Fase 2: Geração de alternativas de conceito de produto por meio da análise
comparativa entre os requisitos de qualidade, ambientais e de custo para satisfazer os
requisitos da fase 1.
Fase 3: Projeto do produto e do processo, que ocorre de forma semelhante ao QFD
tradicional, exceto pelos
inputs
das matrizes que incluem requisitos ambientais e de custo.
71
Na figura 27 pode-se observar a estrutura da casa ambiental da fase 1. As entradas e
saídas como energia, materiais e emissões são documentadas no “Inventário das fases do
ciclo de vida”. O campo “Soma” identifica cada entrada e saída do inventário, assim como
sua unidade (kg, kJ). Em “classificação dos impactos” tem-se uma lista de todos os
impactos ambientais que são relacionados com as entradas/saídas do inventário na “Matriz
de relação” por fatores de equivalência. Em “Caracterização do impacto”, os valores dos
impactos ambientais podem ser calculados, e na sequência, em “Prioridades do impacto”,
especialistas ambientais, como os autores propõem, podem sugerir uma lista de prioridades
para cada impacto ambiental. Na “Matriz de cálculo dos pesos” são calculados os pesos
médios dos impactos ambientais incorporando fatores como opinião pública, a situação
local do meio ambiente e a estratégia de marketing da empresa. A Casa Verde do
GreenQFD – II também apresenta uma “Matriz de correlação” entre as cargas do
inventário e “Valores meta” como o objetivo a se atingir para a redução dos impactos
ambientais, conforme a figura 27.
Inventário das Fases do Ciclo de Vida
Soma
Classificaçáo do
impacto
Matriz de relação de
impactos/inventário (fatores de
equivalência)
Caracterização do
impacto
Prioridades do
impacto
Matriz de cálculo dos
pesos
Valores meta
Classificação Técnica
Matriz de correlação
Figura 27. Casa Verde (Ambiental)
72
A casa comparativa de conceitos da figura 28 busca relacionar conceitos de
produtos com requisitos das casas da qualidade, ambiental e de custo. Como resultado, o
GreenQFD – II permite identificar o melhor conceito de produto com base no grau de
satisfação, nos índices gerais de impactos ambientais e no custo total do ciclo de vida.
Requisitos das casas da qualidade, ambiental e custo
Conceitos do produto
Matriz de grau de satisfação
Grau de satisfação para Conceitos
Índices gerais
Custo do Ciclo de Vida total
Pesos
Matriz de Correlação
Figura 28: Casa comparativa de conceitos
Conforme apresentado por Zhang et al. (1999), o GQFD-II apresenta uma versão de
QFD voltado para a melhoria da qualidade e ambiental dos produtos, além da redução de
custos por meio da integração com a ACV e com o LCC (
Life Cycle Costing
). O método
pressupõe a elaboração de três matrizes (qualidade, ambiental e custo) e uma quarta matriz
relacionando os requisitos das anteriores com os conceitos (alternativas) de produto.
A casa da qualidade é apresentada como sendo uma matriz de relação entre os
requisitos dos clientes e os requisitos de projeto (características da qualidade), atribuindo-
se pesos às correlações existentes e identificando seus valores absolutos e relativos. Não há
73
qualidade planejada e projetada como sugere a versão tradicional do QFD, apesar de
permitir a comparação de conceitos de produtos diferentes.
Ainda a respeito da matriz do QFD, o teto da casa comparativa de conceitos da
figura 30 não necessitaria estar segmentado em três tetos menores para a qualidade, meio
ambiente e custo, uma vez que o teto mais abrangente já permite a correlação entre estas
características.
A introdução das análises ambientais a partir da inclusão da Avaliação do Ciclo de
Vida e do Custo do Ciclo de Vida, embora permitam avaliar todos os impactos ambientais
e custos respectivamente no ciclo de vida do produto, por outro lado podem apresentar
dificuldades para as equipes de projeto não familiarizadas com estas técnicas.
De acordo com Lindahl (2000), técnicas como a ACV requerem um alto nível de
conhecimento e especialistas, algo que não está ao alcance de muitas empresas,
principalmente aquelas de pequeno e médio porte.
3.1.11 IGQFD (Integrated Green and Quality Function Deployment)
Definida pelos autores italianos Cagno e Trucco (2007) como uma metodologia
focada em qualidade e eco-eficiência, o IGQFD busca reduzir as limitações encontradas no
Green QFD-II.
O método é aplicado em 6 fases fundamentais: 1. Análise de configuração; 2.
Identificação das necessidades de qualidade do consumidor; 3. Estruturação do projeto e
especificações do produto; 4.
Green and Quality House
(GQH); 5. Escolha do conceito; 6.
Desenvolvimento das características do produto e matriz de projeto.
74
A GQH consiste no desenvolvimento sequencial de várias atividades, como é
possível observar pela figura 29.
Função Qualidade Objetivo Ambiental
VOC Qualidade
Matriz de relação/impacto da
Qualidade
Matriz de integração Qualidade
vs. Ambiental
VOC Ambiental
Matriz de integração Ambiental
vs. Qualidade
Matriz de impacto/relação
Ambiental
Matriz de
Planejamento
Prioridades integradas de projeto
Correlação técnica
de qualidade
Correlação técnica
ambiental
Correlação
técnica entre
função
qualidade e
objetivo
ambiental
Figura 29: Estrutura da casa da qualidade e ambiental
As VoCs de qualidade e ambientais se referem a identificação das necessidades dos
consumidores. A matriz de relação do IGQFD pode ser visualizada por quatro blocos: um
que relaciona requisitos de qualidade (VoC da Qualidade) com funções de qualidade, outro
que relaciona requisitos de qualidade com objetivos ambientais, o terceiro relacionando
requisitos ambientais (VoC Ambiental) com funções de qualidade e por fim, a relação
entre requisitos ambientais com objetivos ambientais.
A matriz de planejamento deve não somente considerar os julgamentos dos
consumidores na normalização dos pesos da VoC ambiental e da VoC da qualidade, mas
75
também levar em conta as opiniões de especialistas ambientais e a própria estratégia de
eco-eficiência da empresa.
O IGQFD apresenta uma série de mudanças quando comparado ao GQFD-II, como
a exclusão do
Life Cycle Costing
e a simplificação na utilização da ACV. Estas mudanças
tornam a aplicação do método mais simples e menos custosa para a empresa, porém
algumas características devem ser observadas.
Segundo Cagno e Trucco, as características ambientais, chamada de “Objetivo
Ambiental” da GQH, devem estar relacionadas a cada fase do ciclo de vida do produto,
com excessão da fase de uso, considerada pelos autores pouco significante em relação aos
impactos ambientais. Tendo em mente que é justamente nesta fase que os clientes podem
mais contribuir com a atribuição de níveis de importância, já que eles são os usuários do
produto, o IGQFD pode deixar de realizar o projeto ambiental de forma satisfatória. Outro
detalhe importante é que em determinados produtos é na fase de uso que pode apresentar
os maiores impactos ambientais.
Na macro-coluna “Matriz de Planejamento” da figura 29, embora apresente uma
coluna para argumento de venda, presente no QFD tradicional, não são comparadas as
características do produto em desenvolvimento com os concorrentes. Por consequência não
há qualidade projetada. Também não há desdobramentos do QFD.
3.1.12 Uso combinado do QFDE, LCA e TRIZ
Este método apresentado por Sakao (2007) busca empregar de forma conjunta o
QFDE, a Avaliação do Ciclo de Vida e a TRIZ. Ou seja, o método não propõe uma nova
estrutura de QFD, apenas sugere sua aplicação combinada à ACV e à TRIZ, como segue
na figura a seguir:
76
1. Identificar requisitos dos consumidores e do meio ambiente
Identificar impactos ambientais
Perfil ambiental
2. identificar especificações dos produtos
Identificar foco do projeto
Foco do projeto
3. Gerar conceito do produto
Busca por soluções técnicas
Soluções técnicas
4. Avaliar conceitos do produto
Avaliação preliminar dos conceitos
Resultado dos conceitos do produto
Solução do projeto
5. Projeto detalhado
Avaliar melhorias ambientais
6. Pesquisa de mercado
Avaliar requisitos de melhoria dos consumidores
LCA
QFDE (Fases I e II)
TRIZ
QFDE (Fases III e IV)
LCA
Melhoria
Figura 30. Procedimento de aplicação do uso combinado do QFDE, LCA e TRIZ
3.1.13 Uso combinado do QFDE e LCA
O uso deste método consiste na aplicação do QFDE nas etapas iniciais do
desenvolvimento do produto, e posteriormente, no momento que houver mais informações
a respeito do produto em desenvolvimento, é utilizada a ACV (SAKAO; MASUI;
KOBAYASHI; INABA, 2005), conforme apresentado na figura 31.
77
Tarefa
Mercado, empresa, economia
QFDE Plano e esclarecimento da tarefa
Desenvolver o princípio de solução
Desenvolver e definir a estrutura de construção
LCA Preparar produção e documentos de operação
Solução
Atualizar e melhorar
Figura 31. Aplicação combinada do QFDE e do LCA no processo de projeto
Este método e o anterior (Integração entre ACV, o QFDE e TRIZ) tratam apenas da
utilização conjunta do QFDE com outras técnicas. Por não se tratar de uma nova versão do
QFDE, as mesmas críticas feitas ao método de Sakao et al. (2001) com relação ao QFD são
mantidas. Ou seja, o método QFDE apresenta um grande número de VoCs e de MEs, além
de não realizar o planejamento e o projeto da qualidade.
3.1.14 QFD-DfE
O QFD-DfE foi desenvolvido pelos pesquisadores Rahimi e Weidner (2002).
Segundo os autores, esta matriz de avaliação confronta todos os estágios do ciclo de vida
do produto com conceitos ambientais de produto (escolha de material, uso de energia,
resíduos sólidos, efluentes líquidos e emissões gasosas). Os objetivos do método são de
maximizar a satisfação do consumidor, minimizar o custo do uso e minimizar os impactos
ambientais.
78
Este método de QFD sugere a aplicação em 3 momentos do projeto de
desenvolvimento do produto: fase produto, onde requisitos de qualidade, ambientais e de
custo são relacionados com requisitos de produto; a fase componente, que relaciona os
requisitos de qualidade, ambientais e custo com os componentes do produto; e por fim a
fase fins/alternativas/atributos.
A fase de produto, conforme descrito pelos autores, segue a metodologia tradicional
de QFD, incluindo além de requisitos de qualidade, também requisitos de custo e
ambientais, como podem ser visualizados na figura 32.
QFD-DfE
Peso
Intervalo de mudança
Vida do filtro
Complexidade da manufatura
Óleo derramado durante o serviço
Reciclável
Óleo removido por drenagem
Custo de manufatura
Proteção do motor
Vida longa
Confiabilidade
Impactos na estração da MP
Impactos na remanufatura
Impactos no transporte
Uso de energia no uso
Disposição de resíduos sólidos
Custo do filtro
Custo de disposição
Qualidade
Ambiental
Custo
Importância ou dificuldade
Figura 32. Exemplo da Casa da Qualidade para componentes do QFD-DfE
As relações são atribuídas pela seguinte legenda:
Legenda:
Correlação positiva forte
Correlação negativa fraca
Figura 33. Legenda do QFD-DfE
79
O QFD-DfE apresenta na sua casa da qualidade requisitos ambientais e de custo,
além dos tradicionais identificados pela VoC. Entretanto, estes requisitos ambientais e de
custo não são originários da ACV e do LCC respectivamente como foi no caso do Green
QFD-II de Zhang et a. (1999).
Como se pode observar na figura 32, tantos os requisitos ambientais quanto os de
qualidade e custo, apresentam-se de forma bastante genérica. Por exemplo, o primeiro item
de qualidade para o produto em questão (filtro de óleo), “Proteger o motor”, poderia ser
desdobrado em mais níveis com o objetivo de explicitar o que o cliente deseja, como
“filtrar partículas contaminantes”, “manter características essenciais do óleo”, etc.
De modo semelhante ao que foi observado nos demais métodos de QFD ambiental,
a matriz da qualidade não apresenta os items de qualidade planejada e de qualidade
projetada.
Embora o QFD-DfE apresente o desdobramento do produto em componentes, as
demais fases como de processo e produção são negligenciadas pelos autores.
3.1.15 QFD de Wolniak e Sędek
Esta versão do QFD para o projeto de produtos ambientais busca “juntar
informações ecológicas e técnicas e selecionar os parâmetros técnicos mais cruciais sob o
ponto de vista ambiental” (WOLNIAK; S
Ę
DEK, 2008). Diferente de outros métodos, este
QFD foi desenvolvido para o projeto de produtos e serviços ecológicos.
80
Peso dos requisitos ecológicos
Leis e normas
Ciclovias
Áreas sem tráfego
Subsidiar transporte público
Subsidiar mudança de fontes de
aquecimento não-ecológicas
Subsidiar implementação de melhores
tecnologias por empresas
Construir piscinas, parques e áreas de
recreação
Cinemas, clubes e museus
Redução de taxas pró-ambientais
Coleta seletiva
Poluição do ar 10 9 3 9 9 9 9 9 1
Contaminação da água 10 9 3 3 3 3 9 9 3
Contaminação do solo 10 9 3 3 3 3 9 9 3
Quantidade de resíduo produzido 8 3 3 9 9 9
Consumo de papel 3 3
Intensidade de trânsito 9 3 9 9 9 3
Promoção de educação ambiental 4 1 1 3 3 1 1 1 1 1 9
Centros de cultura 3 3 9
Centros de recreação 3 9 1 9 3
325 226 270 267 154 346 40 40 373 187
III II I
Peso dos parâmetros técnicos
Parâmetros críticos
Figura 34. Estrutura do QFD de Wolniak e Sędek. Adaptado de Wolniak e Sędek, 2008
Como mostra a figura 34, a forma de aplicação deste método não difere muito da
forma tradicional de uso do QFD. Primeiramente são definidos requisitos ecológicos, como
poluição do ar, contaminação da água e do solo, consumo de recursos e promoção da
educação. Definidos os requisitos ecológicos, passa-se para a fase de atribuição de pesos
dos requisitos ecológicos, que podem variar entre 1-5 a 1-10 (do peso mais fraco para o
mais forte). Requisitos técnicos do produto ou serviço são colocados nas colunas
correspondentes, permitindo criar relações com os requisitos ecológicos. Estas relações
recebem o valor 0 (zero) quando não há relação, 1 quando a relação é fraca, 3 quando a
relação é moderada e 9 quando a relação for forte.
Realizado os cálculos entre os pesos, aqueles parâmetros técnicos que obtiveram os
maiores valores são classificados como parâmetros críticos de projeto, que deverão ter
81
maior atenção dos designers de modo a se desenvolver um produto/serviço ambientalmente
adequado.
O QFD de Wolniak e S
ę
dek pode ser definido mais como uma matriz de
relacionamento do que o desdobramento da qualidade focada no meio ambiente, pois as
características encontradas no QFD tradicional como o planejamento dos componentes,
processos e produção, além dos desdobramentos nas dimensões tecnológicas, de custo e
confiabilidade, não são abordados.
Com relação a casa da qualidade, apenas requisitos ambientais são analisados,
restringindo a uma abordagem do produto/serviço somente a partir do ponto de vista
ambiental. Também não há comparação dos requisitos ambientais com os produtos
concorrentes, definição de planos da qualidade e índices de melhoria (qualidade
planejada), nem mesmo os itens da qualidade projetada.
O exemplo apresentado na figura 34 pelos autores se refere à melhoria ambiental de
uma cidade polonesa. Alguns requisitos são apresentados de forma genérica, como por
exemplo, “poluição do ar”, que pode ocorrer sob diversas formas, como através da queima
de combustíveis fósseis (automóveis), atividades industriais (que lançam gases contendo
dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio, monóxido de carbono, ozônio e material
particulado), processos de incineração, pinturas em geral, equipamentos de ar
condicionado, estações de tratamento de esgoto (ETE), etc (ASSUNÇÃO, 2004), cada uma
permitindo diferentes correlações e propostas de melhoria.
3.1.16 QFD based on RSP
O método proposto por Sakao, Watanabe e Shimomura (2003) é definido pelos
autores como uma metodologia de projeto ambientalmente consciente de serviços aplicado
82
ao QFD e ao modelo de serviço RSP (
Receive State Parameter
), que trata de um conjunto
de parâmetros que representam um serviço sob a perspectiva do consumidor.
A aplicação deste método consiste em etapas que envolvem a atribuição de valores
para cada parâmetro do RSP relacionado a cada tipo de serviço (identificado na figura 35
como uso de lavagem de roupa por uma máquina particular, por uma máquina
compartilhada com mais pessoas, utilização de lavanderias e de serviços de lavanderia
realizados por terceiros).
Peso
Máquina de lavar particular
Máquina de lavar compartilhada
Lavanderia
Serviço de lavagem
Sujeira removida
Tipos de roupas laváveis
Dano às roupas
Custo de instalação
Valor pago
Duração da lavagem
Tempo de trabalho
Instância
Uso de material
Efeitos de emissões
Uso de energia
Outros
Pureza
Pontuação total
Excluindo fatores ambientais
Rank
Pontuação total
Rank
Incluindo fatores ambientais
Valor
Custo
Econômico
Temporal
Ambiental
Opções
RSP do usuário final
Figura 35. Avaliação das opções de serviço
Os pesos são obtidos através do RSP e cada relação entre as opções de serviço de
lavagem e o RSP do usuário final recebe um valor que varia entre 1, 3 e 5 (do menor para o
maior). Uma matriz de relação de QFD também é aplicada de forma semelhante, porém
83
correlacionando o RSP com escopo no mercado e usuário final com um conjunto de
parâmetros de função que afetam o RSP (figura 36).
Peso
Preço da máquina
Custo do transporte
Espaço para a máquina
Peso da máquina
Variedade de funções
Facilidade de entender as operações
Número de procedimentos
Uso de energia
Tempo de vida mecânico
Quantidade de substâncias tóxicas
Número de partes
Taxa de partes recicladas
Sujeira removida
Tipos de roupas laváveis
Dano às roupas
Custo inicial
Custo de utilização
Duração da lavagem
Tempo de trabalho
Instância
Uso de material
Efeitos de emissões
Uso de energia
Uso por muito tempo
Outros
Pureza
Pontuação total
Valor
Custo
Econômico
Temporal
Ambiental
Parâmetros de função
que afetam o RSP
RSP em um escopo
entre o mercado e o
usuário final
Figura 36. Matriz de correlação do QFD para o escopo entre o mercado e o usuário final
Os resultados desta matriz de correlação permitem identificar quais parâmetros de
função tem maior importância para o desenvolvimento do produto.
