Espacios. Vol. 35 (Nº 13) Año 2014. Pág. 5

Análise da modularização como estratégia em desenvolvimento de produtos

The modularisation as a strategy in product development: an analysis

Fabiano de Lima NUNES 1; Mauro Vinícius ROCHA 2; Virgínia Silva DIAS 3; José Antônio Valle ANTUNES JR. 4

Recibido: 20/08/14 • Aprobado: 23/09/14

Contenido

1. Introdução

2 Revisão Teórica

3 Metodologia

4 Apresentação e Análise de Dados

5 Discussão

6 Conclusão

Refêrencias

1. Introdução

O termo modularização tem sido amplamente utilizado em diferentes contextos, desde a fabricação de aviões (Boeing 777), automóveis (Hyundai, Volkswagen e Ford), caminhões (MAN-VW e Volvo) até eletrodomésticos (Whirlpool).  Por causa da economia globalizada e concorrência acirrada, as empresas estão forçando hoje em dia para comercializar os seus produtos mais rapidamente do que nunca. Isto é devido ao curto mais ciclo de vida produto e crescimento gostos e aspirações dos clientes. (SHAMSUZZOHA, 2009).

Gerenciamento de processo de desenvolvimento de produtos é um desafio para a indústria de transformação, devido à natureza imprevisível dos projetos de engenharia, onde a interação de projeto é um fenômeno generalizado. Tais complexidades também surgem em função dos seus requisitos funcionais, formas e integração de diferentes tarefas de desenvolvimento, pessoas, equipes e organizações e suas inter-relações com (Danilovic; Browning, 2007).

A modularização, seus tipos e classificações, suas aplicações e seus impactos serão examinados. A literatura aponta melhorias de desempenho quando como as empresas aumentam a modularidade, possivelmente por mitigar o impacto da variedade na produção e no processo (Salvador et al 2002).

Baldwin e Clark, (2000) sugerem que as empresas podem adotar a modularidade do produto para simplificar a complexidade do desenvolvimento de produtos.  Um produto com maior modularidade (Isto é, a concepção do produto modular) significa que as interfaces entre os componentes do produto foram bem especificadas para cada um dos componentes e podem ser separados e transferidos para as linhas de produtos variáveis.

Este estudo objetiva identificar como as empresas estavam preparadas com seus departamentos de desenvolvimento de produtos e também no âmbito geral da organização, quanto ao conhecimento dos conceitos da modularização, desenvolvimento de produtos, ferramentas e métodos de desenvolver produtos modulares e como estes processos impactam nestas organizações. As questões de pesquisa advindas destes objetivos são: "Como as áreas de Desenvolvimento de Produto se articularam para implantar a Modularização como estratégia?" E ainda: "Como está ou será a estratégia de Modularização na empresa após a sua implantação?"

A revisão na literatura identificou alguns conceitos chaves para a pesquisa, tais como: modularização como estratégia, os processos para desenvolvimento de produtos modulares, os benefícios da modularização, as interações com fornecedores e as interfaces e conexões para a modularização. Foi realizado um estudo de caso múltiplo envolvendo três empresas de dois segmentos: duas do segmento automotivo, uma que está em fase de preparação para a implantação da estratégia da modularização, outra que já está praticando a estratégia de modularização há cinco anos e uma empresa do segmento de consultoria técnica, que presta assessoria a ambas as empresas nestes processos.

2. Revisão Teórica

2.1 Modularização

Modularização é ainda um termo ambíguo para as indústrias, aplicável a sistemas de design de produto, fabricação, organização do trabalho, etc. (DORAN et al. (2007, apud BERNARDES et al., 2012).

Worren et al. (2002) cita que o desejo dos gestores é estabilizar o processo de fabricação ou o controle de estoques porque isso amplia o leque de possíveis variedades de produtos, o que dificulta o controle e gerenciamento.

Com o aumento constante das terceirizações e da transferência das tarefas de desenvolvimento de produtos e do conhecimento das montadoras para os fornecedores, aumenta o interesse em relação à modularização de produtos como uma ferramenta para facilitar a integração de fontes externas de inovação CABIGIOSUA et al. (2013).

Chung (2002) diz que a introdução de modularização tem por objetivo aumentar a produtividade, reduzir mão-de-obra e reduzir o custo logístico.

Para Bernardes et al. (2012), a rede de produção modular é um novo modelo de organização econômica na rede mundial de produção, cuja finalidade é atender às necessidades personalizadas do consumidor, reduzir o risco e a incerteza, bem como a complexidade da produção.

No item seguinte, apresenta-se os tipos de modularização identificados.

2.1.1 Tipos E Classificações

Baldwin et al. (1997) cita que projetistas obtêm modularidade por fracionamento, particionando informações em regras de projeto visível (também chamado de informação visível). Diz ainda que a modularidade é benéfica somente se a partição for precisa, inequívoca e completa, cujas regras devem ser estabelecidas no início do processo de criação e comunicadas amplamente a todos os envolvidos.

Bernardes et al. (2012) esclarece que modularização e modularidade não são sinônimos, são termos diferentes mas relacionados, estando o termo modularização ainda em discussão e debate. Já modularidade é uma propriedade do sistema relacionado à modularização (PELEGRINI, 2005, apud BERNARDES, 2012).

Fonte: Bernardes et al. (2012).
Figura 1: Tipos de modularidade.

Bernardes et al. (2012) destaca seis diferentes tipos modularidade: modularidade por compartilhamento; modularidade por permuta de componentes; modularidade por ajuste de componentes; modularidade por mix; modularidade por bus e modularidade seccional. O quadro acima demonstra as características de cada termo.