De modo semelhante observada com o método anterior (QFD de Wolniak e S
ę
dek),
o QFD baseado em RSP tem por objetivo o projeto ambiental de serviços.
O método basicamente apresenta duas matrizes. A primeira relaciona os requisitos
do cliente (final), obtidos através do
Receive State Parameter
, com as alternativas de
serviço para um determinado produto. A segunda matriz por sua vez busca relacionar os
mesmos requisitos do cliente com os requisitos do projeto.
84
O RSP se apresenta dividido em requisitos que agregam valor ao produto
(qualidade) e que causam custo, seja ele econômico, temporal ou ambiental.
Embora o método de Sakao, Watanabe e Shimomura (2003) seja definido como
QFD, observa-se que sua estrutura se baseia apenas em relacionar a qualidade exigida
(requisitos do RSP) com as características da qualidade. Não são realizados
desdobramentos para os componentes, processos e produção, além de não existir a
qualidade planejada e projetada.
O usuário final do serviço não tem participação na distribuição dos pesos para os
itens da qualidade exigida. Uma vez que eles são os consumidores do serviço, talvez fosse
preferível consultá-lo ao invés de utilizar o RSP, que a princípio poderia trazer alguma
dificuldade para os
designers
. Além disso, o RSP pode não representar de forma objetiva
uma vez que o comportamento do consumidor não pode ser facilmente medido.
3.1.17 Eco-QFD de Kuo et al.
O Eco-QFD foi desenvolvido pelos pesquisadores Kuo, Wu e Shieh (2009) com o
objetivo de que a equipe de projeto de produtos possa considerar conceitos ambientais no
QFD utilizando como método de suporte a lógica
fuzzy,
de modo a identificar com maior
exatidão, o nível de importância dado pelo consumidor para cada requisito (KUO, 2003).
A diferença principal deste método é que cada requisito do consumidor é avaliado e
transformado em uma saída
fuzzy
, sendo um grupo de especialistas indicado para esta
tarefa. Cada requisito (ambiental ou não) é então relacionado com os atributos técnicos do
produto em diferentes fases do ciclo de vida, como mostra a figura 37.
85
Uso
Peso
Uso de material reciclado
Redução de material tóxico
Redução de perdas
Fácil manutenção
Extensão do ciclo de vida
Outros
Sumarização
Importância relativa
Rank
% Ciclo de Vida
Meio Ambiente
Preço
Função
Aparência
Fornecimento de material Projeto e Manufatura Distribuição Reciclagem
Requisitos técnicos do produto para cada fase do ciclo de vida
Requisitos dos
consumidores
Figura 37. Eco-QFD de Kuo et al. (2009)
86
As relações de cada requisito técnico são somadas e indicadas no campo
“sumarização”. De posse destes valores, calculam-se as importâncias relativas de cada
requisito técnico e então, com base nestes valores percentuais, se indica a ordem de
prioridade no campo “rank”. A última linha, “% ciclo de vida”, permite ao designer
identificar quais fases do ciclo de vida são as mais importantes através da soma das
importâncias relativas de cada requisito técnico.
A principal diferença deste método de QFD ambiental para os demais está na
utilização da lógica
fuzzy
na atribuição de valores para os pesos e para as correlações da
matriz. A grande contribuição deste método está, segundo Kuo et al. (2009), em
determinar, de forma precisa, as relações entre os requisitos dos clientes com os atributos
técnicos do produto, uma vez que uma técnica matemática trabalha com uma série de
variáveis e equações. Por outro lado, conforme Lofthouse (2006) observou em sua
pesquisa, uma das características que mais dificultam a aplicação de métodos de ecodesign
pelas empresas está no uso de linguagem científica de não conhecimento pelos
designers
.
Deste modo, a utilização da técnica
fuzzy
com o QFD pode se tornar um empecilho ao ser
aplicado no desenvolvimento de produtos.
Ainda sobre a utilização da lógica
fuzzy,
os pesos da VoC poderiam ser melhor
atribuídos aumentando o número de consulta aos clientes.
Com relação à casa da qualidade, observa-se mais uma vez que a intenção do
método é permitir a correlação entre os requisitos ambientais e dos clientes com os
requisitos técnicos do produto. A matriz da qualidade não apresenta as abas de qualidade
planejada e projetada, assim como não existem desdobramentos do produto em seus
componentes e processos.
87
Os autores apontam a integração do Eco-QFD com a ACV, porém verifica-se no
exemplo apresentado na figura 37 que a única relação entre eles está na identificação das
fases do ciclo de vida do produto, não sendo avaliados os impactos ambientais.
3.1.18 Eco-QFD de Utne
Apresentado por Utne (2009), este método de QFD foi aplicado para a seleção da
melhor alternativa de frota pesqueira considerando questões de sustentabilidade. Os
requisitos adotados para o propósito do método foram identificados pelo autor como: risco
de acidentes, emprego, rentabilidade, qualidade, capacidade de captura, emissões
causadoras de efeito estuda e acidificação.
Assim, o objetivo do Eco-QFD de Utne (2009) é combinar questões ambientais, de
custos e requisitos de
stakeholders
em um método de QFD destinado ao projeto de navios
de pesca.
De acordo com o autor, o QFD permite focar nas necessidades dos
stakeholders
e
pontuá-las, identificando seu nível de importância.
O método consiste primeiramente em relacionar requisitos de sustentabilidade
(sociais, econômicos e ambientais) com vários tipos de embarcação utilizadas (por
tamanho e espécie de traineira), pontuando cada relação com valores que variam de 1 a 5
(do pior ao melhor), auxiliando na identificação de quais embarcações são melhores do
ponto de vista sustentável.
Os mesmos requisitos sustentáveis são relacionados a respostas técnicas (figura 38).
88
Importância do requisito
Sistema de propulsão
Dimensões principais
Seleção de material
Engrenagens
Navio, L<15 m
Navio, L=15 - 27,9 m
Navio, L>28 m
Traineira de fábrica
Traineira de peixe
fresco
Meta
Fator de melhoria
Pesos
Baixo risco de acidente
Mantém empregados
Alta rentabilidade
Boa qualidade da carne do peixe
Reduzir capacidade de captura
Redução da emissão de gás de efeito estufa
Redução da acidificação
Matriz de planejamento
Sustentabilidade
na frota pesqueira
Sociais
Econômicos
Ambientais
PONTUAÇÃO TOTAL
Resposta técnica
Requisitos dos
stakeholders
Figura 38. Casa da Qualidade para respostas técnicas
89
As relações entre os requisitos sustentáveis e as respostas gerenciais, e entre os
requisitos sustentáveis e as respostas técnicas são identificadas conforme a figura abaixo:
Relação forte
Relação média
Relação fraca
Figura 39: Relações da matriz do Eco-QFD de Utne
Alguns pontos do Eco-QFD de Utne devem ser observados. O primeiro ponto a se
discutir é a real necessidade de desenvolvimento de um “novo” método de QFD, já que os
requisitos de sustentabilidade podem ser obtidos diretamente da VoC, servindo de input no
QFD tradicional.
Com relação à primeira casa da qualidade, observa-se que o Eco-QFD de Utne
apenas relaciona os requisitos sociais, econômicos e ambientais com as alternativas de
embarcações (por tamanho) e de traineiras, auxiliando na identificação da melhor opção
sustentável. Como o autor sugere, a etapa de atribuição de pesos e correlações deve ter a
participação fundamental dos
stakeholders
já que a importância dada a um requisito, como
acidificação, pode ter diferentes resultados entre um dono de embarcações e uma
organização não governamental (ONG).
A casa da qualidade que relaciona requisitos de eficiência energética com requisitos
técnicos, apesar de apresentar a qualidade planejada (embora incompleta) para o projeto de
novas embarcações, não proporciona o projeto da qualidade, nem como seus
desdobramentos em componentes e processos de fabricação.
90
Finalizada a revisão dos métodos de QFD de ecodesign, a figura 40 apresenta uma
matriz entre os dezessete métodos apresentados e cinco características encontradas no
QFD, evidenciando a omissão de etapas importantes nas versões ambientais deste método.
Observa-se que o QFD de Hochman e O’Connell e o GQFD são os métodos que
mais apresentam características relacionadas ao QFD tradicional. Dentre estas
características, a mais identificada entre os 17 métodos de QFD de ecodesign foi a
correlação das características da qualidade (sete vezes), e a menos considerada foi a
qualidade projetada (apenas duas vezes).
91
Características do QFD tradicional
Métodos de Ecodesign
Qualidade
planejada
Qualidade
projetada
Desdobramento
do QFD em
fases
Correlação das
características
da qualidade
Desdobramento
da VoC em
níveis
Pontuação dos métodos
ambientais de QFD
Legenda:
1 QFDE
X X √ X X 1
√
- apresenta (ao menos em parte)
2 Environmental QFD √ X X X X 1 X - não apresenta nada
3 QFD de Hochman e O'Connell √ √ X √ √ 4
4 Eco-QFD de Ernzer e Birkhofer X X X X √ 1
5 GQFD √ √ X √ X 3
6 3D-QFDE X X X X X 0
7 Eco-VOC X X X X √ 1
8 EI2QFD X X X X √ 1
9 Green QFD-II X X X √ X 1
10 IGQFD √ X X √ X 2
11 QFDE/LCA/TRIZ X X √ X X 1
12 QFDE/LCA X X √ X X 1
13 QFD-DfE X X X √ X 1
14
QFD de Wolniak e Sędek
X X X √ X 1
15 QFD based on RSP X X X X X 0
16 Eco QFD de Kuo et al. X X X X X 0
17 Eco QFD de Utne √ X X √ X 2
Soma das características atendidas pelos
métodos
5 2 3 7 4
Figura 40. Matriz comparativa entre QFDs ambientais e características do QFD tradicional
92
3.2 FMEA tradicional e FMEAs ambientais
São apresentados a seguir conceitos básicos relacionados à aplicação do FMEA
tradicional, além dos dois métodos de FMEA de ecodesign e suas análises críticas.
3.2.1 Failure Mode and Effect Analysis
Utilizado com maior intensidade na indústria automobilística a partir da década de
70, o FMEA pode ser definido como uma ferramenta que busca, em princípio, evitar, por
meio da análise de falhas potenciais e propostas de ações de melhoria, que ocorram falhas
no projeto do produto ou do processo (TOLEDO; AMARAL, sem data). Ou seja, em
outras palavras, pode-se dizer que o FMEA busca aumentar a confiabilidade, reduzindo a
probabilidade de que falhas ocorram, podendo resultar na insatisfação do consumidor e em
casos mais graves, até na sua morte. Pode-se dizer que o FMEA é um método pró-ativo,
implicando na eliminação do problema potencial antes mesmo que ele ocorra (PALADY,
1997).
O FMEA pode ser aplicado tanto ao desenvolvimento de produtos quanto no
processo, sendo as etapas de aplicação exatamente iguais, alterando-se apenas os objetivos
(PALADY, 1997). Deste modo, é possível se classificar o FMEA de produto como uma
ferramenta que evita que falhas ocorram no produto decorrente da fase de projeto,
enquanto que o FMEA de processo busca evitar que falhas ocorram na fase de processo de
produção com base nas especificações de projeto.
De acordo com Palady (1997), todas as variações do FMEA devem incluir cinco
elementos básicos para garantir sua eficiência e eficácia, sob pena da contribuição final em
termos de qualidade e confiabilidade ser muito pequena ou até mesmo nula. Estes cinco
elementos são:
93
1.
Planejar o FMEA através da seleção de projetos com maior potencial de
retorno de qualidade e confiabilidade para a organização e seus clientes;
2.
Identificar os modos de falha (como pode falhar?), a causa da falha (por que
falha?) e seus efeitos (o que ocorre quando falha?);
3.
Quantificar e avaliar os níveis de ocorrência, de severidade e de detecção
para cada função identificada no produto;
4.
Priorizar os modos de falha potenciais que serão tratados em primeiro lugar;
5.
Acompanhamento com auxílio de outras ferramentas de suporte à qualidade
e à confiabilidade.
Para Palady (1997), a utilização adequada do FMEA pode trazer uma série de
benefícios, entre eles:
•
Economia de recursos e tempo de desenvolvimento;
•
Fornece uma referência rápida para a solução de problemas;
•
Reduz mudanças no projeto;
•
Aumenta a satisfação dos clientes, prevenindo que falhas ocorram;
•
Captura e mantém o conhecimento do produto e do processo na
organização.
Porém, embora o método apresente uma série de benefícios através da sua
utilização e seja uma exigência em normas de qualidade como a ISO 9000 e a
Total
Quality Management
(TQM), são conhecidos obstáculos à utilização do FMEA em muitas
organizações, entre eles a formação de equipes de aplicação e dificuldades na atribuição de
pesos (PALADY, 1997).
Antes de aplicar o FMEA, deve-se realizar primeiramente uma etapa de
planejamento, objetivando selecionar o grupo de aplicação e o responsável pelo FMEA,
quais produtos/processos trabalhar e a forma de abordagem (
top-down
, caso seja feita a
94
análise na ordem sistema, subsistema e componentes,
ou
bottom-up
, ou seja, na ordem
componentes, subsistema e sistema).
Uma regra sugerida por Palady (1997) é para desenvolver cada coluna
separadamente para evitar a síndrome do “e se” e avançar para outras prematuramente para
as outras colunas do FMEA.
Os membros da equipe de aplicação do FMEA devem somar entre 5 a 7 pessoas e
devem ter uma compreensão sólida sobre as exigências e especificações do projeto. O
FMEA apresentado por Palady (1997) apresenta a seguinte figura:
Figura 41. Formulário do FMEA: adaptado de Palady (1997)
O cabeçalho deve conter informações, como a descrição do
produto/processo/serviço, sobre a equipe de FMEA, documentos que podem ser alterados,
além de informações sobre as datas das revisões já realizadas e responsáveis.
No campo “Função” deve-se identificar todas as funções do
produto/sistema/componente, incluindo as formas incorretas de utilização.
Em “Modo de Falha” deve-se descrever como a função deixa de desempenhar seu
papel. O modo de falha pode ser visto como uma expressão negativa da função.
95
O Efeito deve apresentar as consequências do modo de falha sob a perspectiva do
cliente. Estas informações podem ser obtidas através de pesquisas de marketing, relatórios
de garantia da empresa e até mesmo do SAC.
Na coluna “Causa” deve constar as causas ou razões que levam ao acontecimento
do modo de falha. Sugere-se que apenas as causas mais básicas, ou seja, as mais
representativas sejam identificadas.
O campo “S”, de severidade, mede o índice de risco para a segurança do cliente e
consequências para o bem estar financeiro da organização. Os valores atribuídos à
severidade variam de 1 a 10, sendo do menor ao maior risco. Por exemplo, atribui-se 1
quando a falha não é percebida pelo cliente e 10 quando oferece risco de morte para o
cliente ou coloca em risco a continuidade operacional da organização.
A ocorrência (índice “O” da tabela do FMEA) busca identificar a frequência que o
modo de falha ou causa ocorre. Neste caso, atribui-se o valor 1 quando a frequência é
extremamente remota e o valor 10 quando a ocorrência é certa. Palady (1997) sugere neste
caso que as empresas adotem índices de falhas percentuais dos registros de qualidade de
fabricação. Um exemplo seria atribuir o valor 1 para ocorrência de falhas entre 0 e 0,01% e
10 para ocorrência de falhas superior a 25%. Outras organizações utilizam outros índices,
como chamadas para assistência técnica/1.000 ou defeitos/milhão.
O campo “D” busca medir a chance de se detectar o modo de falha ou suas causas
antes de chegar ao cliente, sendo este não necessariamente o cliente final. Neste caso,
quanto menor o valor atribuído, maior será a chance de detecção, por exemplo, se detecção
quase certa se atribui o valor 1 e se a detecção quase impossível, se usa o valor igual a 10.
O índice
Risk Priority Number
(RPN) mede o grau de risco do modo de falha é
calculado através da multiplicação dos itens severidade (S), ocorrência (O) e detecção (D).
96
Segundo Palady (1997), o índice RPN pode ter duas formas diferentes de interpretação: a
tradicional e a pró-ativa.
A primeira sugere que os índices com maior valor RPN tenham prioridade no
processo de tomada de decisão pela empresa. Já a interpretação pró-ativa consiste em dar
prioridade àqueles modos de falha de maior grau de severidade e de ocorrência com o
auxílio do gráfico de áreas como é apresentado na figura 42:
Figura 42. Gráfico de áreas do FMEA
Na figura 43 é mostrado um exemplo de como é aplicado o FMEA de produto. Sua
aplicação se inicia, primeiramente, com o planejamento das atividades, que consiste em
identificar quais produtos ou processos que serão analisados; formação de equipes
pequenas e multidisciplinares; planejamento de reuniões e a preparação da documentação
necessária, tais como desenhos, listas de peças, FMEAs anteriores e estatísticas de falhas
(TOLEDO; AMARAL, ca. 2000
8
).
8
Apostila disponível no endereço eletrônico: http://www.gepeq.dep.ufscar.br/publicacoes_det.php?idp=99
97
FMEA de Produto
FMEA de Processo
S O D R
Pastilha de freio
do VW GOL 1.0
Permitir a
frenagem do
veículo
Desgaste
acelerado
Acidente/
Colisão
do
veículo
MP de
qualidade
inferior
Controle de
qualidade
realizado
pelo
fornecedor
10 2 9 180
Busca por
novos
fornecedores de
MP
A. Silva
01/06/2008
Folha: 1/1
O D R
Causa da
Falha
Controles
Atuais
Descrição
Produto/Processo
Função
produto
Tipo de
Falha
Efeito da
Falha
FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)
Código Peça: ABX4508
Nome da Peça: Pastilha de freio
Data: 12/05/2008
Ações
Recomendadas
Índices
Índices Atuais
Ações de Melhoria
Responsável/
Prazo
Medidas
Implantadas
S
Figura 43. Exemplo de aplicação do FMEA de produto
Realizado o planejamento das atividades, a tabela do FMEA deve ser preenchida
com as informações a respeito do produto/ processo, como código e nome, assim como a
data em que foi feita a aplicação.
As primeiras seis colunas da tabela correspondem, sequencialmente, a descrição do
produto ou processo, a função do produto, ao tipo de falha que está sujeito, ao efeito que a
falha pode resultar, a causa da falha, e aos controles atualmente adotados pela empresa.
Os critérios S, O e D são simplificações dos nomes “severidade”, “ocorrência” e
“detecção”, isto é, respectivamente se trata do grau de perigo da falha, a freqüência que
ocorre e a dificuldade de se observar que a falha está presente em um determinado produto
ou processo. Cada critério recebe um índice numérico que varia entre 1 e 10, que variam de
menor para maior grau respectivamente. A multiplicação de cada um destes índices
determina o valor de R “risco”, que permite priorizar 3 ações de melhoria do maior valor
para o menor. Estas ações devem ser descritas, assim como o responsável e o prazo para a
implementação. Implantadas as medidas, o FMEA poderá ser aplicado novamente com o
objetivo de acompanhar se o risco realmente foi reduzido.
98
3.2.2 E-FMEA ou EEA (Environmental Effect Analysis)
O E-FMEA, conhecido como
Environmental Failure Mode and Effect Analysis
, e
mais tarde denominado de
EEA (Environmental Effect Analysis)
pelo nome FMEA ser uma
marca registrada, foi desenvolvido por uma agência de consultoria da Suécia
(HRM/Ritline) e é apresentado como uma metodologia de DfE para o processo de
desenvolvimento de produtos (LINDAHL, 1999).
Este método é uma modificação do FMEA tradicional, mas que ao invés de
enfatizar nos riscos de falhas potenciais, sua ênfase está nos aspectos ambientais. O
objetivo do E-FMEA é permitir que melhorias ambientais possam ser realizadas nos
produtos logo nas suas primeiras etapas de projeto, identificando e avaliando impactos
ambientais potenciais em todas as fases do ciclo de vida do produto (LINDAHL, 2000).
Data
9/8/1999
Nº Fase do CV Atividade
Aspecto
Ambiental
Impacto
Ambiental
S I A EPN/F Recomendações
Decisões
Tomadas
S I A EPN/F Dept./Ass.
Produção
Limpar e pintar
o gabinete
Emissões na
atmosfera
Redução da
camada de
ozônio
2 1 2 5/3
Verificar a
possibilidade de
gabinete pré-
pintado
Uso
Uso de
detergentes
Lançamento
no meio
aquático
Eutrofização 1 2 1 4/3
Descarte
Desmontagem
de
componentes
eletrônicos
Contaminação
do solo com
materiais
tóxicos
Toxidade 3 2 2 7/8
Os componentes
plásticos contém
materiais
tóxicos?
Máquina Lava-Roupas C.Jonson XYZ-001
Características Ambientais Índices Ações de Melhoria
E-FMEA (Environmental FMEA Design)
Produto Responsável Projeto
Figura 44. Exemplo de E-FMEA
De acordo com o autor, o E-FMEA pode utilizar os resultados da aplicação de uma
ACV inicial, bem como as saídas do E-FMEA podem ser utilizadas para a ACV em áreas
específicas.
Como pode ser observado no formulário do E-FMEA na figura 44, o primeiro passo
da aplicação deste método consiste em identificar as fases do ciclo de vida e todas as
atividades conectadas a esta fase, como produção e transporte.
99
O passo seguinte é a identificação dos aspectos ambientais envolvidos, tais como
emissões atmosféricas ou contaminação do solo, e logo em seguida os impactos ambientais
(efeito estufa, redução da camada de ozônio etc).
Diferentemente do FMEA tradicional, os critérios onde são atribuídos os pesos são
diferentes neste método. Os três critérios apresentados são: S = controle de documentos, I
= imagem pública e A = conseqüências ambientais. Cada um deles recebe um índice
numérico variando de 1 a 3, cuja soma resulta no EPN, isto é, o EPN = S+I+A. O critério F
que é mostrado ao lado do EPN significa a possibilidade de melhoria ambiental. Para ele é
designado um valor entre 1 a 9, sendo o número menor (1) quando não há nenhuma
possibilidade de melhoria e o maior (9) quando as possibilidades de melhoria são muito
boas. Na atribuição de índice para o critério F, devem-se considerar esforços em tempo,
custo e necessidades técnicas.
O último passo do E-FMEA é a recomendação de ações, que servirão de base para
que decisões sejam tomadas. Implantadas estas decisões, o E-FMEA poderá ser aplicado
sucessivas vezes a fim de diminuir o índice EPN.
Segundo Palady (1997), entre os elementos que compõem o FMEA estão a
identificação da função do produto/sistemas/sub-sistemas/componentes, seus modos de
falhas, suas causas e efeitos para cada componente do produto. Quando se busca identificar
estes elementos citados por Palady no E-FMEA, pode-se associar a coluna “Atividade” do
método de Lindahl a função, o “Aspecto ambiental” a causa e o “Impacto ambiental” aos
efeitos. Observa-se, porém, que as atividades causadoras de problemas ambientais do E-
FMEA não são associadas a nenhum sistema, sub-sistema ou componente do produto,
dificultando o processo de tomada de decisão para a melhoria do produto.
Quanto aos índices do E-FMEA, um determinado problema de ordem ambiental
pode estar associado a um grau de ocorrência e de detecção, índices presentes no FMEA
100
tradicional. Por exemplo, uma bomba de injeção de um veículo pode apresentar uma
frequência de falha (Ocorrência) que leva ao maior consumo de combustível, podendo se
caracterizar como um impacto ambiental devido a utilização de um recurso não-renovável
(derivado de petróleo). Os índices de ocorrência e detecção não são previstos no método de
Lindahl.
A atribuição de pesos para impactos ambientais no E-FMEA pode ser considerada
subjetiva o bastante para não trazer grandes benefícios para o meio ambiente, uma vez que
somente uma técnica como a ACV consegue medir de forma precisa cada impacto
ambiental do ciclo de vida do produto. O mesmo pensamento se aplica ao critério F, que
representa a possibilidade de melhoria ambiental, já que o peso é atribuído subjetivamente
pela equipe de FMEA.
Os modos de falha ambientais poderiam também ser integrados ao FMEA
tradicional, onde o índice de severidade responderia pela gravidade ambiental da falha,
evitando-se assim a utilização de um novo método pelos designers.
3.2.3 Integração FMEA-TRIZ
O FMEA elaborado por Yen e Chen (2005) considerou a integração de uma matriz
de relação ao método a fim de auxiliar no processo de recomendações e tomada de decisão.
Esta matriz relaciona as causas ambientais com 7 elementos propostos pela WBCSD
(World Business Council for Sustainable Development) para o desenvolvimento de
produtos/processos ambientalmente melhores.
As intensidades destas relações são definidas através de símbolos, conforme a
figura 45:
101
Relação forte
Relação média
Relação fraca
Figura 45. Diagrama de relação
Da mesma forma observada nos métodos anteriores, a aplicação neste caso também
é apresentada como uma seqüência de passos para auxiliar no processo de aplicação. A
figura 46 apresenta um exemplo de aplicação do método a um aspirador a vácuo.
Efeito Causa
Não
otimização da
funcionalidade
dos produtos
Execução
difícil
2 3 1 6
Manutenção
incômoda
Limpeza
difícil
2 4 1 8
Consumo de
energia
Baixa
eficiência
4 3 1 12
Barulho 3 4 1 12
Emissões 3 3 1 9
R Eco-RPN
Fase do
ciclo de
vida
Maximizar o uso
sustentável de recursos
renováveis
Estender a durabilidade
dos produtos
Aumentar a intensidade
de serviços dos produtos
E
Saúde
Índices
Uso
Falha
ambiental
Elementos
de
eficiência
ambiental
Reduzir a intensidade de
material em produtos e
serviços
Reduzir a intensidade de
energia em produtos e
serviços
Reduzir a dispersão de
tóxicos
Aumentar a reciclagem de
materiais
C
Figura 46. Exemplo de aplicação da integração FMEA e Matriz
O passo inicial consiste em identificar as falhas ambientais potenciais (causas e
efeitos) para todas as fases do ciclo de vida do produto, que pode ser possível através de
sessões de
brainstorming
9
com os membros da equipe de aplicação do FMEA-TRIZ.
No momento seguinte deve ser feito a avaliação do índice Eco-RPN, ou número de
prioridade de risco ambiental. Este número consiste em multiplicar os índices de três
9
Técnica que consiste em gerar idéias para a solução de problemas através de sessões em grupo de três a dez
pessoas (ROZENFELD et al., 2006)
102
critérios propostos: Impacto ambiental (E), perspectiva do consumidor (C) e cumprimento
com as normas (R). Estes índices variam entre “1” e “5”, onde “1” significa baixo impacto
ambiental, baixa importância para o consumidor e total conformidade com as normas
ambientais; por outro lado, o índice “5” expressa alto impacto ambiental, alta importância
para o consumidor e nenhuma conformidade com as normas ambientais. Deste modo, os
índices com maior Eco-RPN têm prioridade na tomada de decisão.
Apesar da vantagem de integrar o método TRIZ para auxiliar a equipe de
desenvolvimento no processo de tomada de decisão, alguns problemas podem ser
identificados. De modo semelhante ao E-FMEA, a integração entre FMEA-TRIZ não
associa os efeitos e causas ambientais a um modo de falha e a um componente de um
produto como ocorre no método tradicional.
Os índices propostos pelos autores são semelhantes ao E-FMEA, com excessão do
índice C que neste caso se refere a perspectiva do consumidor para cada falha ambiental,
sendo que o método de Lindahl possui o índice I relacionado a imagem pública da
empresa. Com relação a este índice C, observou-se que o método não apresenta como o
nível de importância do consumidor deve ser verificado/analisado.
A exemplo do E-FMEA, nota-se a necessidade de identificar outros índices, como
ocorrência e detecção de cada falha.na integração FMEA-TRIZ.
Apresentados os métodos de QFD e FMEA de ecodesign, inicia-se no capítulo
seguinte a identificação e a proposição de critérios ambientais e operacionais que
permitirão a análise destes dezenove métodos. Uma matriz comparativa contendo
objetivos, principais diferenças, críticas e aplicação para os métodos de QFD e FMEA de
ecodesign podem ser visualizadas nos apêndices C e D desta dissertação.
103
4 ANÁLISE DOS MÉTODOS QFD E FMEA DE ECODESIGN
Este capítulo inicia com uma apresentação dos critérios e requisitos sugeridos para
métodos de ecodesign conforme encontrado na literatura obtida através da revisão
bibliográfica sistemática. Este conjunto de critérios e requisitos permitiu-se então propor
três critérios ambientais e seis critérios operacionais para métodos de ecodesign baseados
em QFD e FMEA, que depois de validados com especialistas, tornou possível analisar os
dezenove métodos apresentados no capítulo 3 desta dissertação.
4.1 Critérios e requisitos ambientais e operacionais para métodos de ecodesign
Como resultado da revisão bibliográfica sistemática, foi possível encontrar uma
série de sugestões sobre critérios, requisitos e características que os métodos de ecodesign
devem considerar, tanto de modo a garantir o desenvolvimento de produtos
ambientalmente melhores que aqueles tradicionais, quanto para promover maior utilização
no PDP.
O trabalho mais antigo encontrado sobre critérios ambientais foi proposto por
Rivera-Becera e Lin (1999). Segundo estes autores, critérios e métricas ambientais devem
considerar todo produto e suas fases do ciclo de vida, incluindo outras questões de projeto,
como desmontagem, reparo, reciclagem, conformidade e regulamentação, disposição,
impacto sobre a saúde e a segurança e minimização de materiais perigosos.
Griese et al. (2005) listam três princípios básicos que um projeto orientado para o
meio ambiente deve considerar. Estes princípios são listados a seguir:
•
As questões ambientais devem ser consideradas logo nas primeiras fases do
projeto do produto;
104
•
Deve-se considerar todas as fases do ciclo de vida, incluindo o fechamento
do ciclo de vida do produto;
•
Deve-se promover a conservação de recursos, redução do aquecimento
global, conservação da camada de ozônio e reduzir/eliminar a toxicidade de
materiais/substâncias.
Já Hauschild et al.
(2005) apontam alguns requisitos operacionais a serem considerados
por métodos de ecodesign, definidos por:
•
O método deve ser simples, de fácil entendimento e uso;
•
O método deve ser de fácil aquisição, ou seja, o método não deve ser de alto custo
para a empresa;
•
Deve ser objetivo, significando que duas ou mais pessoas qualificadas devem
atingir os mesmos resultados quando aplicado o método;
•
Deve ser válido, isto é, o método deve medir, indicar ou predizer exatamente o que
pretendem;
•
O método deve ser robusto, relativamente insensível a mudanças no ambiente de
aplicação;
•
Deve promover melhoria do entendimento e predição, onde boas métricas, modelos
e ferramentas de suporte à decisão devem ajudar na predição de processos e
parâmetros de produtos.
Knight e Jenkins (2009) estabeleceram 8 questões com o objetivo de se levantar
critérios de avaliação para métodos de ecodesign:
•
O método suporta os requisitos dos produtos?
105
•
O método considera normas e legislação ambiental de produtos?
•
O método pode ser utilizado pela empresa ou requer profissionais experientes para
isso?
•
Reduz o risco de se esquecer de elementos importantes?
•
Pode ser utilizado na medida em que novos produtos são lançados pela empresa?
•
O método é fácil de usar, fácil de adaptar e implementar?
•
Ele reduz o tempo do processo de desenvolvimento?
•
É de baixo custo para a empresa?
Ritzén e Lindahl (2001) ressaltam ainda outras características ambientais e de
aplicação importantes para os métodos de ecodesign. A primeira destas características é se
o método promove a integração entre pessoas de diferentes áreas. Segundo os autores,
equipes multi-funcionais são um dos fatores de sucesso na integração dos aspectos
ambientais no desenvolvimento de produtos. Os outras características envolvem os tipos de
dados (qualitativos ou quantitativos), facilidade de entendimento, aprendizado, perspectiva
de ciclo de vida e considerações econômicas, como custos, e marketing.
Byggeth e Hoschschorner (2006) sugerem que métodos de ecodesign permitam
realizar análise de
trade-offs
. Segundo os autores a análise de
trade-offs
permite auxiliar na
escolha de alternativas de projeto, analisar a ocorrência de impactos ambientais ou mesmo
comparar alternativas de melhoria ambiental. Os resultados da pesquisa dos autores
apontaram que dentre quinze métodos inicialmente selecionados, apenas quatro
consideraram situações de
trade-offs
.
Bocs e Pascual (2004) apresentam que os métodos de ecodesign devem ser fáceis
de aplicar. De acordo com os autores, entre diversas barreiras à disseminação dos conceitos
106
de ecodesign dentro das empresas está a complexidade dos métodos disponíveis, o que
limita sua aplicação no PDP.
Também relacionado a aplicação, Ramírez (2009) apresentou critérios para seleção
de métodos de alocação em Avaliação do Ciclo de Vida. Os critérios apresentados
buscaram identificar se os métodos exigem outros dados, se são muito demorados de
aplicar e se suas aplicações exigem muito conhecimento matemático.
Para Waage (2007), as características e critérios para o desenvolvimento de
produtos sustentáveis devem considerar:
•
a diminuição do fluxo e volume de materiais e produtos;
•
utilizar materiais não tóxicos e não poluentes;
•
garantir condições de trabalho seguras, sem práticas discriminatórias e sem
trabalho forçado e infantil, tanto para a empresa, quanto para seus fornecedores.
Lindahl (2005) levantou, após entrevistas com
designers
, requisitos relacionados a
aplicação que os métodos de ecodesign devem atender. Estes requisitos são:
•
Facilidade de entender. O método deve ser intuitivo, lógico e fácil de entender.
Deve passar uma sensação para o
designer
de facilitação e simplificação do
trabalho.
•
Fácil de aplicar no trabalho. Ser capaz de entender como o método se encaixa no
trabalho do designer, não haver necessidade de entendê-lo por completo, não ser
necessário longos manuais e descrições de como utilizá-lo. Os
designers
entrevistados responderam dar preferência por métodos que requeiram o mínimo de
treinamento e que possam ser utilizados imediatamente.
107
•
Outras características importantes citadas por Lindahl para métodos de ecodesign
incluem: rápida aplicação, ser de preferência baseado em sistemas computacionais
e facilidade em observar seus benefícios.
Segundo Vezzoli e Sciama (2006) para o projeto de produtos para o meio ambiente,
métodos de ecodesign devem permitir: a redução do consumo de material e energia,
redução do risco de toxicidade, conservação de recursos e bio-compatibilidade, otimização
da vida de produtos e componentes, extensão da vida dos materiais e questões envolvendo
o projeto para a desmontagem (
design for disassembly
), pensando nas alternativas de fim-
de-vida do produto.
Fargnoli (2005) sugere que os métodos de ecodesign utilizados nas fases iniciais do
desenvolvimento de produtos satisfaçam requisitos operacionais, como: sejam fáceis de
usar, não requeiram grande quantidade de informações e que sejam mais rápidos de aplicar
comparados a métodos quantitativos, como os baseados na ACV.
Maxwell e van der Vorst (2003) definiram uma série de requisitos para métodos que
objetivam o desenvolvimento de produtos e serviços sustentáveis, chamada de SPSD
(
Sustainable Product and Service Development
). Os requisitos ambientais que compõem o
SPDS consistem em:
•
Para a fase de extração de matéria-prima:
o
Reduzir ou eliminar uso de fontes não-renováveis;
o
Reduzir o volume de materiais usados;
o
Substituir matérias-primas perigosas;
o
Facilitar a recuperação, reuso e reciclagem.
108
•
Para a fase de produção:
o
Otimizar uso de tecnologias de produção;
o
Eliminar ou reduzir emissões no ar, efluentes, perdas e uso de energia.
•
Para a fase de distribuição:
o
Verificar a necessidade de transporte;
o
Eliminar ou reduzir emissões no ar e perdas.
•
Fase de consumo:
o
Eliminar ou reduzir perdas do produto, da embalagem e no consumo.
•
Para a fase de fim de vida:
o
Estender o tempo de vida do produto através do projeto para reparo
(
Design for repair
) e projeto modular;
o
Facilitar a recuperação de componentes para o reuso, reciclagem e
disposição final.
Para Talbot (2005), a aplicação do ecodesign deve obedecer uma sequência de
atividades, definida por: reduzir o número de material utilizado no produto, reduzir o
consumo de energia durante a manufatura e uso do produto, aumentar a vida útil do
produto, e considerar questões de fim-de-vida, como facilidade de desmontar, reparar e
reciclar.