Para Cabigiosua et al. (2013), modularidade em projeto pode tornar-se uma estratégia viável de aproveitamento das fontes externas de conhecimento e inovação nos processos de desenvolvimento de produtos.

Como modularização só ocorre dentro de estrutura ordenada que envolva a atividade, a estrutura ou os módulos produtivos. (BERNARDES et al., 2012), apresenta-se, no item seguinte, as possíveis aplicações relacionadas à modularização.

2.1.2 Aplicações

A modularidade tem sido proposta como um princípio fundamental para que as empresas possam se adaptar a mercados dinâmicos (Worren et al.2002).

Para Bernardes et al. (2012), modularização tem sua aplicação no gerenciamento dos sistemas complexos, quebrando-os em módulos pequenos, em que as tarefas executadas sejam interdependentes dentro e independentes entre os módulos.

Para Cabigiosua et al. (2013), a modularização exige conhecimento específico do componente e investimentos para que a empresa possa permanecer em domínio do conhecimento.

Worren et al. (2002) destaca que para competir em um mundo de modularidade, líderes devem redesenhar suas organizações internamente, pois necessitarão de flexibilidade para mover-se rapidamente para o mercado e fazer uso da rápida evolução das tecnologias, acelerando os ciclos de desenvolvimento para módulos individuais de divisão do trabalho entre equipes independentes.

Chung (2002) destaca que sistemas de produção flexíveis requerem práticas de trabalho flexíveis e de compromisso dos trabalhadores com o controle de qualidade e com a manutenção. Assim, a hierarquia organizacional pode mudar de inflexível para flexível, o que geralmente contribui para a cooperação e comunicação horizontal.

As estratégias de modularização obrigam as empresas a compreenderem produtos com capacidade de prever módulos evolutivos e com diferentes aspectos relevantes (WORREN et al., 2002).

Chung (2002) destaca que a atenção está se deslocando para surgimento de grandes fornecedores e o relacionamento comprador-fornecedor deve ser transformado em uma parceria mais significativa com base em desenvolvimento de produtos e tecnologia.

Além da construção desse relacionamento, outros impactos podem ser percebidos na organização que implementa modularização. É sobre isso que trata o próximo item.

2.1.3 Impactos Na Organização

O aumento da variedade de produtos ou o aumento da frequência de trocas de modelos de produtos estão associados a alto custo unitário e com uma maior complexidade nas operações de fabricação, que geram maiores exigências de coordenação e controle de estoques, de programação, gerenciamento dos defeitos, etc. (WORREN et al., 2002).

Bernardes et al. (2012) diz que a modularização ajuda a sustentar a competitividade das organizações, embasadas na operação por meio de inovações em produtos e processos, atendendo e proporcionando diferenciação aos clientes, exigindo da estratégia de operações extrema, cooperação e flexibilidade.

Para Worren et al. (2002), a modularidade do produto está positivamente relacionada com flexibilidade estratégica, que por sua vez pode influenciar positivamente o desempenho da empresa, em função das seguintes proposições:

- As empresas que atuam em um contexto de mercado mais dinâmico são as mais propensas a empregarem modularidade em suas arquiteturas de produtos.

- Arquiteturas de produtos modulares estão associadas com a maior flexibilidade estratégica (maior variedade de modelos).

- Flexibilidade estratégica (variedade de produtos e taxa de introdução do produto) está associada a um melhor desempenho da empresa.

Para Bernardes et al. (2012) os sistemas modulares têm a capacidade de adaptação muito maior para lidar com o ambiente externo. Diante disso, é importante ressaltar que a modularização é um dos principais meios de alcançar os requisitos para a personalização em massa, tema que se apresenta na sequência, nesse artigo.

2.2 Desenvolvimento De Produtos

2.2.1 Definições

Ulrich e Eppinger (2004) definiram o processo de desenvolvimnto de produto (PDP) como "o conjunto de atividades que começam com a percepção de uma oportunidade de mercado, terminando na produção, venda e entrega de um produto". Rozenfeld et al. (2006), acrescentou ao escopo o acompanhamento do pós-lançamento e as evoluções necessárias, além  da descontinuidade planejada. Durante sua execução, o PDP leva em conta as necessidades do mercado, as oportunidades e restrições tecnológicas e também a estratégia competitiva da organização. (ROZENFELD et al., 2006).

O PDP caracteriza-se como: criativo, inovador, dinâmico, interdisciplinar, altamente acoplado, massivamente paralelo, interativo, baseado na comunicação, de planejamento intensivo, incerto, e um processo de risco conforme Negele et al,(1999). Como expresso por Clark e Fujimoto (1991) "O desafio no desenvolvimento de produtos não é uma perseguição unilateral na estrutura orgânica e um estilo de gestão permissivo, é sim um equilíbrio sutil de controle e liberdade, precisão e flexibilidade, individualismo e trabalho em equipe".

O desenvolvimento de produtos pode ser trazido para dentro do produto em diferentes formas, tais como novos recursos / funções, novos olhares / sentimentos ou novas tecnologias, contribuindo com as principais fontes para manter os clientes excitados, o que afeta os resultados com a manutenção ou aumento da participação no mercado. (KOSONEN; BUHANIST, 1995; MALLIK; CHHAJED, 2006; NAVEEN; SINGH, 2008).

A típica equipe de desenvolvimento de produtos abrange muitas áreas funcionais, incluindo especialistas em pesquisa e desenvolvimento, engenharia, marketing, produção e finanças (GRIFFIN; HAUSER, 1996; WHEELWRIGHT;CLARK, 1992).

2.2.2. Classificações

Com base na definição de desenvolvimento de produto, podemos categorizar as atividades em: planejamento, implementação e vendas/entrega (CEDERGREN et al. 2010).

Em uma revisão de literatura em desenvolvimento de produto por Krishnan e Ulrich (2001), quatro perspectivas comuns foram identificadas: marketing, organização, engenharia de projeto e gerenciamento de operações.

Barczak e Kahn (2012), baseiaram-se em estudos das melhores práticas para chegar em 7 dimensões do processo de desenvolivmento de produtos: Estratégia, Pesquisa, Comercialização, Processo, Projeto de Clima, Cultura da Empresa e Mensuração de desempenho.

Fonte: Barczak e Kahn (2012)
Figura 2: Importância relativa das dimensões no PDP

2.2.3 Mensuração De Desempenho

No contexto da avaliação de desempenho das atividades de desenvolvimento de produtos, as medições estão ganhando importância, pois a eficácia e a eficiência dessas atividades não só determina as vantagens competitivas de uma empresa, mas também a sua própria sobrevivência (LOCH, et al, 1996).

Em uma pesquisa recente de medições desenvolvimento de produto nos EUA, as seguintes cinco medidas foram identificados como sendo as mais comumente utilizadas: (1) despesa em P & D em relação a percentagem de vendas (2), total de patentes depositadas / pendentes / premiadas / rejeitadas, (3) total de pessoas envolvidas em P & D, (4) percentual de vendas do ano corrente devido aos novos produtos lançados em relação aos anos anteriores, e (5) número de novos produtos liberados (TERESKO, 2008).

Desempenho no desenvolvimento de produtos pode adotar tanto uma perspectiva de processo, que se refere à eficácia do processo de desenvolvimento do produto e a colaboração da equipe segundo, Zirger e Maidique, (1990), quanto uma perspectiva de produto, o que diz respeito ao sucesso do produto no mercado e sua capacidade de criar valor para o cliente de acordo com Clark e Wheelwright, (1995).

Os métodos usados ​​para avaliar projetos de desenvolvimento de produtos não têm, no entanto, melhorado muito durante os últimos 50 anos (RUBINSTEIN, 2004).

2.2.4 Estratégias

Três considerações chaves são críticas na formulação de estratégias no desenvolvimento de novos produtos. Em primeiro lugar, para uma empresa de vários produtos com a introdução de novos produtos freqüentes, a aprendizagem de produto cruzado entre os designers promove a rápida introdução do produto. Em segundo lugar, quando as necessidades dos clientes são diferentes e existe a entrada de novas especificações de produtos, a proximidade de designers com clientes ajuda a reduzir o tempo de mercado. Em terceiro lugar, com pressões de tempo em lançamentos de produtos, uma estreita coordenação entre designers de produto e engenheiros de processo facilita a produção em tempo hábil. (Datar, S. et al, 1997)

Baxter (1995) identificou quatro estratégias de desenvolvimento de produtos. (1) Estratégias pioneiras são projetadas para permitir que as empresas se tornem líderes de mercado e tecnológicos. (2) Estratégias responsivas são usados ​​pelas empresas para responder aos principais concorrentes. (3) Estratégias tradicionais são adequadas para uso nos mercados estáticos. (4) Estratégias dependentes contam com a empresa matriz e os clientes para a inovação. Usando exemplos do mundo real de desenvolvimento de produtos, Chung (1989) identificou cinco novas estratégias de desenvolvimento de produtos – modernização agressiva, variação agressiva, invasão agressiva, diversificação agressiva e colaboração agressiva. Além disso, Miles e Snow (1978) identificaram quatro estratégias: pesquisador, analisador, defensor e reativo - com base no grau em que uma organização implementa mudanças em resposta às alterações do ambiente.

2.3 Desenvolvimento de Produtos Modulares

A modularidade se refere aos blocos de construção de um sistema ou produto, é intrinsecamente ligada à arquitetura do produto. Quase todas as discussões de modularidade referem-se à arquitetura do produto. (GERSHENSON, 2003)

Conforme Ulrich, (1995) a primeira distinção na tipologia situa-se entre uma arquitetura modular e um arquitetura integral. A arquitetura modular inclui um mapeamento diferenciado a partir de elementos funcionais em função da estrutura dos componentes físicos do produto, e especificas interfaces dissociadas entres os componentes. Uma arquitetura integral inclui um complexo (não diferenciado) mapeamento de elementos funcionais para componentes físicos e / ou interfaces acopladas entre componentes.

Fonte: Adaptação dos autores de Ulrich (1995).
Figura 3: Exemplos de Computadores de Arquitetura Integral e Modular.

Para Salhieh e Kamrani (1999) o design modular é um é uma técnica de projeto que pode ser usado no desenvolvimento de produtos complexos, utilizando componentes similares. Os componentes utilizados no produto modular devem ter características que lhes permitem ser acoplados em conjunto para formar um produto complexo. 

Quando os componentes são estruturados para conjunto, para formar um produto, que irão suportar uma maior ou função geral. Isto demonstra a importância de se analisar a função e decomposição do produto em sub-funções que podem que podem ser preenchidas por diferentes módulos.

O foco está em duas dimensões que afetam o ambiente de desenvolvimento do produto: (1) o número de organizações envolvidas na definição e / ou controle da arquitetura do sistema, e (2) o número de empresas envolvidas na produção de um produto sistêmico, independentemente de quem controla a arquitetura. (STAUDENMAYER et al.2005)

 De acordo com Baldwin e Clark (2000) a arquitetura de um sistema de compreende três elementos, em três categorias de regras de projeto:

Particionamento do Módulo: A definição de qual são os módulos do sistema e o que será função que cada um irá desempenhar. Como parte da definição dos módulos, são tomadas as decisões sobre quais módulos estão '' escondidos'' e quais ''são visíveis''. A arquitetura interna de um módulo oculto é independente do resto do sistema, pois as alterações no módulo não afetam outros módulos. Módulos visíveis, por outro lado, têm interdependências com outros módulos do sistema.