Lofthouse (2006) conduziu uma pesquisa com
designers
, permitindo identificar
requisitos de aplicação para práticas de Ecodesign para a proposição de um framework
chamado de “Informação/Inspiração”. Os requisitos identificados por Lofthouse baseavam
em: utilizar guias simplificados para a aplicação da ferramenta de Ecodesign, haver
109
disponibilidade de informações, foco no aprendizado, não utilização de linguagem
científica, uso de figuras e imagens que facilitem a visualização e facilidade de acesso
através de websites.
Pigosso (2008) sugeriu a classificação de métodos de ecodesign de acordo com suas
características como segue abaixo:
•
Quanto à natureza do objetivo principal do método, ou seja, se é prescritiva,
comparativa ou analítica;
•
Pelo tipo de ferramenta. Os métodos foram classificados se eram
checklists,
guidelines, matrizes
ou
softwares
;
•
Natureza dos dados de entrada e saída, isto é, se os dados de entrada e saída eram
qualitativos ou quantitativos;
•
Área de pesquisa que originou o método, ou seja, se o método tem origem no
Desenvolvimento de Produtos ou se é originário do ecodesign ou mesmo da Gestão
Ambiental;
•
Tempo demandado para aplicação: se o consumo de tempo é alto ou baixo;
•
Custo de aplicação alto ou baixo;
•
Grau de especialização do usuário alto ou baixo;
•
Fases do ciclo de vida são considerados, tais como: extração de matéria-prima,
manufatura, uso e descarte;
•
Se aspectos ambientais são considerados pelo método;
•
O nível de maturidade do método, ou seja, se é apenas teórico, se já teve aplicação
em caráter experimental ou se já tem uso consolidado;
110
•
Se o método avalia impactos ambientais;
•
Se o detalhamento dos métodos são superficiais, sucintos ou completos;
•
Se existe indicação de utilização conjunta com outros métodos e ferramentas;
•
Se o setor para qual o método foi desenvolvido é identificado.
Por esta dissertação ter como objetivo identificar apenas requisitos/critérios ambientais
e operacionais para métodos de ecodesign, aqueles que estão relacionados às outras
questões sustentáveis, como as sociais e econômicas, não serão consideradas.
A tabela 13 apresenta uma síntese dos critérios e requisitos sugeridos pelos autores
para os métodos de ecodesign, divididos em ambientais e operacionais.
111
Tabela 13. Critérios e requisitos ambientais e operacionais para métodos de ecodesign
Critérios e requisitos
Autores Ano Ambientais Operacionais
Rivera-Becera, Lin 1999 Considerar fases do ciclo de vida do produto
Atividades relacionadas ao fim-de-vida do produto
Conformidade e regulamentações
Reduzir impactos sobre a saúde/segurança
Reduzir a utilização de materiais perigosos
Griese et al. 2005 Considerar fases do ciclo de vida do produto
Atividades relacionadas ao fim-de-vida do produto
Conservação de recursos
Reduzir impactos ambientais
Hauschild et al. 2005 Fácil de usar
Demanda pouco recurso financeiro
Objetivo
Robusto (insensível a mudanças)
Válido
Knight, Jenkins 2009 Suporte a legislação ambiental de produtos Suporte a requisitos dos produtos
Não requer uso de especialistas
Reduz risco de se esquecer de elementos importantes
Fácil de usar
Demanda pouco recurso financeiro
Reduz tempo de desenvolvimento
Ritzén, Lindhal 2001 Considera fases do ciclo de vida do produto Permite integração com pessoas de diferentes áreas
Preferências por uso de dados qualitativos
Fácil de usar
Considera questões econômicas/marketing
112
Byggeth, Hoschschorner
2006 Perspectiva de sustentabilidade Permite análise nálise de trade-offs
Avalia impactos ambientais
Bocs, Pascual 2004 Baixa complexidade dos métodos
Ramírez 2009 Necessário muito conhecimento matemático
Baixo tempo de aplicação
Necessidade de muitos dados
Waage 2007 Redução do volume
Reduzir o consumo de recursos
Utilização de materiais perigosos
Considera questões sociais de trabalho
Lindahl 2005 Fácil de entender
Fácil de aplicar
Ajustável a diferentes contextos
Não necessita de colaboração excessiva
Rápido
Intuitivo e lógico
Facilidade no entendimento dos benefícios
Baseado em sistemas computacionais
Lindahl et al. 2003 Fácil de usar
Fácil de entender
Gera resultados que podem ser comparáveis
Estruturado para o desenvolvimento de produtos
Integrado a outros métodos e ferramentas existentes
Baseado em checklists
Baseado em Internet
Vezzoli e Sciama 2006 Redução do consumo de materiais e energia
Redução da toxicidade
Conservação de recursos e bio-compatibilidade
113
Questões relacionadas ao fim-de-vida do produto
Fargnoli 2005 Fácil de usar
Não requer um alto nível de informação (input)
Não demanda muito tempo
Maxwell e van der Vorst
2003 Reduzir uso de material
Considerar estratégias de fim-de-vida do produto
Eliminar/reduzir perdas/emissões/efluentes
Considerar todas as fases do ciclo de vida do produto
Otimizar questões sociais e econômicas
Talbot 2005
Matéria-prima reciclável e sem risco ao meio
ambiente
Reduzir uso de material
Reduzir consumo de energia na manufatura/uso
Questões relacionadas ao fim-de-vida do produto
Pigosso 2008 Considera fases do ciclo de vida Tempo de aplicação
Considera aspectos ambientais Custo de aplicação
Avalia impactos ambientais Grau de especialização do usuário
Nível de maturidade do método
Nível de detalhamento do método
Identificação do setor específico de utilização
Lofthouse 2006 Guia simples de aplicação
Disponibilidade de informação
Foco no aprendizado
Não faz uso de linguagem científica
Utilização de figuras/imagens
Facilidade de acesso (Internet)
114
Encontrados os critérios e requisitos para os métodos de ecodesign na literatura,
buscou-se agrupar termos relacionados a um mesmo contexto ou significado. Para isto
foram selecionadas palavras-chave entre os requisitos e critérios identificados na literatura
que fossem similares e que pudessem ser agrupadas a um mesmo critério ambiental ou
operacional, reduzindo-se assim a necessidade de haver muitos critérios, utilizando-se da
idéia de um dicionário tesauro como apresentado na metodologia deste trabalho. Ao
mesmo tempo, foi considerado o sentido do requisito/critério apresentado pelos autores da
revisão bibliográfica sistemática. Por exemplo, na tabela 14 observa-se que aspectos
ambientais, conservação de energia, redução de emissões/efluentes/perdas/toxicidade, etc
são termos relacionados a uma mesma categoria, a de Impactos Ambientais. Deste modo
foi possível estabelecer três critérios relacionados ao meio ambiente e outros seis critérios
operacionais. As tabelas seguintes, 14 e 15, apresentam todos os critérios apresentados na
tabela 13, mas agrupados.
Tabela 14. Agrupamento de palavras-chave para critérios e requisitos ambientais
Critérios e requisitos ambientais Palavras-chave
Fases do Ciclo de Vida Considerar as fases do ciclo de vida do produto
Considerar estratégias de fim-de-vida do produto
Conformidade e regulamentação Conformidade e regulamentação
Suporte a legislação ambiental
Impactos ambientais Impactos ambientais
Aspectos ambientais
Conservação de energia
Reduzir uso de material
Reduzir emissões/efluentes/perdas
Reduzir toxicidade
Conservação de recursos
Materiais perigosos
Impactos sobre saúde/segurança
115
De acordo com a tabela 14, várias palavras-chave foram agrupadas de modo a se
reduzir o número de critérios ambientais. O primeiro grupo de palavras-chave,
relacionadas ao Ciclo de Vida do produto apresenta termos envolvendo as estratégias de
fim-de-vida do produto. Termos relacionados à conformidade, regulamentação e leis
ambientais foram agrupadas no critério/requisito Conformidade e regulamentação. Já para
o grupo de palavras-chave relacionado ao critério/requisito impacto ambiental, como foi
considerado que emissões, efluentes, toxicidade, periculosidade de materiais e conservação
de recursos são termos associados à ocorrência de impactos ambientais.
Já a tabela 15 apresenta a definição dos requisitos operacionais de forma similar ao
que foi realizado para os requisitos ambientais. Ou seja, buscou-se organizar termos
similares que identificassem um mesmo requisito operacional.
Tabela 15. Agrupamento das palavras-chave para definição dos requisitos operacionais
Critério/requisito operacional Palavras-chave
Facilidade de uso Fácil de usar
Complexidade dos métodos
Necessário muito conhecimento matemático
Fácil de entender
Fácil de aplicar
Intuitivo e lógico
Sistemas computacionais
Checklists
Internet
Nível de detalhamento
Uso de linguagem científica
Simples aplicação
Uso de dados qualitativos
Uso de figuras/ imagens
Custo Nível de especialização do usuário
Sistemas computacionais
Especialistas
Colaboração excessiva
Demanda pouco recurso financeiro
116
Tempo Objetivo
Intuitivo e lógico
Reduz tempo de desenvolvimento
Rápido
Necessita de muitos dados
Baixo tempo de aplicação
Não requer grande quantidade de informação
Resultados que podem ser comparáveis
Integrado a outros métodos/PDP
Validado Robusto
Válido
Reduz risco de esquecer de elementos
importantes
Visualização de benefícios Fácil de entender os benefícios
Objetivo
Foco no aprendizado
Análise de
trade-offs
Análise de
trade-offs
Deste modo, agrupados os critérios e requisitos das tabelas 14 e 15, foi possível
definir três critérios ambientais e seis requisitos operacionais como consta nas tabelas 16 e
17. Cada critério apresenta uma breve descrição dos requisitos que devem ser obedecidos,
baseando-se no que os autores sugerem na literatura.
117
Tabela 16. Requisitos/critérios ambientais
Requisito/critério Descrição Referências
Fases do Ciclo de Vida
do Produto
O método deve considerar em seu modelo
todas as fases do ciclo de vida do produto
para atender este critério, ou seja, da extração
de matéria-prima, indústria de base,
manufatura do produto, uso e disposição
final, além de todas as atividades de
transporte existentes entre as fases. Também
deve incluir as estratégias de fim-de-vida do
produto, como reciclagem, remanufatura e
reuso, e seus requisitos.
(RIVERA-BECERA;
LIN, 1999; GRIESE et
al
.
, 2005; RITZÉN;
LINDAHL, 2001;
MAXWELL; VAN
DER VORST, 2003;
VEZZOLI; SCIAMA,
2006; TALBOT, 2005;
WAGE, 2007;
PIGOSSO, 2008).
Conformidade e
Regulamentação
O método deve considerar a legislação
ambiental de produto para os países/regiões
onde serão produzidos, utilizados e dispostos.
(KNIGHT; JENKINS,
2009; RIVERA-
BECERA; LIN, 1999)
Impactos Ambientais O método deve identificar e avaliar todos os
impactos ambientais potenciais do ciclo de
vida do produto, como conservação de
recursos naturais e energia, toxidade humana,
e efeitos sobre emissões no ar, na água e no
solo.
(RIVERA-BECERA;
LIN, 1999; GRIESE et
al., 2005; BYGGETH;
HOSCHSCHORNER,
2006; WAGE, 2007;
VEZZOLI; SCIAMA,
2006; MAXWELL;
VAN DER VORST,
2003; PIGOSSO,
2008)
118
Tabela 17. Requisitos/critérios operacionais
Requisito/critério
Descrição
Referências
Facilidade de uso O método será considerado de fácil
utilização quando os procedimentos de
aplicação se apresentam bem detalhados,
utilizar figuras/imagens, descrever cada
atividade e não apresentar modelos
matemáticos e cálculos complexos que
envolvam o uso de linguagem científica.
HAUSCHILD et al., 2005;
KNIGHT; JENKINS, 2009;
RITZÉN; LINDAHL, 2001;
BOCS; PASCUAL, 2004;
RAMÍREZ, 2009;
LINDAHL, 2003;
FARGNOLI, 2005;
LOFTHOUSE, 2006)
Custo Um método será considerado custoso
quando houver necessidade de treinamento
e/ou especialistas, consultoria ou aquisição
de softwares .
(HAUSCHILD et al
.
, 2005;
KNIGHT; JENKINS, 2009;
PIGOSSO, 2008)
Válido A validade do método será comprovada
quando houver estudos de caso na literatura
sobre sua aplicação em empresas.
(HAUSCHILD et al., 2005;
PIGOSSO, 2008)
Tempo O método poderá ser considerado rápido
quando seu tempo de aplicação for menor
quando comparado a métodos
quantitativos, como aqueles baseados na
ACV e se não demandar uma grande
quantidade de dados.
(LINDAHL, 2005;
FARGNOLI, 2005;
PIGOSSO, 2008;
RAMÍREZ, 2009)
Visualização dos
benefícios
Quando o método apresentar quais são os
benefícios e principais resultados da sua
aplicação.
(LINDAHL, 2005)
Análise de
trade-
offs
Quando houver análise de
trade-offs
entre
requisitos somente ambientais, entre
requisitos somente de produto e entre
requisitos ambientais e de produto.
(BYGGETH;
HOSCHSCHORNER, 2006)
Os critérios ambientais e operacionais identificados na literatura são pouco
específicos quando se observa a grande variedade de métodos de ecodesign publicados nos
últimos dez anos. Em outras palavras, os critérios ambientais e operacionais apresentados
na tabela 13 e agrupados nas tabelas 16 e 17 tratam apenas de recomendações genéricas e
não apontam como devem ser considerados de forma mais objetiva aos métodos de
ecodesign.
Assim, foram apresentadas propostas de como os critérios e requisitos já
identificados podem ser considerados nos métodos de ecodesign baseados no QFD e no
119
FMEA, considerando as particularidades de cada método, como sua estrutura,
características e aplicação, apresentadas nos subcapítulos para os métodos tradicionais.
Deste modo, para a análise ambiental dos métodos QFD e FMEA de ecodesign, foram
propostos os seguintes critérios ambientais, divididos entre Fases do Ciclo de Vida,
Conformidade e Regulamentação, e Impactos Ambientais:
•
Fases do Ciclo de Vida
Considerando-se que normalmente os requisitos dos clientes estão relacionados à
fase de uso do produto, este critério busca identificar se os itens da qualidade exigida
contemplam todas as fases do ciclo de vida do produto, ou seja, se são considerados
requisitos relacionados à fase de extração de matéria-prima, manufatura, uso, fim-de-vida e
transporte entre as fases. Deste modo se propôs o seguinte critério para métodos QFD:
o
QFD: são considerados requisitos ambientais relacionados ao ciclo de vida
do produto (não somente a fase de uso)?
Com relação ao FMEA, o critério tem por objetivo avaliar se o método identifica
quais fases do ciclo de vida que cada modo de falha pode ocorrer no produto, estabelecido
pela seguinte questão:
o
FMEA: são identificadas em quais fases do ciclo de vida que o modo de
falha pode ocorrer?
•
Conformidade e Regulamentação
Tendo a legislação ambiental um importante requisito a ser cumprido pelos
produtos em suas diferentes fases do ciclo de vida, o critério a seguir busca identificar se o
120
método de QFD considera as leis ambientais, além de normas ambientais de produto, como
um item da qualidade exigida.
o
QFD: a legislação ambiental e normas ambientais são consideradas como
um requisito de produto?
Considerando-se que a legislação ambiental é um item a ser cumprido pelos
produtos, no caso do FMEA, o critério a seguir busca identificar se o descumprimento
destas leis é tratado como um modo de falha.
o
FMEA: o método considera o descumprimento da legislação ambiental
como um modo de falha?
•
Impactos Ambientais
Este critério busca identificar no QFD se os impactos ambientais que podem ser
causados pelos produtos são considerados como itens das características da qualidade e se
podem ser avaliados de forma objetiva e quantitativa, ou seja, se os impactos ambientais
relacionados à qualidade exigida podem ser medidos de forma a determinar de forma
precisa o peso da correlação.
o
QFD: os impactos ambientais são considerados como requisitos técnicos
(característica da qualidade) que permitem ser correlacionados com a
qualidade exigida pelo cliente e avaliados de forma objetiva e quantitativa?
De acordo com Wenzel, Hauschild e Alting (2001), as formas de impactos
ambientais podem ser de abrangência global, regional ou local. No primeiro caso se
121
enquadram o aquecimento global, redução da camada de ozônio, toxicidade
10
e consumo
de recursos não-renováveis. De abrangência regional tem-se danos a florestas/ vegetação e
a lagos/águas costeiras e, em nível local, impactos físicos
11
, toxicidade local e consumo de
recursos renováveis.
Com relação à avaliação objetiva e quantitativa de impactos ambientais, ainda
segundo Wenzel, Hauschild e Alting (2001), o princípio de avaliação de um impacto
ambiental potencial é dado pela multiplicação da quantidade de substância emitida pelo
potencial de impacto da substância. Assim, o método só avaliará os impactos ambientais se
obedecer o princípio apresentado acima.
No caso do FMEA, o critério tem por objetivo identificar se para cada modo de
falha ambiental é associado um impacto ambiental. O critério também busca identificar se
estes impactos ambientais potenciais são avaliados objetivamente e quantitativamente, isto
é, se o peso atribuído à severidade de cada modo de falha é medido baseando-se no
impacto ambiental. O critério é apresentado a seguir:
o
FMEA: os impactos ambientais estão associados aos modos de falha
potenciais e são avaliados de forma objetiva e quantitativa?
Já os critérios operacionais Facilidade de Uso, Custo, Tempo, Validado, Visualização
de benefícios e Análise de
trade-offs
para os casos de QFD e FMEA são apresentados a
seguir:
10
Decorrente do uso de substâncias como ftalatos e pesticidas que trazem efeitos tóxicos em diferentes
organismos (WENZEL; HAUSCHILD; ALTING, 2001)
11
Como por exemplo: erosão, perda da qualidade visual, inundações decorrentes da má absorção do solo
(WENZEL; HAUSCHILD; ALTING, 2001)
122
•
Facilidade de Uso
Este critério busca avaliar se os métodos baseados em QFD e FMEA apresentam os
passos e etapas relacionadas a aplicação detalhados, além de não fazer uso de modelos
matemáticos que não fazem parte do conhecimento da equipe de desenvolvimento de
produto, de modo que possam ser facilmente compreendidos e aplicados. O critério é
definido pela seguinte questão:
o
QFD e FMEA: o método tem suas etapas de aplicação detalhadas e não faz
uso de linguagem matemática complexa (de não conhecimento pelos
designers
)?