Especificação de interface: É o delineamento de como módulos vão trabalhar juntos. A especificação das interfaces incluem níveis múltiplos, incluindo, por exemplo, a conexão física ou informação entre componentes, os protocolos de comunicação e os formato do conteúdo que percorre a informação. É possível para a especificação da interface para alterar independentemente da mudança dos próprios módulos conforme Henderson e Clark, (1990).

Conformidade do sistema e testes: A definição de normas para testes dos módulos do sistema, tanto para desempenho e compatibilidade com os outros módulos.

2.3.1 Processo De Desenvolvimento De Produtos Modulares

Um complexo projeto de produto exige muitas vezes centenas de participantes de diversos conhecimentos que resultam em relações críticas entre pessoas e tarefas. Tradicionais ferramentas de gerenciamento de projetos, tais como PERT, Gantt, CPM, etc não resolvem este problema resultante de tal complexidade de acordo com Ross, (1977); (Spinner), 1989, apud. Shamsuzzoha, 2009.

Estas ferramentas permitem aos gestores de projeto e da organização apenas modelar tarefas ou atividades sequenciais e paralelas, mas não é adequado para tarefas associadas ou interdependentes, onde um conjunto de tarefas é dependente das outras informações para serem executadas, segundo Browning, (1998) apud. Shamsuzzoha, (2009).

 Nesta situação, ferramentas baseadas em matrizes como DSM, DMM e MDM são desenvolvidas, o que poderia fornecer esta representação agrupada em um simples e elegante caminho. Estas técnicas baseadas em matriz provaram ser ferramentas eficazes para o planejamento e gerenciamento de projetos de desenvolvimento de produtos complexos através de análise de fluxo de informação (MAURER, 2007 apud SHAMSUZZOHA 2009).

2.3.1.1 Visão Geral Da Abordagem De Modelagem Baseada Em Matriz

Para Shamsuzzoha (2009) o processo de desenvolvimento de produtos é considerado como um sistema dinâmico onde existem fortes dependências entre domínios, como especificações do produto, projetos arquitetônicos, processos de fabricação, os requisitos dos clientes e integrações com fornecedores. Cada domínio possui sua própria arquitetura e dependências de informação, que são inseridos dentro e entre os domínios. É, portanto, muito importante para gerir estes fluxos de informação a fim de resolver estes problemas, a organização de equipes multifuncionais, projetar arquiteturas de produtos e processos de fabricação.

Há sempre dependências e interface entre a arquitetura de produto, departamentos da organização, os diferentes projetos em curso e assim por diante, onde vários informações precisam ser compartilhadas com o outro, a fim de resolver os problemas, conforme Danilovic e Browning, (2007). A informação é o que mantém todo o processo de desenvolvimento unido e é preciso se acompanhar esta troca de informações para o sucesso de uma das empresas. 

Várias ferramentas de informação orientadas, como DSM, DMM e MDM podem ser usadas para focar a interdependências entre itens ou diferentes domínios, tais como componentes baseadas em matrizes ajudam a focalizar a análise dos resultados em interações e interdependências, troca de informações dentro e entre os domínios.(SHAMSUZZOHA, 2009)

2.3.1.1.1 Matriz Da Estrutura Do Projeto (DSM)

O DSM é uma representação compacta da estrutura de informação de um processo de criação. Este método difere das ferramentas de gerenciamento de projetos convencionais, na medida em que se concentra em representar os fluxos de informação de um projeto de design ao invés dos fluxos de trabalho (EPPINGER, 2001). É um método útil para a análise de um processo de criação e para minimizar o loops de feedback que criam demorados subciclos interativos. Esta metodologia demonstra como a sequência de tarefas de projeto pode ser representado como uma rede de interações. (STEWARD, 1981).

Fonte: Shamsuzzoha, 2009.
Figura 4: Exemplo de DSM sem particionamento.

A fim de minimizar as marcas de feedback ou loops, linhas e colunas da Figura 4 são rearranjadas (conhecido como particionamento), como apresentado na Figura 5, conforme Steward, (1981) e Eppinger et al, (1994). Na Figura 2, as marcas de realimentação são reduzidas de 12 para 6 e 4 módulos interativos ou grupos são formados. Estes módulos indicam as interdependências entre o componentes dentro de um módulo e possa ser realizado em conjunto, separadamente, que reduz complexidades e tempo de desenvolvimento. .(SHAMSUZZOHA, 2009)

Fonte: Shamsuzzoha, 2009
Figura 5: Exemplo de um DSM (com particionamento)

2.3.1.1.2 Matriz De Mapeamento De Domínio (DMM)

O DMM é uma ferramenta de matriz bidimensional retangular utilizada para representar e analisar dependências e relações entre dois domínios diferentes (Danilovic e Börjesson, 2001). Esta ferramenta fornece uma representação clara de sistemas complexos e visualiza as interações entre dois domínios diferentes, onde as linhas representam os nós de um domínio e as colunas representam os nós de outro domínio. A combinação de ambas metodologias DSM e DMM oferecem resultados enriquecidos e proporcionam uma visão ampliada de qualquer sistema (Danilovic e Sandkull, 2005). A Figura 6 mostra o exemplo de um DMM após particionamento ou agrupamento onde as linhas indicam os diferentes componentes e as colunas representam o vários departamentos. Existem quatro conjuntos ou módulos formados que podem ser  colocados e trabalharem juntos para ganhar tempo. .(SHAMSUZZOHA, 2009)

Fonte: Shamsuzzoha, 2009
Figura 6: Exemplo de uma análise DMM (depois de particionamento)

2.3.1.1.3 Matriz Multi-Domínio (MDM)

A metodologia MDM é uma versão estendida de métodos de gestão da procura e DMM, que inclui três ou mais domínios diferentes e múltiplas relações segundo Maurer, (2007) apud Shamsuzzoha, (2009). Ele pode armazenar múltiplas relações na mesma matriz, ou seja, a matriz não é plana como DSM ou DMM.

Esta abordagem matriz fornece suporte metódico para o gerenciamento de projetos complexos processos, considerando todos os domínios envolvidos. É uma matriz quadrada como DSM que contém os elementos do sistema em uma ordem idêntica em ambas as linhas e colunas e pode ser representado como uma DSM em maior nível de abstração. A Figura 4 mostra a base dependente relacionamentos dentro de uma matriz multi-domínio. A troca de informações entre os diferentes domínios aumenta produto mais suave ou processos de desenvolvimento de projetos que contribuir para a minimização do tempo de desenvolvimento de acordo com Maurer e Lindemann,2007.

Fonte: Shamsuzzoha, 2009
Figura 7: Representação de um MDM.

Para Salhied e Kamrani (1999) o projeto para a modularização de um produto é uma metodologia de quatro etapas a serem introduzidas para identificar os componentes e podem ser desenvolvidas em paralelo. Os passos associados a esta metodologia incluem (conforme figura 8 abaixo):

a) Passo 1 (Step 1): Necessidade de Análise;

b) Passo 2 (Step 2): Análise de Requisitos;

c) Passo 3 (Step 3): Análise de Conceitos;

d) Passo 4 (Step 4): Integração de Conceitos.

Fonte: Salhied e Kamrani (1999)
Figura 8: Metodologia para a Modularização de um Produto.

Para Erixon et al. (1996), o projeto para a modularização de um produto requer uma metodologia. Esta metodologia dá a qualquer empresa a oportunidade de especificar suas próprias razões especiais e sistematicamente escolher o projeto modular em conformidade. A Figura 9 apresenta a metodologia MFD (Modular Function Deployment), um método abrangente e sistemático procedimento para a criação de projeto de produto modular.

Fonte: Adaptação dos autores para Erixon, et al. 1996.
Figura 9: Projeto para Modularização - Fluxograma MFD.

2.3.2 Obstáculos Da Modularidade De Um Produto

Idealmente, um modelo para a criação do módulo deve ser em geral suficiente para permitir que os projetistas formem módulos de diferentes tipos (por exemplo, mecânicos, elétricos e softwares), em qualquer fase do ciclo de vida do produto, desde a concepção até a disposição e recuperação (KURIAK, 2002).

 Conforme Kuriak (2002), a principal crítica da prática da modularidade é a limitação do domínio, o que pode ser atribuído em grande parte a:

a) má compreensão da questão modularidade;

b) falta de teoria e ferramentas para a definição dos módulos a partir de uma ampla perspectiva, e

c) ceticismo de alguns projetistas das vantagens da modularidade porque ninguém tem sido capaz de demonstrar a sua todos os benefícios.

Apesar de escassas abordagens formais à modularidade, ela tem sida reconhecida por décadas como uma boa prática de design. O potencial não realizado e o crescimento da modularidade são enormes (figura 10). Para realizar plenamente o seu potencial, a modularidade deve ser redefinida ampliando o domínio dos produtos, abrangendo diferentes processos e tecnologias, incorporando o custo do ciclo de vida do produto, e aumentar os lucros corporativos, melhorando a qualidade dos módulos formados. (KURIAK,2002).

Fonte: Kusiak, 2002.
Figura 10: Potencial não realizado da Modularidade.

3. Metodologia

A primeira etapa da investigação envolveu revisão na literatura, análise das lacunas, definição da questão de investigação e proposição do modelo de pesquisa. Na etapa seguinte foi escolhido o método para a realização da pesquisa e estruturado um protocolo de investigação para posterior avaliação da confiabilidade e relevância da pesquisa. Na etapa de coleta de dados foram escolhidas as empresas a serem pesquisadas e coletadas as evidências. A última etapa consiste na análise individual e em grupo dos dados. Estas análises proporcionaram a identificação dos resultados.

3.1 Projeto De Pesquisa

O desenvolvimento da pesquisa baseou-se em uma revisão na literatura. Foram considerados os seguintes elementos: modularização, desenvolvimento de produto e desenvolvimento de produtos modulares. A análise desses referenciais desvelou a necessidade de se aprimorar o entendimento acerca da aplicação, utilização, incorporação e informações sobre o conteúdo do design modular (Gershenson, et al, 2003) e como as empresas submetidas a mudanças na indústria para ambientes modulares podem querer reconsiderar a maneira como eles operam e se comunicam, tanto relações de colaboração interna quanto externa (Staudenmauer, et al., 2005). A consideração dessas oportunidades de pesquisa induziu à proposição das seguintes questões de pesquisa: Como as áreas de Desenvolvimento de Produto se articularam para implantar a Modularização como estratégia? E ainda, como está ou será a estratégia de Modularização na empresa após a sua implantação?

A investigação da questão de pesquisa se apoiou em achados prévios descritos na literatura tais como: Modularização como Estratégia (Chung, 2002), os Processos para Desenvolvimento de Produtos modulares (Shamsuzzoha, 2009; Salhieh e Kamrani 1999; Erixon et al. 1996), os benefícios da modularização (Gershenson et al. 2003; Ulrich, 1995) e as interações com fornecedores (Sako e Murray 1999). A figura abaixo apresenta o modelo de pesquisa desenvolvido.