Para Rozenfeld et al. (2006), a equipe de desenvolvimento de um produto
normalmente envolve membros de diferentes áreas, sendo mais comum pessoas de
marketing, engenharia e de produção. Portanto, de modo a atender este requisito
operacional, a linguagem matemática ou técnica empregada nos métodos de QFD e FMEA
ambientais devem ser familiares às áreas citadas.
•
Custo
O critério Custo tem por objetivo identificar se os métodos baseados em QFD e
FMEA requerem o uso de softwares específicos, treinamento de funcionários,
consultoria ou contratação de especialistas, isto é, qualquer necessidade que gere custo
para a empresa para a aplicação do método, definido pela questão:
o
QFD e FMEA: o método requer a aquisição de softwares, contratação de
especialistas e/ou treinamento?
•
Tempo
123
O critério “tempo” busca avaliar se o método de ecodesign baseado em QFD e
FMEA é aplicado de forma mais rápida ou demorada com base no número de etapas de
suas versões tradicionais conforme apresentadas nos subcapítulos 3.2.1 para o QFD e
3.3.1 para o FMEA. Ou seja, se um determinado método apresentar maior número de
etapas que sua versão tradicional, ele será considerado demorado. A situação oposta,
ou seja, o método será rápido quando tiver menos etapas que sua versão tradicional.
Uma situação intermediária, isto é, nem demorado, nem rápido (atendimento parcial do
critério), será identificada se o método apresentar o mesmo número de etapas que a
versão tradicional. Assim, este critério ficou definido pela questão:
o
QFD e FMEA: o método apresenta maior número de passos que sua versão
tradicional?
•
Validado
O método será considerado validado quando for encontrada na literatura exemplos
relacionados a sua aplicação em empresas, no desenvolvimento de produtos,
apresentando inclusive resultados de sua utilização. Assim, o critério estabelecido
consiste na seguinte pergunta:
o
QFD e FMEA: o método foi aplicado em empresas?
•
Visualização dos benefícios
Este critério tem por finalidade identificar se o método apresenta claramente quais
seus objetivos, benefícios e principais resultados que podem ser obtidos através de sua
aplicação.
124
o
QFD e FMEA: o método apresenta quais os principais benefícios e
resultados de sua aplicação?
•
Análise de
Trade-Offs
Este critério permite identificar se o método baseado em QFD considera conflitos e
relações entre os os requisitos ambientais e de produto, tanto para a qualidade exigida
quanto para as características da qualidade.
o
QFD: o método permite identificar relações/conflitos entre os requisitos
ambientais e de produto da qualidade exigida e das características da
qualidade?
No caso do FMEA, o critério permite analisar se o método ambiental identifica
possíveis relações e conflitos entre as recomendações propostas pela equipe de
desenvolvimento para os modos de falha.
o
FMEA: o método permite identificar relações/conflitos entre as
recomendações propostas?
Definidos os três critérios ambientais e os seis critérios operacionais específicos
para os métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA, a etapa seguinte consistiu em
validá-los junto a especialistas através de um questionário cujo exemplo se encontra no
apêndice B. Como resultado da aplicação, foram respondidos oito questionários, sendo
dois de especialistas da área ambiental de produtos, três de autores sobre requisitos
ambientais para métodos de ecodesign e três de especialistas em desenvolvimento de
produtos, obtendo-se as seguintes proporções apresentadas nas figuras 47 e 48 para os
critérios ambientais e operacionais respectivamente:
125
Figura 47. Critérios ambientais mais importantes segundo os especialistas entrevistados
Figura 48. Critérios operacionais mais importantes segundo os especialistas entrevistados
Observa-se que, de acordo com os especialistas, quando consideradas todas as
respostas dos questionários, a diferença de importância entre os critérios foi pouco
significativa, mostrando que todos os critérios são importantes para a análise dos métodos
de ecodesign. Outra constatação se refere a que nenhum especialista sugeriu a inclusão de
126
um novo critério, seja ambiental ou operacional. Assim, se obteve a seguinte ordem de
importância para os critérios ambientais e operacionais:
•
Critérios ambientais:
o
Avalia impactos ambientais;
o
Considera a legislação ambiental;
o
Considera o ciclo de vida do produto.
•
Critérios operacionais:
o
Validado;
o
Rápida aplicação;
o
Fácil de usar;
o
Baixo custo;
o
Analisa
trade-offs;
o
Visualização dos benefícios.
4.2 Resultados da análise ambiental e operacional dos métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA
Definidos os critérios ambientais e operacionais através das entrevistas com os
especialistas
,
tornou-se possível então analisar quais dos 19 métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA contemplam mais critérios sob o ponto de vista ambiental e da
aplicação (operacional). Para isso foi utilizada uma matriz baseada na casa da qualidade
que permitiu correlacionar os 19 métodos de QFD e FMEA com os três critérios
ambientais e os seis critérios operacionais. Conforme apresentado na metodologia deste
trabalho, o pesquisador utilizou-se de uma escala Likert para as correlações entre os
127
critérios e os métodos, além dos pesos para cada critério ter sido atribuído à ordem de
importância definida pelos especialistas.
A figura 49 apresenta a matriz de correlação entre os critérios ambientais e
operacionais com os métodos QFD e FMEA de ecodesign, com respectivos pesos e
resultados.
128
Critérios Peso
QFDE
Environmental QFD
QFD de Hochman e
O'Connell
Eco-QFD de Ernzer e
Birkhofer
GQFD
3D-QFDE
Eco-VOC
EI2QFD
Green QFD-II
IGQFD
QFDE/LCA/TRIZ
QFDE/LCA
QFD-DfE
QFD de Wolniak e
Sędek
QFD based on RSP
Eco QFD de Kuo et al.
Eco QFD de Utne
E-FMEA
FMEA TRIZ
Fases do Ciclo de Vida do Produto
1
Conformidade e Regulamentação
2
Impactos Ambientais
3
Facilidade de uso
4
Custo
3
Tempo
5
Aplicado
6
Visualização de benefícios
1
Análise de
trade-offs
2
Métodos de ecodesign baseados em QFD
Métodos de
ecodesign
baseados
em FMEA
AmbientaisOperacionais
Score
dos critérios ambientais
Score
dos critérios operacionais
Figura 49. Modelo de correlação entre os critérios ambientais e operacionais com os métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA
129
O método QFDE apresentou o peso 3 para a correlação “Considera Ciclo de Vida
do Produto” uma vez que são considerados requisitos ambientais do produto das fases de
manufatura, de uso, estratégias de fim-de-vida e disposição final, tais como: fácil de
processar e montar, baixo consumo de energia, fácil de reusar/desmontar e seguro para o
aterro. Porém, apesar do QFDE identificar algumas formas de impacto ambiental como
requisitos técnicos, como poluição do ar/água/solo e toxidade, estes impactos não são
medidos de forma objetiva e quantitativa, já que os pesos das correlações da matriz do
QFDE são atribuídos de forma subjetiva pela equipe de desenvolvimento, recebendo o
peso 2. Já para o critério “Conformidade e regulamentação”, o método recebeu o peso 1,
pois a legislação ambiental não foi considerada como um item da qualidade exigida.
Com relação aos requisitos operacionais, o QFDE apresentou um alto resultado por
apresentar detalhadamente suas etapas de aplicação e não fazer uso de modelos
matemáticos, não necessitar da contratação de especialistas ou da compra de softwares, se
basear na mesma estrutura do QFD tradicional, ou seja, não possuindo mais etapas que o
método original, além de deixar claro quais os benefícios de sua aplicação. Por outro lado,
o QFDE não atendeu ao requisito de “Analisar
trade-offs
”, ficando com o valor 1 para esta
correlação.
O
Environmental
QFD recebeu peso 3 para o critério ambiental sobre fases do ciclo
de vida, pois apresentou como itens da qualidade exigida, requisitos dos clientes
relacionados às fases de extração de matéria-prima, manufatura, uso e disposição final.
Para conformidade e regulamentação, recebeu o peso 2 em razão de não ser considerada
como um requisito de produto, apenas um requisito técnico (características da qualidade).
130
Por não permitir avaliar impactos ambientais, o Environmental QFD recebeu peso 1 para
este critério ambiental.
Apesar do
Environmental
QFD apresentar detalhadamente suas etapas de aplicação,
o método apresenta a utilização de metodologia chamada de Teoria da Quantificação do
Tipo IV que necessita de cálculos de autovetor e requer dispêndios financeiros por parte da
empresa com treinamento e compra de software.
Esta metodologia também representa uma etapa adicional ao que se verifica no
QFD tradicional, além de uma grande quantidade de correlações (1.080 correlações
possíveis), prejudicando o requisito operacional “Tempo” apesar de se basear somente na
casa da qualidade. Os outros pesos se devem ao fato do método ter sido validado por meio
de aplicação em uma empresa do setor automobilístico (peso 3), deixar claro as principais
vantagens em utilizar da Teoria da Quantificação do Tipo IV (peso 3) e não permitir a
identificação de relações e conflitos para a qualidade exigida e para a qualidade planejada
através da análise de trade-offs (peso 1).
O terceiro método analisado, o QFD de Hochman e O’Connell, foi um dos métodos
com menor
score
ambiental entre os dezenove métodos apresentados. Para os três critérios
ambientais foram atribuídos valor 1 já que o método não considera requisitos relacionados
às fases do ciclo de vida do produto, não considera a legislação ambiental como um
requisito, além de não avaliar os impactos ambientais potenciais do produto. Por outro
lado, devido as semelhanças com o QFD tradicional, o QFD de Hochman e O’Connell foi
considerado fácil de usar, de baixo custo e de relativa rápida aplicação, já que apresenta as
mesmas etapas do QFD tradicional, ou seja, há desdobramento em componentes, processos
e produção. Também por se assemelhar ao QFD tradicional, considerando apenas algumas
questões ambientais para a qualidade exigida e as características da qualidade, foi atribuído
131
o peso 1 para o requisito operacional “Visualização de benefícios” e o peso 2 para “Análise
de
trade-offs
” já que somente são correlacionados itens das características da qualidade.
Analisando somente o Eco-QFD do modelo metodológico de DfE de Ernzer e
Birkhofer, embora os autores sugiram que os requisitos relacionados as fases do ciclo de
vida sejam considerados pelo método, os demais critérios ambientais, conformidade e
regulamentação e impactos ambientais, não são identificados, somando-se somente oito
pontos ambientais. Com relação aos requisitos operacionais, o método não foi validado em
uma empresa pelos pesquisadores, porém foi aplicado no desenvolvimento interno de um
protótipo de aspirador de pó, permitindo atribuir o peso 2 para esta correlação. Por não
permitir analisar
trade-offs
, o método recebeu o peso 1 para este requisito. Por não deixar
claro as principais vantagens em se utilizar a versão de QFD ambiental proposta, já que se
poderia utilizar o QFD tradicional, atribuiu-se o peso 1 para o requisito “Visualização de
benefícios”. Os demais requisitos operacionais foram considerados como atendidos (peso
3).
Para o método GQFD foi atribuído o peso 2 para o critério sobre fases do ciclo de
vida, pois apesar do método não apresentar requisitos relacionados as fases do ciclo de
vida do produto, os autores sugerem que a qualidade exigida seja obtida a partir dos
stakeholders
, o que leva a crer que a voz do cliente de diversas fases do ciclo de vida sejam
consideradas. A mesma correlação foi dada ao critério relacionado a legislação ambiental,
que apesar de não ser citado como um requisito de produto, entende-se que ao se
considerar
stakeholders
na obtenção da qualidade exigida, as leis ambientais sejam
incluídas. O critério sobre impactos ambientais recebeu peso 1, pois o método não permite
identificar e avaliar impactos ambientais. Com relação aos requisitos operacionais, o
GQFD não apresenta um exemplo de como é aplicado, restringindo-se apenas a um
framework
do método, recebendo, deste modo, o peso 2 para facilidade de uso. Em razão
132
de não necessitar de especialistas, treinamento ou compra de
softwares
, além de ter menos
etapas que o QFD tradicional, o GQFD foi considerado um método de baixo custo e
rápido. Por não ter sido aplicado em empresas, o GQFD não foi considerado como
validado (peso 1), mesmo peso atribuído para visualização de benefícios por não
apresentar quais suas vantagens em relação ao QFD tradicional.
O 3D-QFDE recebeu os mesmos pesos atribuídos ao QFDE já que se baseia no
mesmo método de Masui et al. (2001). Por outro lado, mesmo apresentando benefícios por
permitir comparar diferentes alternativas de projeto de ecodesign, o 3D-QFDE não
apresenta suas etapas de aplicação e nem tabelas necessárias para o cálculo, recebendo o
peso 2 para o requisito operacional sobre facilidade de uso. O mesmo peso foi dado ao
requisito “Tempo” por apresentar uma etapa adicional ao QFD para o cálculo das
melhorias de qualidade, ambiental e de custo, não realizando desdobramentos em
componentes e processos como no QFDE de Masui et al. (2001). O 3D-QFDE não foi
aplicado em empresas, ou seja, não foi validado. Atribuiu-se o peso 1 para
trade-offs
pois o
método não atendeu este requisito operacional conforme foi definido, apesar de permitir
comparar alternativas de projeto.
A Eco-VOC, por utilizar da VoC ambiental do QFDE de Masui et al. (2001) para a
geração da eco-VoC, permitiu-se atribuir o peso 3 para a correlação do método para fases
do ciclo de vida. Porém o QFDE simplificado de Yim e Herrmann não permite
correlacionar a eco-VoC com as métricas de engenharia ambientais, partindo-se
diretamente para a correlação da VoC convencional e ambiental com as partes dos
produtos. Por este motivo não é possível identificar e avaliar impactos ambientais através
do QFDE simplificado, resultando no peso 1 para o respectivo critério ambiental. O
mesmo peso foi designado para o critério sobre legislação ambiental já que este não é
considerado pelo método. Com relação aos requisitos operacionais, identificou-se que o
133
método foi considerado fácil de usar e de baixo custo, porém o método não permite realizar
análise de
trade-offs
, além de apresentar etapas adicionais ao QFD tradicional como a
matriz de relação entre as VoCs ambientais e tradicionais, embora não apresente demais
desdobramentos do QFD, justificando-se assim o peso 2. Pelo método não ter sido
validado, foi atribuído o peso 1 para este critério.
O método EI2QFD, por se utilizar do
Eco-indicator
99 (EI99), permite considerar
as fases do ciclo de vida do produto, recebendo deste modo o peso 3. Porém os autores
sugerem que os resultados do EI99 sejam transformados em uma escala semelhante ao
QFD tradicional, reduzindo a possibilidade de análise objetiva dos impactos ambientais no
produto (tabela 2). Deste modo, para o critério ambiental “Avaliação de impactos
ambientais” foi atribuído o peso 2 ao EI2QFD. Pelo fato do método não considerar a
legislação ambiental como requisito de produto, foi dado o peso 1 para este critério
ambiental.
No que se refere às questões operacionais do EI2QFD, por se utilizar de bases de
dados do EI99 e o IdeMat, ferramenta utilizada na escolha de materiais no projeto, os
designers
podem apresentar dificuldades ao utilizar estas referências para impactos
ambientais. Assim, mesmo os autores apresentando as etapas de aplicação do EI2QFD, foi
atribuído o peso 2 para o critério relacionado a facilidade de uso. Quanto à questão de
custo, apesar de proposta a utilização de um programa baseado no Microsoft Excel no
lugar de
softwares
como o SimaPro
12
, verifica-se a necessidade de treinamento para a
utilização dos resultados do EI99, resultando-se no peso 2 para o requisito operacional
custo. Por haver mais etapas que o QFD tradicional, foi atribuído peso 1 para tempo, além
de se ter atribuído também o peso 1 pelo método não ter sido validado e não realizar
análise de
trade-offs
. Por apresentar as vantagens do EI2QFD ao permitir melhor avaliação
12
Software utilizado na avaliação de impactos ambientais de produtos.
134
ambiental dos produtos por meio do EI99, foi atribuído o peso 3 para o requisito
relacionado a visualização de benefícios.
O método GreenQFD-II, em especial a casa verde ambiental (figura 19), por
considerar como fonte de dados os resultados da aplicação de uma ACV, permitiu-se
atribuir o valor 3 para o critério ambiental “Fases do Ciclo de Vida” e o peso 2 para o
critério ambiental “Impactos Ambientais”. Embora se utilize da ACV, o que a princípio
permitiria a avaliação de impactos ambientais, o peso 2 foi dado em razão do GreenQFD-II
interpretar qualitativamente os resultados da ACV para uma escala variando entre 1 e 10,
reduzindo a objetividade dos resultados, apesar de apresentar categorias de impactos
ambientais
13
, tais como esgotamento de recursos, saúde humana e impactos ecológicos.
Como o método não considera questões relacionadas as leis ambientais, foi atribuido o
peso 1 para este critério.
Para os requisitos operacionais, o GreenQFD-II foi considerado relativamente fácil
de aplicar pelo fato de se utilizar de dados muitas vezes não conhecidos pelos
designers
(provenientes da ACV e do LCC) apesar do método ter suas etapas de aplicação
detalhadas, ficando assim com o peso 2. Pelo mesmo motivo de se utilizar da ACV e do
LCC, o GreenQFD-II foi considerado um método custoso e demorado devido a
necessidade da compra de
softwares
, treinamento e apresentar maior quantidade de etapas
comparado ao QFD tradicional. Como o método não foi aplicado, apenas apresentado um
exemplo ilustrativo, recebeu peso 1 para o requisito sobre validação.
O método IGQFD, sob o critério relacionado a fases de vida do produto, recebeu o
peso 2. Esta atribuição foi dada em razão do método desconsiderar a fase de uso, apesar de
considerar as demais fases do ciclo de vida. Devido a importância ambiental que a fase de
uso apresenta, principalmente para aqueles produtos onde a maior parte dos impactos
13
Classe que representa as questões ambientais relevantes às quais os resultados do Inventário do Ciclo de
Vida (ICV) podem ser associados (ABNT, 2004).
135
ambientais estão relacionadas a sua utilização, optou-se por definir este critério como
atendido parcialmente. Com relação ao critério ambiental sobre impactos ambientais, em
razão do IGQFD se utilizar de uma versão simplificada e semi-quantitativa da ACV,
chamada de
Matrix Approach
, foi atribuído o peso 2 para esta correlação já que não é
possível analisar objetivamente os impactos causados pelo produto, além dos impactos
serem convertidos para pesos entre 0, 1, 3 e 9 como no QFD e não considerar os impactos
ambientais da fase de uso. O IGQFD não trata de questões relacionadas a legislação e
normas ambientais, recebendo assim o peso 1.
Quando observado sob a perspectiva operacional, o método foi considerado
relativamente fácil de aplicar pois as etapas relacionadas a utilização da
Matrix Approach
para exemplificação do IGQFD não são apresentadas. Ainda a respeito da
Matrix
Approach
, devido à sua característica simplificadora e semi-quantitativa da ACV, permitiu
classificar o IGQFD como sendo um método de baixo custo e de relativa aplicação rápida,
já que não apresenta desdobramentos em processo e produção presentes no QFD
tradicional. Por ter sido realizado um estudo de caso, o método foi avaliado com peso 3
para o requisito sobre validação. Por permitir a correlação entre as características técnicas e
demonstrar seus benefícios, principalmente comparado ao GreenQFD-II, o método IGQFD
recebeu os pesos 2 e 3 respectivamente.
As duas propostas de uso combinado do QFDE com a ACV e TRIZ permitiram
analisar, de forma objetiva e quantitativa, os impactos ambientais associados à VoC,
corrigindo esta deficiência até então identificada no método original de Masui et al. (2001).
Em ambos os casos, o critério ambiental sobre conformidade e regulamentação não foi
atendido. Relacionado aos requisitos operacionais, ambos os métodos foram considerados
relativamente fáceis de usar devido a descrição das etapas de aplicação, porém, levando-se
em consideração também a necessidade de informações detalhadas sobre ACV, podem
136
trazer dificuldades para
designers
não familiarizados com esta técnica. Em razão da
própria ACV, os métodos foram considerados custosos (compra de
softwares
e
treinamento) e demorados em virtude das etapas adicionais. Ambos deixam claro as
vantagens e benefícios em sua utilização (peso 3) e não analisam
trade-offs
(peso 1). A
única diferença registrada entre os métodos no
score
operacional se deve ao fato do uso
combinado do QFDE/ACV ter sido realizado aplicado em um estudo de caso enquanto que
o QFDE/ACV/TRIZ apenas em forma de exemplo.
O método QFD-DfE, por considerar fases do ciclo de vida entre os requisitos
ambientais do produto, permitiu atender o respectivo critério ambiental proposto. Já o
critério sobre impactos ambientais não foi atendido pois o método não identifica as formas
ou categorias de impactos, e consequentemente, não os avalia de forma objetiva. Também
não são realizadas considerações sobre a legislação ambiental. Quando observado o
método sob o ponto de vista operacional, verificou-se que o QFD-DfE pôde ser
considerado fácil de usar por suas etapas de aplicação serem apresentadas detalhadamente,
além de não utilizar de linguagem matemática não conhecida pelos
designers
. Também foi
considerado de baixo custo e rápido, até em função de se assemelhar ao QFD tradicional e
desdobrar até a fase componente somente. O método não foi validado (apenas apresentado
como um exemplo ilustrativo – peso 1) e permite identificar relações/conflitos entre
requisitos do produto, componentes e questões de qualidade, ambientais e de custo (peso
3).
O QFD de Wolniak e S
ę
dek recebeu peso 2 para a correlação com o critério de
impactos ambientais e legislação ambiental já que o método permite identificar algumas
formas de impactos ambientais (embora não os avalie) e considerar genericamente o
critério de conformidade e regulamentação através de um requisito conforme exemplo
apresentado na figura 26. O método também foi considerado fácil de usar por não utilizar
137
de linguagem matemática desconhecida por
designers
, não necessitar de
softwares
e
treinamento, até em razão de se assemelhar à casa da qualidade do QFD tradicional
(requisito operacional “Tempo”). Por não ter sido aplicado para produtos, apenas em um
estudo para uma cidade polonesa, atribuiu-se o peso 2 para este critério operacional. O
método permite identificar relações entre os requisitos técnicos, porém sem se preocupar
com conflitos, atendendo parcialmente este requisito. Com relação ao requisito sobre
visualização de benefícios, o método apresenta somente a vantagem de ser desenvolvido
para bens e serviços, sendo que na realidade trata-se apenas de uma matriz de QFD
tradicional focada somente em questões ambientais, recebendo o peso 1.
O método QFD baseado em RSP apresentou baixo
score
para os critérios
ambientais propostos. Por estar dirigido a avaliação da fase de uso de um serviço, o
método recebeu o peso 1 para fases do ciclo de vida. O mesmo peso foi atribuído ao
método para os demais critérios ambientais por não identificar e avaliar impactos
ambientais, além de não considerar questões relacionadas às leis e normas ambientais de
produto. Com relação à operacionalidade do método, foi constatado que suas fases de
aplicação apresentam-se bem detalhadas, não sendo necessário o uso de modelos
matemáticos mais complexos,
softwares
e treinamento, além de ter sido validado e
apresentar seus benefícios na seleção de serviços ambientais. Por apresentar duas etapas
adicionais (RSP e a avaliação dos serviços sob a ótica ambiental e não-ambiental) ao QFD
tradicional, apesar de se basear somente em uma matriz da qualidade (sem outros
desdobramentos), foi considerado que o método atende parcialmente ao requisito
operacional sobre tempo. Atribuiu-se o peso 1 para
trade-offs
já que este requisito,
conforme definido na metodologia, não foi atendido.
O Eco-QFD, proposto por Kuo et al. (2009), atendeu parcialmente o critério
ambiental sobre fases do ciclo de vida pois são considerados apenas as fases do ciclo de
138
vida para os requisitos técnicos (características da qualidade), e não para a VoC. O método
não permite avaliar os impactos ambientais para a qualidade exigida, uma vez que a
técnica
fuzzy
tem por objetivo, somente, identificar de forma mais precisa o valor dado
pelos consumidores para os pesos e correlações, enquanto que questões relacionadas as leis
e normas ambientais não são consideradas pelo método. Com relação aos requisitos
operacionais o método não foi considerado de fácil uso devido a quantidade de cálculos e
fórmulas matemáticas apresentadas para uso da técnica
fuzzy
, fator este que eleva o tempo
de aplicação (embora o método foque apenas na casa da qualidade) e requer contratação de
especialistas ou treinamento de
designers
, embora não haja necessidade de aquisição de
softwares
. Como o método foi aplicado, atribuiu-se o peso 3 para o requisito validação e o
peso 1 para análise de
trade-offs
já que conflitos e relações não são analisados.
O último método de QFD ambiental de produto, o Eco-QFD de Utne (2009), foi
avaliado com peso 1 para fases do ciclo de vida e conformidade e regulamentação por não
considerar estes critérios. Foi atribuído o peso 2 para avaliação de impactos ambientais
apenas por se identificar entre os requisitos das embarcações duas formas de impactos
ambientais, porém sem avaliá-las. O método foi considerado de fácil uso por não utilizar
de linguagem matemática complexa para
designers
e apresentar bem definidas as etapas de
aplicação, além de ser de baixo custo por não demandar treinamento, contratação de
especialistas ou mesmo compra de
softwares
. Entretanto, por haver uma matriz para
respostas gerenciais, esta adicional ao QFD tradicional, atribuiu-se o peso 2 para o
requisito operacional tempo (pois embora exista uma matriz adicional, não há os outros
desdobramentos do QFD), mesmo peso dado para análise de
trade-offs
. Pelo fato do
método não ter sido aplicado, foi atribuído o peso 1 para este requisito.
O método E-FMEA, por identificar as fases do ciclo de vida para cada atividade da
vida do produto, recebeu o peso 3 para este critério. O peso 2 foi atribuído ao critério sobre
139
conformidade e regulamentação devido ao exemplo apresentado pelo método não
considerar o descumprimento da legislação ambiental como um modo de falha, apesar de
analisar cada atividade relacionada ao produto segundo um índice S, este relacionado a
controle de documentos (normas e leis) ambientais. O critério sobre avaliação ambiental
também foi considerado como parcialmente atendido por avaliar os impactos ambientais de
forma subjetiva através de atribuição de pesos pela equipe de desenvolvimento de
produtos. Em relação aos critérios operacionais, observou-se que o E-FMEA é um método
de fácil utilização, de baixo custo, apresentando basicamente as mesmas etapas de
aplicação do FMEA tradicional e tendo sido aplicado.
A integração FMEA-TRIZ apresentou o mesmo desempenho ambiental que o E-
FMEA segundo os critérios propostos, entretanto, com relação aos requisitos operacionais,
apresentou um
score
inferior por não ter sido validado.
A figura 50 apresenta os resultados obtidos através da análise dos métodos.
140
Critérios Peso
QFDE
Environmental QFD
QFD de Hochman e
O'Connell
Eco-QFD de Ernzer e
Birkhofer
GQFD
3D-QFDE
Eco-VOC
EI2QFD
Green QFD-II
IGQFD
QFDE/LCA/TRIZ
QFDE/LCA
QFD-DfE
QFD de Wolniak e
Sędek
QFD based on RSP
Eco QFD de Kuo et al.
Eco QFD de Utne
E-FMEA
FMEA TRIZ
Fases do Ciclo de Vida do Produto
1 3 3 1 3 2 3 3 3 3 2 3 3 3 1 1 2 1 3 3
Conformidade e Regulamentação
2 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2
Impactos Ambientais
3 2 1 1 1 1 2 1 2 2 2 3 3 1 2 1 1 2 2 2
Facilidade de uso
4 3 2 3 3 2 2 3 2 2 2 2 2 3 3 3 1 3 3 3
Custo
3 3 1 3 3 3 3 3 2 1 3 1 1 3 3 3 2 3 3 3
Tempo
5 2 2 2 3 3 2 2 1 1 2 1 1 3 3 2 2 2 2 2
Aplicado
6 3 3 1 2 1 1 1 1 1 3 3 1 1 2 3 3 1 3 1
Visualização de benefícios
1 3 3 1 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 1 3 3 3 3 3
Análise de
trade-offs
2 1 1 2 1 2 1 1 1 3 2 1 1 3 2 1 1 2 1 1
11 10 6 8 9 11 8 11 11 10 14 14 8 11 6 7 9 13 13
54 44 42 51 43 38 42 30 31 52 39 27 51 53 54 43 44 54 42
Métodos de ecodesign baseados em QFD
Métodos de
ecodesign
baseados
em FMEA
AmbientaisOperacionais
Score
dos critérios ambientais
Score
dos critérios operacionais
Figura 50. Análise dos métodos QFD e FMEA de ecodesign segundo critérios ambientais e operacionais
141
Assim, conforme os pesos identificados, observa-se que entre os métodos
ambientais de QFD que são utilizados em conjunto com a ACV (LCA) apresentaram os
maiores pesos ambientais uma vez que esta técnica permite identificar e avaliar de forma
objetiva e quantitativa todos os impactos ambientais que ocorrem em todas as fases do
ciclo de vida do produto. Nesta situação, conforme se verifica através da figura 47, a
utilização conjunta do método QFDE com a LCA permitem atingir bons resultados
ambientais durante o desenvolvimento de produtos.
Porém, embora as integrações entre QFDE e LCA apresentem maiores vantagens
ambientais, o mesmo não pode ser considerado quando se trata da aplicação. Devido a
complexidade da avaliação de impactos ambientais, necessidade de treinamento,
especialistas e compra de
softwares
, e tempo necessário para a técnica de LCA, estes
métodos apresentaram uns dos menores pesos operacionais.
Verificou-se assim que entre os métodos de QFD, quanto maior os benefícios
ambientais que eles podem trazer no desenvolvimento de produtos, mais obstáculos
operacionais apresentarão, como pode ser visto na figura a seguir.
142
Figura 51. Gráfico percentual comparativo entre score dos critérios ambientais e operacionais para
os 19 métodos analisados
A figura 51 mostra que os métodos 11 e 12, representados respectivamente pelas
integrações QFDE/LCA e QFDE/LCA/TRIZ, embora apresentem maiores vantagens
ambientais (os métodos 18 e 19 se referem respectivamente ao E-FMEA e ao FMEA-
TRIZ), não são considerados adequados operacionalmente.
Por outro lado, os método QFDE, QFD de Wolniak e S
ę
dek e o QFD baseado em
RSP obtiveram a maior pontuação relacionada a questão operacional por ser considerado
fácil e rápido de aplicar, não ser necessário gastos financeiros com especialistas e
softwares
, além de ter sido validado através de aplicações reais no desenvolvimento de
produtos, embora nenhum deles permitissem avaliar impactos ambientais.
Entre os métodos de FMEA para ecodesign, observou-se o mesmo
score
ambiental
para o FMEA TRIZ e o E-FMEA, apenas apresentando maior vantagem operacional o
método de Lindahl por este ter sido validado.
143
Em relação aos critérios ambientais, tanto para os métodos de ecodesign baseados
em QFD, quanto em FMEA, verificou-se que “Conformidade e regulamentação” foi o
menos considerado pelos dezenove métodos de ecodesign analisados. Observa-se pela
figura 52 que este critério não foi atendido por catorze vezes e foi atendido parcialmente
por cinco vezes em razão de fazer alguma consideração às leis ambientais, embora ainda
não de acordo com os critérios propostos.
Figura 52. Relação entre métodos atendidos para conformidade e regulamentação
O segundo critério ambiental menos considerado foi “Impactos ambientais”.
Validado como o mais importante pelos especialistas, este critério foi atendido por duas
vezes, atendido parcialmente nove vezes e não atendido oito vezes. Ou seja, somente dois
métodos permitem considerar formas de impacto ambiental e também avaliá-los
objetivamente, sendo estes métodos derivados da integração com a ACV, como pode ser
visto na figura 53.
144
Figura 53. Relação entre métodos atendidos para impactos ambientais
Já o critério ambiental mais considerado entre os métodos QFD e FMEA de
ecodesign foi sobre as fases do ciclo de vida do produto, como consta na figura 54. Neste
caso, doze métodos atenderam totalmente ao critério, três atenderam parcialmente, ou seja,
consideravam algumas fases do ciclo de vida e quatro métodos não atenderam por
considerar requisitos de apenas uma fase do ciclo de vida.
Figura 54. Relação dos métodos atendidos para fases do ciclo de vida
Com relação aos requisitos operacionais, foi possível verificar que a maioria dos
métodos (10 métodos) foi considerado de fácil uso, isto é, não utilizava de linguagem
matemática de não conhecimento pelos
designers
e apresentavam detalhadamente suas
etapas de aplicação, como mostra a figura 55. Outros oito métodos atenderam parcialmente
145
este requisito, ou seja, ou não apresentavam as etapas de aplicação ou faziam uso de
cálculos ou informações não familiares para a equipe de desenvolvimento, e apenas um
método não atendeu o requisito operacional.
Figura 55. Relação dos métodos que atenderam o requisito facilidade de uso
Por meio do requisito operacional relacionado ao custo de aplicação, identificou-se
que a maior parte dos métodos (13) não requer a compra de
softwares
nem mesmo a
contratação de especialistas ou treinamento, enquanto dois métodos atendiam parcialmente
as exigências deste requisito operacional e quatro métodos não atendiam, conforme
apresenta a figura 56.
Figura 56. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional de custo
146
Verificou-se que a maior parte dos métodos atenderam parcialmente o requisito
sobre tempo de aplicação, como se observa na figura 57. Isto se deve ao fato de que onze
métodos apresentaram etapas semelhantes ao QFD tradicional ou apresentaram etapas
adicionais quando a quantidade de passos eram menor que a versão original. Entre os
demais oito métodos restantes, quatro atenderam o requisito tempo e os outros quatro não
atenderam.
Figura 57. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional tempo
Com relação ao requisito sobre validação, requisito operacional identificado como
o mais importante de acordo com os especialistas, observou-se que dez métodos não foram
validados em empresas, restringindo-se a aplicação apenas a exemplos ilustrativos ou em
alguns casos que apresentam apenas um
framework
do método (figura 58). Em dois casos,
no Eco-QFD de Ernzer e Birkhofer e no QFD de Wolniak e S
ę
dek, foi considerado
parcialmente atendido já que o primeiro desenvolveu um protótipo internamente a
universidade e o segundo, dirigido para produtos e serviços, teve sua aplicação somente
realizada no projeto de uma cidade. Os demais sete métodos foram considerados atendidos
pelo requisito operacional proposto.
147
Figura 58. Relação dos métodos que atenderam o requisito operacional de validação
O requisito sobre visualização de benefícios foi atendido quinze vezes, não
atendendo quatro vezes quando os autores não apresentaram os benefícios e resultados, já
que os métodos tratavam apenas de versões ambientais do QFD ou da casa da qualidade.
Figura 59. Relação dos métodos que atenderam o requisito sobre visualização de
benefícios
Por fim, verificou-se que doze métodos não atenderam ao requisito de análise de
trade-offs
, sendo atendido parcialmente por cinco vezes e não atendido por duas vezes,
conforme a figura 60.
148
Figura 60. Relação dos métodos que atenderam o requisito sobre análise de trade-offs
149
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O Ecodesign se apresenta como uma solução pró-ativa para se reduzir problemas
ambientais que os produtos geram nas fases do ciclo de vida, já na fase de
desenvolvimento, através do uso de um conjunto de práticas, estas podendo ser compostas
por métodos, ferramentas e
guidelines
.
Em razão disso, principalmente na última década, pôde ser observado um aumento
considerável no número de publicações de métodos de ecodesign, sendo uma parte destes
métodos tendo origem em outras práticas comuns na própria Engenharia de Produção, na
área de desenvolvimento de produtos, caso do QFD e do FMEA.
Devido ao grande número de práticas publicadas para o desenvolvimento de
produtos ambientais, observou-se que parte destas práticas não consideravam requisitos
importantes, tanto para o desempenho ambiental do produto, quanto para sua aplicação
durante o seu desenvolvimento. Tal observação levou pesquisadores identificar uma série
de requisitos que viessem a considerar para a melhoria ambiental e operacional das práticas
de ecodesign.
Este presente trabalho permitiu identificar os requisitos ambientais e operacionais
de métodos de ecodesign e agrupá-los, chegando assim em três critérios ambientais, isto é,
um conjunto de três considerações sob a perspectiva ambiental que as práticas de
ecodesign devem atender de modo a garantir o mínimo para o desenvolvimento de
produtos ambientalmente melhores, e seis requisitos operacionais para auxiliar na
aplicação. Porém estes critérios ambientais e requisitos operacionais trataram apenas de
recomendações genéricas para todas as práticas de ecodesign.