Fonte: Elaborado pelos autores desse artigo
Figura 11 – Modelo de estruturação desta pesquisa.

3.2 Método

As análises da questão de pesquisa e do modelo de investigação demandaram a execução de um estudo de caso múltiplo de natureza exploratória. Segundo Yin (2005), um estudo de caso permite a investigação de um fenômeno dentro de um contexto real e contemporâneo através de uma análise aprofundada de um ou mais objetos, permitindo a coleta de um conhecimento amplo e detalhado do fenômeno estudado. Foi elaborado um protocolo de pesquisa direcionado às empresas que utilizam modularização em seu sistema produtivo. O questionário em questão encontra-se no Apêndice 1.

Para a validade e confiabilidade dos resultados do estudo de caso foram consideradas múltiplas fontes de evidência como entrevistas, relatórios e documentações relacionadas (Gibbert e Ruigrok, 2010). Os entrevistados foram selecionados considerando sua consciência com relação aos assuntos sob investigação.

3.3 Coletas De Dados

Foram identificadas duas empresas, uma que utiliza e outra que utilizará, a modularização como base para do desenvolvimento de seus produtos. As empresas selecionadas atuam no segmento Automotivo, nos setores de ônibus e implementos rodoviários / ferroviários. Ambas são classificadas como de grande porte e suas matrizes localizadas na região sul do Brasil. Também foi identificada uma empresa de consultoria em Engenharia de produção que trabalha com a implementação deste tipo de sistema. Os perfis das empresas são apresentados na Tabela abaixo. Nas indústrias foram entrevistados Diretor e Gerente da área de Engenharia de Produto. Na consultoria foi entrevistado o Consultor Sênior da área de Sistemas de Operações Industriais e a utilização deste consultor, nesta coleta foi realizado como guia, pois o mesmo participa ativamente no processo de ambas as empresas estudadas. As entrevistas tiveram duração de aproximadamente duas horas.

Tabela 1: Critérios para a seleção das empresas pesquisadas

3.4 Processos De Análise De Dados

Inicialmente foi realizada uma análise individual dos resultados obtidos nas entrevistas. Os resultados destas análises foram compilados de acordo com as diferentes empresas pesquisadas visando sua comparação com os elementos identificados na literatura (modularização, desenvolvimento de produto e desenvolvimento de produtos modulares). O objetivo desta comparação é viabilizar a análise e discussão dos padrões obtidos em cada empresa estudada (análise longitudinal dos cases).

4. Apresentação e Análise de Dados

No processo de implantação da Modularização, na qual ambas as empresas de manufatura vivenciaram, pois uma das empresas pesquisadas (empresa fabricante de implementos rodoviários) ainda está em fase de implantação, o foco foi direcionado para a Engenharia de Produto. A partir deste direcionamento, percebe-se em que ambas as empresas possuem domínio em desenvolvimento em produtos, porém os conceitos de Modularização não estavam claros e difundidos no departamento de Desenvolvimento de Produtos e nos demais departamentos da organização. A interação interna entre os departamentos era expressivamente a maior fonte de troca de informações para o desenvolvimento de produtos e a interação externa (clientes, representantes, concessionários, fornecedores, etc.) praticamente inexistente. No caso da empresa fabricante de ônibus, a implantação da modularização, aconteceu, por um outro motivo, a necessidade de um método e um processo de desenvolvimento de produtos, pois esta empresa, não possuía tal metodologia e por conseguinte não percebia a modularização como estratégia para seu negócio e tão pouco percebia os possíveis benefícios advindos da modularização. Já na empresa de fabricante de implementos, mesmo estando ainda na fase de desenvolvimento, a mesma já visualiza os possíveis benefícios desta estratégia, porém não entende a modularização como estratégia e sim como uma metodologia.

No momento da implantação da modularização pela engenharia de produto, as ambas empresas não possuíam conhecimentos conceituais e técnicos sobre os princípios da modularização e uma da empresas, sequer possuía conhecimentos dos princípios do PDP. Para sanar estas deficiências as empresas utilizaram como estratégias de busca de novos aprendizados equipes de discussão, processos participativos, consultorias externas e coaching para o entendimento, principalmente na Alta administração, gerências e equipe de desenvolvimento de produtos, dos conceitos, princípios, aplicações e abordagens da modularização. Após a implantação a empresa, possui visão de desenvolvimento de habilidades e competências, desenvolvendo treinamentos e capacitações frequentes para manter a estratégia focada na modularização. Segundo relatos, na empresa que já implantou a modularização como estratégia, os fatores que seriam menos facilitadores para o aprendizado das pessoas seriam a cultura tradicional, principalmente no departamento comercial, resistente a nova proposta de comportamento do produto e também a rotina diária das funções das pessoas, em que as pessoas não consegue absorver as demandas de treinamentos e conhecimentos devido a necessidade de estarem envolvidas com as operações básicas de seu dia-a-dia.