Com o objetivo de se analisar métodos de ecodesign baseados em QFD e FMEA,
foram adaptados os critérios ambientais e requisitos operacionais identificados na literatura
de modo que se adequassem as diferentes características destes métodos. Como resultado
150
do cruzamento destes critérios e requisitos específicos para os métodos de ecodesign
baseados em QFD e FMEA através de uma matriz de relação, permitiu-se chegar às
seguintes considerações:
Observou-se que normalmente os requisitos operacionais tempo e custo estão
relacionados à facilidade de uso, já que um interfere no outro. Em outras palavras, quanto
mais dificil for a aplicação de um método, mais demorado e mais custoso ele será. Nota-se
também que com excessão de alguns métodos, como o QFDE, que um maior
score
ambiental normalmente reflete em um baixo
score
operacional. Isto evidencia que quanto
maior for sua capacidade de principamente avaliar objetivamente impactos ambientais no
ciclo de vida do produto, maiores serão as dificuldades em sua implementação por conta de
custos com treinamento, especialistas e
softwares
, tempo de aplicação devido ao maior
número de passos e atividades, além de eventualmente considerar linguagem matemática e
informações não conhecidas por
designers
.
A identificação de que muitos métodos não são validados mostra que não existe a
preocupação de testar os métodos em um ambiente real de desenvolvimento de produtos e
com profissionais desta área. Isto leva à inviabilidade operacional dos métodos de
ecodesign uma vez que ao não aplicá-los, se impossibilita os
designers
auxiliarem na
melhoria destes métodos.
De modo geral, o QFDE foi o método de QFD que apresentou simultaneamente o
melhor desempenho ambiental e operacional, justificando ser referência de outra série de
métodos e integrações, como o eco-VoC, 3D-QFDE, e as integrações com a ACV e a
TRIZ. Além disso, o QFDE apresentou alguns dos critérios ambientais mais simples de ser
considerados, como os requisitos do produto estarem relacionados às fases do ciclo de vida
e, ao menos, identificar e correlacionar formas de impactos ambientais com a qualidade
151
exigida. Entre os métodos de FMEA, apesar das semelhanças com a integração FMEA
TRIZ, o E-FMEA pode ser considerado como a melhor alternativa.
Ao considerar as definições dadas sobre o que se trata o ecodesign no capítulo 2
desta dissertação, onde de forma geral os autores definem o termo como uma forma de se
desenvolver produtos de modo a se reduzir impactos ambientais em todo o ciclo de vida do
produto, conclui-se que ao menos 37% dos métodos de QFD e FMEA encontrados nem
mesmo poderiam ser considerados de ecodesign, já que não consideram todo ciclo de vida
do produto. Este percentual pode inclusive ser maior já que somente dois dos dezenove
métodos permitem identificar e avaliar os impactos ambientais gerados pelos produtos,
possibilitando assim reduzir impactos ambientais de modo eficaz.
Assim, conclui-se que os métodos de ecodesign precisam considerar durante a sua
fase de conceitualização e desenvolvimento um conjunto de fatores para que assim possam
ser mais facilmente inseridos no processo de desenvolvimento de produtos, além de
permitir ganhos ambientais, contribuindo para a redução de impactos ambientais do ciclo
de vida do produto.
Como alternativa para a melhoria ambiental e operacional dos métodos de
ecodesign baseados em QFD e FMEA, se faz as seguintes propostas de recomendações
para trabalhos futuros para cada critério e requisito identificado na literatura:
Nos casos dos métodos de QFD para ecodesign, observou-se que em poucos casos
os requisitos de produto estavam relacionados as fases do ciclo de vida. Uma vez que a
VoC é normalmente extraída a partir de consulta ao consumidor e as exigências dos
clientes estão associadas a fase que eles tem contato com o produto, ou seja, a fase de uso.
A proposta para a inclusão deste critério no QFD seria, então, de se levantar junto
aos
stakeholders
, isto é, acionistas, organizações governamentais, organizações não-
governamentais (ONGs), especialistas ambientais, comunidade acadêmica, associações
152
empresariais, além dos tradicionais clientes, todos os requisitos ambientais que envolvam
as fases do ciclo de vida do produto onde cada requisito identificado pelos
stakeholders
seria associado a uma determinada fase do ciclo de vida. Deste modo é possível considerar
todos os requisitos ambientais de projeto ao longo do seu ciclo de vida, permitindo atender
não somente às exigências dos clientes (consumidores finais), mas da sociedade.
Os requisitos para atendimento das estratégias de fim-de-vida dos produtos também
passam a fazer parte da matriz do QFD a partir do momento em que a consulta a VoC dos
stakeholders
também considera a opinião de profissionais que tenham conhecimento sobre
reciclagem, reuso, remanufatura, etc.
Com relação aos métodos FMEA de ecodesign, o E-FMEA é um exemplo de
método de ecodesign onde pode ser verificada a existência da identificação das fases do
ciclo de vida do produto. Neste caso é incorporada à tabela do FMEA uma coluna extra
que identifica em qual fase do ciclo de vida que o modo de falha pode ocorrer.
Para auxiliar na identificação dos modos de falha que podem ocorrer nas fases do
ciclo de vida do produto, sugere-se que a equipe de FMEA ambiental seja composta por
clientes e fornecedores além de pessoas da própria empresa.
O critério ambiental relacionado à conformidade e regulamentação poderia ser
tratado como requisitos da VoC para os métodos de QFD uma vez que cada país apresenta
uma legislação ou norma ambiental diferente quanto a produção, importação e descarte dos
produtos. Estes requisitos referentes a legislação e normas ambientais também podem ser
obtidas através dos
stakeholders
, a exemplo dos demais requisitos das fases do ciclo de
vida do produto.
Já para os métodos de FMEA, este critério ambiental pode ser observado pela
introdução uma coluna à tabela de FMEA que indicaria quais legislações ambientais
estariam sendo descumpridas e associá-las a cada modo de falha. Em outras palavras, os
153
modos de falha devem considerar falhas ambientais decorrentes do descumprimento de
normas. Por exemplo, supondo o desenvolvimento de um equipamento eletrônico no Brasil
e que seja exportado para algum país da Comunidade Européia. Um modo de falha
possível para este critério seria “Contém mercúrio” cuja legislação ambiental descumprida
seria a RoHS
14
.
O critério que prevê a avaliação de impactos ambientais e seus aspectos nos
métodos de ecodesign é um elemento importante para o QFD pois permite correlacionar
estes impactos com a qualidade exigida pelos
stakeholders
. Porém, observa-se que estes
métodos de ecodesign baseados no QFD tratam muitas vezes de apenas atribuir pesos, de
forma subjetiva, para as relações ambientais identificadas, sem de fato avaliar os impactos
ambientais.
Uma técnica precisa e utilizada na avaliação de impactos ambientais potenciais no
ciclo de vida do produto é a ACV. Todas as entradas e saídas do sistema de produto
(Inventário do Ciclo de Vida) são analisadas através de categorias de impactos ambientais.
Um exemplo de categorias de impactos ambientais pode ser encontrado no EDIP
(
Environmental Development of Industrial Products
) (THRANE; SCHMIDT, 2004), tais
como “Aquecimento Global”, “Destruição da Camada de Ozônio”, “Formação de Ozônio
Fotoquímico”, “Acidificação”, “Enriquecimento Nutricional”, “Eco-Toxidade”, “Toxidade
Humana”, “Resíduos Sólidos” e “Consumo de Recursos Naturais”.
No caso específico do QFD, estas categorias de impacto podem ser consideradas
como requisitos técnicos (característica da qualidade) que permitem ser correlacionadas
com a qualidade exigida. Com relação à atribuição dos pesos, os resultados normalizados
da ACV permitem identificar com maior exatidão aqueles impactos ambientais mais
importantes, diferentemente do caso onde atribuição de pesos seja realizada de maneira
14
Diretiva européia que proíbe o uso de certas substâncias perigosas nos produtos.
154
qualitativa. Estes resultados da ACV, depois de normalizados, poderiam ser ponderados
pelas equipes de desenvolvimento das empresas.
Da mesma forma verificada no QFD, a avaliação de impactos ambientais nos
métodos baseados em FMEA devem ser medidas de forma objetiva e quantitativa por uma
técnica que meça estes impactos, como a ACV. A identificação dos impactos ambientais, a
exemplo dos QFDs de Ecodesign, pode ser realizada através das categorias de impacto
encontradas no EDIP.
Com relação aos requisitos operacionais, foram sugeridas as seguintes propostas de
melhoria para futuros trabalhos:
Com relação à facilidade de uso, para que o método QFD de ecodesign seja
considerado de fácil utilização, considerando as características do método tradicional,
deve-se apresentar de forma detalhada os processos de elaboração da casa da qualidade,
seus desdobramentos e explicação das expressões matemáticas para cálculo dos itens que
compõem as matrizes.
A utilização de modelos matemáticos mais complexos, que envolvam linguagem
científica e que não fazem parte do cotidiano das equipes de desenvolvimento de produto
podem oferecer resistência a adoção destes métodos. No caso, deve-se evitar a utilização
destes modelos matemáticos, como a lógica
fuzzy
apresentada no Eco-QFD de Kuo et al.
(2009) para o cálculo do nível de importância atribuído pela VoC.
Observa-se que as dificuldades apontadas por Carnevalli, Miguel e Calarge (2008)
e Cheng e Melo Filho (2007) quanto a utilização do QFD tradicional também devem
compor o critério “Facilidade de uso”, como por exemplo se evitar trabalhar com matrizes
grandes e com muitos itens da qualidade exigida e das características da qualidade.
No caso de uma adaptação para uso no desenvolvimento de produtos com
características ambientais, as mesmas recomendações feitas para o QFD podem ser
155
aplicadas ao FMEA. Em outras palavras, os métodos ambientais de FMEA não devem
apresentar uso de linguagem científica complexa, além de ter os procedimentos de
aplicação e expressões matemáticas devidamente detalhadas e explicadas, assim como foi
estabelecido para os métodos de QFD ambientais.
Para o requisito operacional custo, os métodos de ecodesign baseados em QFD que
façam uso de
softwares
, como o caso do Environmental QFD de Kato e Kimura (2003) e a
Teoria da Quantificação do Tipo IV para análise dos resultados podem apresentar custos
para a empresa devido a necessidade de aquisição destes
softwares
, além da necessidade de
se investir recursos financeiros para consultoria e treinamento de funcionários para sua
utilização. Deste modo, sugere-se que métodos ambientais de QFD e FMEA evitem fazer
uso de
softwares
que envolvam custos para empresa e outras metodologias científicas de
não conhecimento dos
designers
que exijam gastos com treinamento ou contratação de
especialistas.
Este requisito operacional, juntamente com o requisito tempo, está associado a
“Facilidade de uso”, pois os métodos que exigem conhecimento matemático mais
complexo ou que não apresentam de forma detalhada as atividades de aplicação tendem ser
mais custosos por necessitar de treinamento/especialistas, além de demandar mais tempo
para aplicação. Ainda, com relação ao tempo de aplicação, recomenda-se que os métodos
de QFD e FMEA para ecodesign evitem apresentar um número de etapas superior a suas
versões tradicionais de modo a não tornar a aplicação mais demorada, podendo inclusive
comprometer o requisito de custo em razão do número de horas trabalhadas pela equipe de
desenvolvimento durante a aplicação do método.
Outra sugestão é que os métodos sejam sempre validados através de aplicações
reais no desenvolvimento de produtos, aumentando as garantias de sucesso quando
156
aplicados pela equipe de
designers
, já que pode-se observar que em alguns casos eram
apenas apresentados os métodos através de um
framework
ou exemplos ilustrativos.
Os métodos também devem apresentar quais suas vantagens e benefícios diante
outros métodos, além dos principais resultados obtidos por meio de sua aplicação. Este
requisito operacional facilita a seleção dos métodos pelos
designers
para diferentes
situações.
Por fim, o requisito para análise de
trade-offs
deve ser considerado para os métodos
de QFD e FMEA ambientais. Para o primeiro caso sugere-se que sejam identificadas
relações e conflitos entre os itens da qualidade exigida além do tradicional teto da casa da
qualidade do QFD a fim de identificar
trade-offs
entre os requisitos da VoC, já que uma
determinada exigência pode interferir na outra, seja de forma positiva ou negativa,
principalmente entre a VoC ambiental e a VoC tradicional. Para os métodos de FMEA,
sugere-se que a análise de
trade-offs
seja feita entre as ações de melhoria, pois a proposta
de uma pode interferir na outra.
Como contribuição, esta dissertação pode auxiliar na de outros métodos de
ecodesign, além de subsidiar o desenvolvimento de um novo método de ecodesign que
contemple as exigências ambientais e operacionais aqui apresentadas, podendo-se basear
em algumas das sugestões apresentadas para o caso dos métodos de ecodesign baseados
em QFD e FMEA.
157
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sustainability issues.
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and services.
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WONG, K., JUNIPER, J.
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Assessment Model: A Case Study on Computer Displays.
IEEE
, 2004.
170
APÊNDICE A - Classificação dos artigos na Revisão Sistemática
QFD e FMEA
Nome do Artigo Autores Ano Periódico
A Method to Support Environmentally Conscious Service Design Using QFD
Sakao,T., Watanabe, K., Shimomura, Y.
2003
Proceedings of EcoDesign 2003
A QFD-centred design methodology for environmentally conscious product design
Sakao, T.
2007
International Journal of Production Research
An Eco-Innovative Tool by Integrating FMEA and TRIZ methods
Yen, S., Chen, J.L.
2005
IEEE
Applying Quality Function Deployment to environmentally conscious design
Masui, K., Sakao, T., Kobayashi, M., Inaba, A.
2003
International Journal of Quality & Reliability Management
Combinatorial Usage of QFDE and LCA for Environmentally Conscious Design Sakao, T., Kaneko, K., Masui, K., Tsubaki, H. 2005 The Grammar of Technology Development (Book)
Development of a Hybrid Environmental Impact Assessment Model: A Case Study on Computer Displays
Zhou, X., Schoenung, J. M.
2004
IEEE
Eco-Voice of Consumer (VOC) on QFD Yim, H., Herrmann, C. 2003 Proceedings of EcoDesign 2003
E-FMEA - A new Promising Tool for Efficient Design for Environment
Lindahl, M.
1999
Proceedings of the 1st International Symposium on Env
EI2QFD - an Integrated QFD Approach or From the Results of Eco-indicator 99 to Quality Function Deployment
Ernzer, M., Matthei, C., Birkhofer, H. 2003 Proceedings of EcoDesign 2003
Environmental Effect Analysis - How does the method stand in relation to lessons learned from the use of other Design for Environment Methods
Lindahl, M.
2001
IEEE
Environmental Effect Analysis (EEA) - an Approach to Design for Environment
Lindahl, M.
2000
Royal Institute of Technology
Environmentally Conscious Design Support Tool in Early Stage of Product Development - Quality Function Deployment (QFD) for Environment: QFDE
Masui, K.
Evaluating Eco-Design Projects with 3D-QFDE Method and Life Cycle Cost Estimation
Shih, L., Liu, B.
2005
IEEE
Fuzzy Eco-Design Product Development by Using Quality Function Deployment Kuo, T-C., Wu, H-H. 2005 IEEE
Green Product Development in Quality Function Deployment by Using Fuzzy Logic Analysis
Kuo, T-C.
2003
IEEE
Green QFD-II: a life cycle approach for environmentally conscious manufacturing by integrating LCA and LCC into QFD matrices
Zhang, Y., Wang, H., Zhang, C. 1999 International Journal of Production Research
How to carry out lifecycle design? Methodical support for product developers
Ernzer, M., Birkhofer, H.
Improving the environmental performance of the fishing fleet by use of Quality Function Deployment (QFD)
Utne, I.B. 2008 Journal of Cleaner Production
Integrated green and quality function deployment
Cagno, E., Trucco, P.
2007
International Journal of Product Lifecycle Management
Integrating Design for Environment (DfE) Impact Matrix into Quality Function Deployment (QFD) Process
Rahimi, M., Weidner, M.
2002
The Journal of Sustainable Product Design
Integrating of environmental considerations in quality function deployment by using fuzzy logic
Kuo, T-C., Wu, H-H., Shieh, J-I.
2009
Expert Systems with Applications
Methods to support ecodesign in the product development process
Ernzer, M., Oberender, C., Birkhofer, H.
Module-Based Model Change Planning in Consideration of Environmental Impact and Customer Satisfaction
Watanabe, M., Takata, S. 2005 IEEE
QFDE (Quality Function Deployment for Environment) and LCA: An effective combination of tools for DfE
Sakao, T., Masui, K., Kobayashi, M., Inaba, A.
Quality Function Deployment (QFD) and the Environment Wong, K., Juniper, J.
171
Quality Function Deployment for Environment (QFDE) To Spread DFE on the Whole Company
Masui, K., Sakao, T., Kobayashi, M., Inaba, A.
Quality Function Deployment for Environment : QFDE (2nd Report) - Verifying the Applicability by Two Case Studies
Sakao, T., Masui, K., Kobayashi, M., Aizawa, S., Inaba, A.
2001 IEEE
Quality Function Deployment for Environment: QFDE (1st Report) - A Methodology in Early Stage of DfE
Masui, K., Sakao, T., Inaba, A.
2001
IEEE
Quality Function Deployment: Using the Customer to Outperform the Competition on Environmental Design
Hochman, S., O'Connell, P.
1993
IEEE
Redesign Methodology for Developing Environmentally Conscious Products
Bovea, M.D., Wang, B.
2007
International Journal of Production Research
Systematization of Product Life Cycle Technology Utilizing the QFD Method
Kato, S., Kimura, F.
2003
Proceedings of EcoDesign 2003
The Methodology for Selecting Product at Conceptual Design Boonkanit, P., Apikajornsin, A. 2005 IEEE
Using QFD method for the ecological designing of products and services
Wolniak, R., Sędek, A.
2008
Springer Science + Business
Using quality function deployment for technique selection for optimum environmental performance improvement
Halog, A., Schultmann, F., Rentz, O. 2000 Journal of Cleaner Production
Utilização do método FMEA para avaliação do risco ambiental
Zambrano, T.F., Martins, M.F.
2007
Gestão e Produção
Critérios
Nome do Artigo
Autores
Ano
Periódico
A Framework to Encourage Step-Change Reduction in Environmental Impact in the Creation of Eletronic Products
Low, M.K., Williams, D.J.
2001
IEEE
A method for sustainable product development based on a modular system of guiding questions
Byggeth, S., Broman, G., Robèrt, K-H.
2007
Journal of Cleaner Production
A system for integrating Design for Environment (DfE) Criteria into the new product introduction process
Neal, T.L., Heintz, M. 2001 IEEE
Adopting and applying eco-design techniques: a practitioners perspective
Knight, P., Jenkins, J.O.