A falta de um método de desenvolvimento de produtos foi o fator motivador para uma das empresas buscar a implantação da modularização, primeiramente no projeto dos produtos e após como estratégia organizacional. Na outra empresa, já existia método e processos de desenvolvimento de produtos, porém estes métodos são extremamente engessados e complexos, pois conforme relato, para a alteração de um produto final (a ser customizado ao cliente), são necessárias mais de duas centenas de alterações de desenhos de componentes. Mesmo com estas diferenças encontradas, ambas empresas possuíam equipes de desenvolvimento de produtos, que conheciam e estevam treinadas nas ferramentas disponíveis e haviam acompanhamentos de atividades, custos e avaliação de resultados nos projetos de desenvolvimentos de produtos. Após a implantação da Modularização (análise somente da empresa fabricante de ônibus), a empresa desenvolveu um método para o desenvolvimento de produtos, incluindo como foco estratégico, produtos com arquitetura modular, abrangendo neste método a inserção de ferramentas direcionadas, como a Dinâmica do Processo Criativo, regras de modelagem dos produtos, Softwares em 3D para modelagem dos produtos e Templates para agilizar a modelagem dos módulos a serem projetados.

As interações entre o departamento de desenvolvimento de produtos em ambas as empresas é expressivamente alto no momento da implantação da modularização, inclusive não havendo job rotation nos departamentos. Porém quanto a interações internas as empresas demonstram contrastes. A empresa fabricante de implementos rodoviários, recebia em média 15% de ideias de fontes internas da empresa (oriundas na totalidade da área comercial) contra 50% que saiam do departamento de PDP, enquanto na empresa fabricante de ônibus, recebia em média 10% de fontes internas (oriundas na totalidade da área comercial) contra 70% que saiam do departamento de PDP. A empresa que já implantou a estratégia, criou uma equipe multidisciplinar para a modularização no PDP, composta pelos departamentos de engenharia, tecnologia da informação, processos e design, além da engenharia de desenvolvimento de produtos e eram lideradas pela diretoria de DP. A empresa que está na fase de implantação ainda não criou equipes para tal evento, mas compartilha a ideia da empresa relatada anteriormente. Em relação a interações externas as empresas recebiam 25% de clientes, 5% de análise de produtos concorrentes e 5% oriundos de participações em feiras; 10% de clientes, 10% de análise de produtos da concorrência respectivamente. Em relação a fornecedores, ambas as empresas não utilizavam os conhecimentos e ideias de seus fornecedores em desenvolvimentos de seus produtos. Após a modularização, a empresa relata que as informações do mercado chegam mais rapidamente ao PDP, seja através do departamento de normas, representantes ou clientes, que agora tem canal aberto com a área de PDP. A partir da modularização os clientes além de perceberem a estratégia da empresa e as melhorias resultantes da implementação, estão interagindo com a equipe de PDP da empresa. A liderança de PDP e os colaboradores estão comprometidos e mantendo o ambiente propício a modularização, inclusive como projetos de melhorias em produtos já modularizados, que estão novamente passado por análises para serem melhorados e modularizados novamente. Conforme relatos do entrevistado, o próximo passo da empresa, no avanço da estratégia é integrar os fornecedores junto do PDP modular.

Segundo os gestores entrevistados, a modularização na sua implantação não foi vista como estratégia. A empresa na qual ainda encontra-se nesta fase, relata que entende a modularização como uma metodologia a ser aplicada no projeto de desenvolvimento de produtos (PDP) e que trará benefícios a empresa. Esta empresa ainda relata que tanto na estrutura organizacional, como diferencial competitivo e como estratégia a empresa ainda não percebe a conexão da modularização.  Na empresa que já possui implantada a modularização, relatou que na implantação percebia grande relação tanto no processo de PDP, como no processo de produção, na estrutura organizacional e como diferencial competitivo, porém percebia média relação como estratégia, embora fora mencionada na mesma entrevista como foco estratégico no PDP da empresa, neste momento.  Porém após a sua implantação a empresa relata que a modularização estava alinhada com o planejamento estratégico da empresa, inclusive havendo ajustes na estratégia da empresa devida a realidade da modularização. A empresa monitora os ganhos e resultados obtidos com os desenvolvimentos realizados a partir da estratégia da modularização, bem como, o retorno financeiro dos investimento realizados para estes desenvolvimentos.

Os benefícios da modularização, para a empresa que está em fase de implantação estão sendo previstos. Embora a empresa esteja fazendo primeiramente um processo de comunização, esta empresa prevê como benefícios o aumento da capacidade produtiva, a redução dos tempos de atravessamento dos produtos na fábrica, a redução do número de part numbers, processos mais padronizados e a ampliação do leque de opções de produtos para o cliente. Enquanto a empresa que já possui a modularização implantada, relata que o maior benefício obtido pela empresa, foi entender melhor o produto através de uma metodologia mais definida ( método de PDP modular) e também cita a redução de 50% no lead time do produto do segmento urbano (mercado foco da empresa para o projeto piloto da modularização), a redução do número de part numbers, da variabilidade dos componentes, o aumento dos ganhos através das negociações em compras ( pelos maiores volumes) e pela oferta de maior mix de produtos aos clientes. Porém esta empresa relata que em contraponto, a resistência por parte do departamento comercial em entender e aceitar este novo conceito, vem escalonando os ganhos, que poderiam ser maiores se este departamento se engajasse nesta estratégia.

5. Discussão

Os achados contribuem com a teoria ao indicar a necessidade de informações, conceitos, sobre o design modular para se implementar a estratégia da modularização nas empresas. Os mesmos também indicam que as empresas submetidas a mudanças para ambientes modulares se comunicam tanto interna e externamente. Conforme verificado, esses comunicações devem melhorar pois para que a modularização seja uma estratégia da companhia, a mesma não deve somente ser implementada no desenvolvimento de produtos, mas sim primeiramente neste departamento e após migrar para os demais, para que as estratégia permeie toda a organização. E que também as interações externas sejam fortalecidas para que os benefícios da modularização sejam ampliados e os resultados das organizações otimizados. As contribuições advindas da análise desses achados são apresentadas na sequência.