2009
Journal of Cleaner Production
An Integrated Approach for the Development and Management of Environmentally Conscious Products
Fargnoli, M. 2005 IEEE
Design for Environment - Do We Get the Focus Right?
Hauschild, M.Z., Jeswiet, J., Alting, L.
Designers Utilization of and Requirements on Design for Environment (DfE) Methods and Tools
Lindahl, M. 2005 IEEE
Designing for Designers - Ecodesign Tools to Inform and Inspire
Lofthouse, V.
2003
IEEE
Developing sustainable products and services
Maxwell, D., van der Vorst, R.
2002
Journal of Cleaner Production
Development of product design requirements using taxonomies of environmental issues
Rounds, K.S., Cooper, J.S.
2002
Research in Engineering Design
Eco-Design and Beyond - Key Requirements for a Global Sustainable Development
Griese, H., Stobbe, L., Reichl, H., Stevels, A.
2005
IEEE
EcoDesign and future environmental impacts
Jeswiet, J., Hauschild, M.
2004
Materials & Design
EcoDesign and The Ten Golden Rules: generic advice for merging environmental aspects into product development
Luttropp, C., Lagerstedt, J.
2006
Journal of Cleaner Production
Ecodesign Practices in Industry: An Appraisal of Product Life Cycle Design Initiatives in SMEs Talbot, S. 2005 IEEE
Ecodesign tools for designers: defining the requirements
Lofthouse, V.
2006
Journal of Cleaner Production
Ecodesign: what's happening? An overview of the subject area of Ecodesign and the papers in this special issue
Karlsson, R., Luttropp, C. 2006 Journal of Cleaner Production
Eco-indicators in product development
Persson, J-G.
2001
IMechE
Engineering designers experience of design for environment methods and tools - Requirement definitions from an interview study
Lindahl, M.
2006
Journal of Cleaner Production
172
Environmental information for industrial designers
Bakker, C.
1995
Doctoral Thesis
From Life Cycle Assessment to Sustainable Production: Status and Perspectives Hauschild, M.Z., Jeswiet, J., Alting, L. 2005 Annals of the CIRP 54/2
Functional and environmental factors in early phases of product development - Eco Functional Matrix
Lagerstedt, J.
2003
Doctoral Thesis
Handling trade-offs in Ecodesign tools for sustainable product development and procurement
Byggeth, S., Hochschorner, E. 2006 Journal of Cleaner Production
Integrating Environmental Concerns into the Design Process: The Gap between Theory and Practice
Handfield, R.B., Melnyk, S.A., Calantone, R.J., Curkovic, S.
2001
IEEE
Life Cycle Design: from general methods to product type specific guidelines and checklists: a method adopted to develop a set of guidelines/checklist handbook for the eco-efficient design of NECTA vending machines
Vezzoli, C., Sciama, D. 2006 Journal of Cleaner Production
Measuring Environmental Consciousness in Product Design and Manufacturing
Rivera-Becerra, A., Lin, L.
1999
Concurrent Engineering: Research and Applications
Organising for environmental considerations in complex product development projects: implications from introducing a "Green" sub-project
Johansson, G., Magnusson, T. 2006 Journal of Cleaner Production
Principles and practice of ecological design
Shu-Yang, F., Freedman, B., Cote, R.
2004
Environment Review
Product classification to support approximate life-cycle assessment of design concepts Sousa, I., Wallace, D. 2006 Technological Forecasting and Social Change
Product Development with a Focus on Integration of Environmental Aspects
Tingström, J.
2007
Doctoral Thesis
Re-considering product design: a practical "road-map" for integration of sustainability issues
Waage, S.A.
2007
Journal of Cleaner Production
Selecting environmental indicator for use in strategic environmental assessment
Donnelly, A., Jones, M., O'Mahony, T., Byrne, G.
2007
Environmental Impact Assessment Review
Selection and implementation - Key activities to successful use of EcoDesign tools
Ritzén, S., Lindahl, M.
2001
IEEE
Success factors for integration of ecodesign in product development: A review of state of the art
Johansson, G.
2002
Environmental Management and Health
The relationship between environmental analyses and the dialogue process in product development
Tingström, J., Karlsson, R.
2006
Journal of Cleaner Production
The Role of Success Factors and Obstacles in Design for Environment: A Survey among Asian Electronic Companies
Boks, C., Pascual, O.
2004
IEEE
The soft side of ecodesign
Boks, C.
2006
Journal of Cleaner Production
173
APÊNDICE B - Questionário
1. Classifique em ordem de prioridade (número 1 o mais importante, número
n
o
menos importante) os critérios ambientais que os métodos de Ecodesign devem atender.
Caso considere necessário outro(s) critério(s) ambiental(is), indique-o(s) antes de realizar a
classificação.
( ) Fases do Ciclo de Vida do Produto
( ) Conformidade e Regulamentação
( ) Impactos Ambientais e Aspectos Ambientais
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
Comentários:
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_____________________________________________________________
174
2. Classifique em ordem de prioridade os critérios operacionais que os métodos de
Ecodesign devem atender. Caso considere necessário outro(s) critério(s) operacional(is),
indique-o(s) antes de realizar a classificação.
( ) Facilidade de uso
( ) Custo
( ) Válido
( ) Tempo
( ) Visualização dos benefícios
( ) Análise de
trade-offs
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
( ) _________________________________________________
Comentários:
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_____________________________________________________________
175
APÊNDICE C - Matriz comparativa entre os métodos de QFD ambientais
Métodos de QFD ambientais
QFDE Environmental QFD QFD de Hochman e O'Connell Eco-QFD de Ernzer e Birkhofer
Autor(es) Masui, K. Sakao, T. Inaba, A. Kato, S.; Kimura, F. Hochman; O'Connell Ernzer; Birkhofer
Ano 2001 2003 1993 sem data
Objetivo do método
O QFDE tem por objetivo identificar nas
etapas iniciais do desenvolvimento do
produto quais funções e componentes
devem ser focados de modo a satisfazer o
consumidor preocupado com as questões
ambientais.
Apresentar um método de QFD que sistematiza
requisitos ambientais com tecnológicos.
O objetivo deste método é promover a
melhoria da qualidade e aumento da
velocidade e eficiência-custo das
iniciativas de Ecodesign.
Desdobrar as necessidades do mercado (voz do
consumidor) em uma lista de requisitos de projeto
que considere as questões ambientais do
produto.
Diferenças fundamentais
do método
Define 15 requisitos do consumidor sob o
ponto de vista ambiental (VOC) e 15
métricas de engenharia ambientais (ME)
que deverão ser utilizadas na matriz do
QFDE.
Este método utiliza a Teoria da Quantificação do
Tipo IV, técnica que permite plotar no plano e no
espaço e analizar as tecnologias resultantes da
matriz do Environmental QFD.
Requisitos ambientais dividem espaço na
matriz do QFD com requisitos de
produtos. A matriz proposta também
permite a comparação do produto com o
concorrente (planejamento da qualidade)
O método apresenta maior nível de detalhamento
das características da qualidade.
Grande número de requisitos ambientais
(15 VoCs ambientais) e de características
ambientais da qualidade (15 Mês).
Grande número de requisitos ambientais (27
para
qualidade ambiental exigida e 40 para as
características ambientais da qualidade).
Os requisitos ambientais poderiam ser
obtidos diretamente da VoC, excluindo a
necessidade de um QFD ambiental.
Qualidade Planejada e Qualidade Projetada não
são consideradas.
VoCs ambientais e MEs já definidas pelo
método. Não é prevista a inclusão de
novos requisitos ambientais através da
consulta aos clientes.
A Quantification Theory type IV pode levar a
dificuldades de aplicação e geração de custos
para a empresa. Focado apenas na matriz da qualidade.
Não é realizado o planejamento e projeto
da qualidade. Foco somente na Casa da Qualidade.
Não são descritas todas as atividades para a
aplicação do método.
Meta para 5 e 10 anos pode não ser apropriada
devido a mudanças nas exigências dos clientes.
Validação Aplicado em empresa (setor eletrônico) Aplicado em empresa (setor automobilístico) Não aplicado. Aplicado no desenvolvimento de um protótipo.
Principais críticas para o
QFD tradicional
176
GQFD 3D-QFDE Eco-VOC EI2QFD Green QFD-II
Wong, K.; Juniper, J. Shih, L-H.; Liu, B-S. Yim, H.; Herrmann, C. Ernzer, M.; Mattheiß, C.; Birkhofer, H. Zhang, Y.; Wang, H-P.; Zhang, C.
sem data 2005 2003 2003 1999
Relacionar os "o que" dos requisitos
ambientais e do consumidor com os
"como", definidos pelos atributos de
engenharia do produto.
Avaliar diferentes alternativas de produtos
ao mesmo tempo sob 3 perspectivas:
qualidade, meio ambiente e custo.
Auxiliar na identificação dos requisitos
ambientais (Eco-Voice) para o QFDE
proposto por Masui et al. (2001).
O objetivo do EI2QFD consiste em obter a
voz do meio ambiente (VOE -
Voice of
the Environment
) por meio dos resultados
do
Eco-Indicator II
, método utilizado na
Avaliação do Ciclo de Vida de produtos.
O objetivo deste método é integrar
questões ambientais e de custo à matriz
do QFD através da inclusão do
Life-Cycle
Cost
(LCC) e da Avaliação do Ciclo de
Vida (ACV).
Considera os
stak eholders
para a
obtenção da VoC.
Permite o cálculo de requisitos de
qualidade, ambiental e de custo para
n
alternativas de produto. Os resultados
obtidos através destes cálculos são
plotados em um gráfico de forma
piramidal, auxiliando na visualização da
melhor alternativa.
O método apresenta uma etapa de
extração da voz do consumidor
"ambiental" baseada em 3 passos. Além
disso, os autores propõem uma versão
simplificada do QFDE de Masui et al.
(2001).
Procedimento de aplicação do QFD
composto por duas casas ambientais.
Ambas as casas apresentam como
inputs
para os requisitos do meio
ambiente os resultados encontrados pelo
Eco-Indicator 99.
Os requisitos técnicos de qualidade são
oriundos da VOC, os ambientais da ACV
e os de custo da LCC. A matriz contendo
todos estes requisitos técnicos (chamada
de "casa comparativa de conceitos")
propõe correlacionar estes requisitos,
tanto separadamente, como em conjunto.
Os autores apresentam apenas um
framework
de aplicação.
Muitos requisitos ambientais pois é
baseado no QFDE.
Extração da VoC focada somente nos
dados primários (entrevistas com
clientes).
O procedimento é composto da formação
de diversas matrizes de QFD, tornando a
aplicação mais demorada.
Necessita de conhecimento em ACV e
LCC, requerendo treinamento e gastos
financeiros.
Trata apenas da inclusão de requisitos
ambientais ao QFD tradicional.
Foco somente na casa da qualidade, sem
demais desdobramentos, diferentemente
do QFDE.
Qualidade planejada e projetada não
fazem parte do QFDE simplificado.
O Eco-Indicator 99 também pode
apresentar dificuldades de aplicação e
necessidade de treinamento.
Casa da qualidade focada apenas nas
relações existentes entre os requisitos
dos clientes e do projeto.
Não é realizado o planejamento e o
projeto da qualidade. Não há demais desdobramentos do QFD.
Informações do Eco-Indicator 99 podem
não representar a realidade de outros
países por basear-se na Europa.
Não há planejamento e projeto da
qualidade.
Alguns cálculos não são apresentados.
Desdobramento somente até a fase
componente, além de não apresentar
qualidade planejada e projetada.
Não há necessidade de segmentar o teto
da casa comparativa de conceitos.
Não aplicado Não aplicado Não aplicado. Não aplicado. Não, somente exemplo.
177
IGQFD QFDE/LCA/TRIZ QFDE/LCA QFD-DfE
Cagno, E.; Trucco, P. Sakao, T. Sakao, T.; Masui, K.; Kobayashi, M.; Inaba, A. Rahimi, M.; Weidner, M.
2007 2007 2005 2002
A proposta dos autores é corrigir as
limitações por eles encontradas no
método Green QFD-II de Zhang et al.
(1999)
Aplicar o QFDE de Masui et al. (2001) em
conjunto com a ACV e a TRIZ,
esta última
auxiliando na identificação de melhores
soluções de projeto.
O objetivo é aplicar de forma combinada o
método QFDE e a ACV.
Os objetivo proposto pelos autores para
este método consiste em relacionar
requisitos de satisfação do consumidor e
minimização do custo de uso/impactos
ambientais com características de projeto
em todas as fases de vida do produto.
Os autores dividem a matriz de relação do
IGQFD em 4 blocos, permitindo a análise
individual entre cada requisito (de
qualidade e ambiental) com a função
qualidade e com o objetivo ambiental.
Não
envolve a análise de custo,
diferentemente
do Green QFD-II.
Utiliza a ACV em conjunto com o QFDE.
Inclui ainda a técnica TRIZ no suporte à
solução de alternativas de projeto.
O método de QFDE é aplicado em associação
com a técnica da ACV, permitindo o designer
chegar a resultados quantitativos e objetivos
sobre os impactos ambientais que podem ser
gerados nas fases de vida do produto.
Apesar de considerar questões de
ambientais e de custo além das
tradicionais de qualidade como o Green
QFD-II apresenta, o DfE-QFD não utiliza
outras técnicas de suporte como a ACV e
o LCC.
Exclusão dos requisitos ambientais
relacionados à fase de uso. Idem ao QFDE Idem ao QFDE VoC genérica.
Não compara as características do
produto em desenvolvimento com os
concorrentes, portanto, também não há
qualidade projetada.
Qualidade planejada e projetada não são
desenvolvidas no QFD-DfE.
Não há desdobramentos do QFD.
Não são realizados desdobramentos do
QFD.
Aplicado no projeto de um filtro de óleo. Não, somente um exemplo. Aplicado na indústria eletrônica. Não, somente exemplo.
178
QFD de Wolniak e Sędek
QFD based ob RSP Eco QFD de Kuo et al. Eco QFD de Utne
Wolniak, A.; Sędek, A. Sakao, T.; Watanabe, K.; Shimomura, Y. Kuo, T-C.; Wu, H-H.; Shieh, J-I. Utne, I. B.
2008 2003 2009 2009
Segundo os próprios autores, este
método de QFD busca relacionar
informações ecológicas e técnicas de
produtos e serviços, e identificar quais os
parâmetros cruciais sob o ponto de vista
ambiental
Conforme definido pelos autores, o objetivo deste
método consiste em projetar serviços
ambientalmente conscientes através do uso do
QFD e do modelo de serviço RSP (Receive State
Parameter)
O objetivo deste QFD é utilizar a lógica
fuzzy como método de suporte na
identificação e valoração do nível de
importância dado pelo consumidor para
cada requisito de projeto (ambiental ou
não-ambiental)
Melhorar o desempenho ambiental de
frotas pesqueiras e auxiliar as atividades
de gerenciamento através de requisitos
ambientais, de custo e de stakeholders .
O método basicamente consiste em uma
versão do QFD tradicional, exceto pelos
requisitos, que são exclusivamente
ambientais, podendo ser aplicado a
produtos e serviços.
Este método é apresentado na avaliação de
alternativas de serviços.
Utilização da lógica fuzzy
na identificação
do nível de importância dado pelos
consumidores para cada requisito.
Considera requisitos sociais, além dos
econômicos e ambientais. Foi
desenvolvido somente para análise de
embarcações pesqueiras de diferentes
tamanhos.
Trata-se apenas de uma matriz de
correlação.
O cliente (usuário final) não tem participação na
distribuição dos pesos.
A utilização da lógica fuzzy pode trazer
dificuldades de aplicação pela equipe de
desenvolvimento pelo uso de linguagem
científica.
Método focado somente na correlação
entre os requisitos de sustentabilidade
com os de projeto.
A matriz analisa somente requisitos
ambientais, desconsiderando-se os de
qualidade.
Somente relaciona os itens da qualidade exigida
com as características da qualidade.
O método apenas relaciona a qualidade
exigida com as características da
qualidade.
Não há no método o projeto da qualidade
e desdobramentos em componentes e
processos.
Os requisitos ambientais se apresentam
de forma genérica, sem haver
desdobramentos destes requisitos em
mais níveis de detalhamento.
Qualidade planejada e projetada não são
desenvolvidas neste método.
Os pesos da VoC podem ser melhor
definidos aumentando o número de
consulta aos clientes.
Não há qualidade planejada/projetada e
desdobramentos do QFD.
Não é realizado o desdobramento das
características da qualidade.
Não há qualidade planejada e projetada,
nem demais desdobramentos do QFD.
Aplicado no projeto de uma cidade. Aplicado no serviço de lavagem de roupas Aplicado a um cartucho de impressão Não, apenas exemplo.
179
APÊNDICE D – Matriz comparativa entre métodos de FMEA ambientais
Métodos de FMEA ambientais
E-FMEA (EEA) FMEA-TRIZ
Autor(es) Lindahl, M. Yen, S-B; Chen, J-L.
Ano 1999 2005
Objetivo do método
Permitir que melhorias ambientais possam ser
realizadas nos produtos nas primeiras etapas do
projeto, identificando e avaliando impactos ambientais
potenciais nas fases do ciclo de vida.
Utilizar da já disseminação do FMEA nas empresas
para também considerar questões ambientais, de
segurança e de saúde ao projeto de desenvolvimento
do produto.
Diferenças fundamentais
do método
Define-se colunas para a identificação das fases do
ciclo de vida do produto onde os impactos ambientais
podem ocorrer. Acrescenta-se junto ao índice EPN
(equivalente ao RPN do FMEA) um outro índice
chamado de F, que indica a possibilidade de melhoria
considerando-se esforços de tempo, custo e
necessidades técnicas.
Considera a incorporação de uma TRIZ junto à tabela
de FMEA para auxiliar o designer no processo de
tomada de decisão.
Problemas ambientais não estão associados a
nenhum sistema, sub-sistema ou componente.
Problemas ambientais não estão associados a
nenhum sistema, sub-sistema ou componente.
Índices de Ocorrência e Detecção são negligenciados
pelo E-FMEA.
Índices de Ocorrência e Detecção são negligenciados
pela integração FMEA-TRIZ.
Os modos de falha ambientais poderiam ser
considerados no FMEA tradicional, eliminando a
necessidade de um método somente focado nas
questões ambientais.
Critério F atribuído subjetivamente.
Validação Sim, com refrigeradores e freezers. Não, apenas um exemplo.
Principais críticas para o
FMEA tradicional
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