A primeira contribuição remete a necessidade de processos para desenvolvimento de produtos modulares. A existência destes métodos e processos, poderá contribuir para a melhoria das interações entre departamentos da organização, clientes e fornecedores. Conforme apurado, essa melhoria precisa abarcar os diversos estágios do desenvolvimento de produtos modulares, pois a partir de uma melhor interação reduzirão os conflitos interdepartamentais, melhorando as operações, comunicações e interações e interações entre os envolvidos e interessados nos produtos desenvolvidos pela empresa. (Staudenmauer, et al., 2005; Shamsuzzoha, 2009; Salhieh e Kamrani 1999; Erixon et al. 1996 e Sako e Murray, 1999)

A segunda contribuição focaliza a necessidade de entendimento da modularização como estratégia da organização. Pois a partir deste entendimento, desde a alta administração até os colaboradores irão focalizar a modularização como diferencial competitivo para a empresa. Este entendimento deve ser no sentido em que a modularização não deve ser somente aplicada no desenvolvimento dos produtos, mas sim iniciada neste departamento, depois expandida aos demais departamentos da organização, para que os benefícios sejam amplificados e mantidos. (CHUNG, 2002)

A terceira contribuição está relacionada à aplicação, utilização, incorporação e informações sobre o conteúdo do design modular. A importância da realização de capacitações, treinamentos e coaching´s anteriores ao início do projeto de implantação da modularização da empresa são fundamental para o sucesso do mesmo.  As equipes, principalmente da alta administração devem estar capacitadas nos conceitos da modularização, inclusive para determina-la como estratégia ou não, e para se tornarem os sponsors do projeto de implementação e passar segurança e credibilidade as demais equipes da organização. Aumentando assim a probabilidade de sucesso na implantação da modularização nas organizações aptas a esta estratégia. (Gershenson, et al, 2003)

A quarta contribuição versa sobre a necessidade das análises das interações e comunicações internas e externas das organizações submetidas a u ambiente de design modular. A tendência das áreas de desenvolvimento de produto nas empresa tornarem-se as principais fonte de ideias de novas ideias para os produtos, pode ser muito arriscado às organizações. É necessário que as empresas comuniquem-se e interajam internamente e principalmente externamente com seus clientes e com seus fornecedores. Com cientes, para entender o que de fato é valor percebido por eles e assim projetar e fabricar produtos adequados a estas necessidades. Quanto aos fornecedores, a organização deve levar em conta o know-how destas empresas, para buscar novas alternativas de materiais, processos e métodos para melhorar sua performance e com isso aumentar seus resultados. (Staudenmauer, et al., 2005 e Sako e Murray, 1999)

6. Conclusão

O estudo em questão investigou a como as áreas de desenvolvimento de Produto se articularam para implantar a Modularização como estratégia e como está esta estratégia de após a sua implantação em empresas do segmento Automotivo, nos setores de ônibus e implementos rodoviários / ferroviários e também foi utilizada uma empresa de consultoria em Engenharia de produção que trabalha com a implementação deste tipo de sistema. Foram focalizadas a análise da necessidade de se aprimorar o entendimento acerca da aplicação, utilização, incorporação e informações sobre o conteúdo do design modular (Gershenson, et al, 2003) e como as empresas submetidas a mudanças na indústria para ambientes modulares podem querer reconsiderar a maneira como eles operam e se comunicam, tanto relações de colaboração interna quanto externa (Staudenmauer, et al., 2005). A questão de pesquisa advinda destes objetivos foi: "Como as áreas de Desenvolvimento de Produto se articularam para implantar a Modularização como estratégia? E ainda, como está ou será a estratégia de Modularização na empresa após a sua implantação?"

Os fatores relatados pelas diferentes empresas foram muito similares, inobstante à diferença entre o tipo de produtos principalmente no momento da implantação. Observa-se que a empresa fabricante de implementos rodoviários possui maior estrutura e conceituação sobre PDP do que a empresa fabricante de ônibus no momento da implantação da modularização. Em relação a conceituação e princípios teóricos referentes a modularização ambas não possuíam muitos conhecimentos neste momento inicial e que ambas iniciaram o processo de modularização por meio tangencial e não como projeto principal. Em ambas foram necessário a busca de conceitos, a formação de equipes (uma delas ainda está em fase de formação), capacitação e treinamento e o envolvimento da alta administração. A empresa fabricante de ônibus percebeu que a modularização é uma estratégia e após a implantação já possui resultados robustos, estando inclusive alinhada como o planejamento estratégico da companhia, enquanto a outra empresa ainda não está neste estágio, pois acredita que é uma metodologia.

Por trata-se de um assunto ainda incipiente no Brasil, o estudo em questão foi desenvolvido em um grupo limitado de empresas localizadas na região sul do país. Sugerem-se futuros estudos no intuito de identificar se os achados deste trabalho se repetem em outros segmentos do mercado, em outras regiões do Brasil e até em nível mundial.

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1 Mestrando em Engenharia de Produção e Sistemas na Universidade do Vale dos Sinos (UNISINOS) e professor na Universidade Feevale, Brasil. E-mail: fabianonunes@feevale.br

2 Mestrando em Engenharia de Produção e Sistemas na Universidade do Vale dos Sinos (UNISINOS), Brasil. E-mail: mauro_viniciusr@hotmail.com;

3 Mestranda em Engenharia de Produção e Sistemas na Universidade do Vale dos Sinos (UNISINOS) , Brasil. E-mail: virginiasd@gmail.com;

4 Doutor em Administração de Empresas pela UFRGS e Professor e Pesquisador no PPGEPS  da Universidade do Vale dos Sinos (UNISINOS), Brasil. E-mail: junico@unisinos.br