CNPq / As transformações que as indústrias vêm passando são uma representação de um novo período industrial também conhecido como Indústria 4.0. Neste cenário de inovações, os conceitos relacionados à Manufatura Inteligente fazem com que haja uma busca constante pela captura do conhecimento visando aprimorar a eficiência de produtos e processos. Portanto, alterações no projeto de produtos voltadas para a melhoria da confiabilidade devem ser realizadas nas etapas inicias do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP) para que os impactos técnicos e econômicos sejam reduzidos. É neste contexto que a abordagem Design for Reliability (DfR) surge como o conjunto de atividades que tem como intuito garantir a confiabilidade de um produto durante todas as etapas do seu ciclo de vida. Analisando as pesquisas mais recentes acerca do assunto e informações fornecidas por uma empresa de maquinários agrícolas, observou-se que em nenhum caso houve uma implementação do DfR nas etapas iniciais do PDP para determinação do plano de testes a partir do perfil de uso de algum produto. Dessa forma, estabeleceu-se o objetivo desta pesquisa de acordo com a elaboração de um método, baseado em um modelo ontológico, que permita a determinação do plano de testes eficaz e adequado às características de uso dos produtos. Para que esse método fosse desenvolvido, a abordagem metodológica Design Science Research (DSR) foi adotada. Dessa maneira, seis etapas tiveram de ser percorridas: 1) identificação do problema e motivação; 2) definição dos objetivos e solução; 3) projeto e desenvolvimento; 4) demonstração; 5) avaliação e 6) comunicação dos resultados. A solução reproduzida atende as necessidades dos usuários por ser um método eficiente e de simples execução, bem como aprimora a confiabilidade dos produtos ao longo do ciclo de vida. Este trabalho pode ser aplicado no processo de criação de diversos produtos trazendo vantagens significativas para empresas. / The transformations that the industries are currently facing represent a new industrial period also known as Industry 4.0. In this scenario of innovations, concepts related to Smart Manufacturing make a constant search for knowledge capture to improve the efficiency of products and processes. Therefore, changes in product design aiming the improvement of reliability should be undertaken from the early stages of the New Product Development process (NPD) to reduce technical and economical impacts. It is in this context that the Design for Reliability (DfR) approach emerges as the set of activities that aims to ensure the reliability of a product during all stages of its life cycle. Analyzing the most recent research on the subject and some information provided by an agricultural machinery company, it was not observed any case of implementation of DfR in the initial stages of the NPD to determine the test plan taking into consideration the product usage profile. Thence, the main goal of this research was established according to the elaboration of a method, based on an ontological model, which allows the determination of the more appropriate test plan considering the usage characteristics of products. In order to develop this method, the methodological approach Design Science Research (DSR) was adopted. In this way, six stages had to be covered: 1) problem identification and motivation; 2) definition of objectives and solution; 3) design and development; 4) demonstration; 5) evaluation and 6) communication of results. The final solution meets users' needs by being an efficient and easy-to-run method, as well as by enhancing products’ reliability throughout their lifecycle. This work can be applied in the process of creating several products bringing significant advantages to companies.

A presente dissertação aborda as questões relativas ao processo de desenvolvimento deprodutos (PDP) e sistema produto‐serviço (PSS). O mercado busca cada vez mais desenvolver sistemas sustentáveis, e os fabricantes dão menos destaque à fabricação do produto e esforçam-se mais no fornecimento de soluções de valor agregado para o consumidor. Visando competitividade e buscando melhoria no desempenho ambiental, as empresas devem inovar tecnologicamente e culturalmente. Estas ações requerem uma revisão e possivelmente mudança na estratégia e modelo de negócio desenvolvido pela empresa. O PSS é uma diretriz para estas mudanças. A característica principal do PSS consiste na mudança do foco da venda do produto para uma gama de serviços. O conceito sistema produto-serviço vem sendo discutido desde a década de 90, porém com ênfase no sistema administrativo. É geralmente implementado através de um mix de produtos e serviços por meio da “servitização” dos produtos e “produtização” dos serviços. Com o crescente interesse da sociedade em aspectos de sustentabilidade, e verificou-se que o PSS poderia alavancar o seu viés ambiental. Ao associar o PSS com o tripé da sustentabilidade, do ponto de vista econômico o PSS pode alavancar benefícios decorrentes do uso prolongado das funções dos produtos, maior durabilidade dos mesmos através do seu uso adequado e diversificação da receita, por meio de receitas provenientes da venda de produtos e serviços associados. Do ponto de vista social, este novo modelo de negócio pode incentivar a geração de novos empregos, decorrente da oferta de serviços vinculados aos produtos, porém realizados por terceiros. E do ponto de vista ambiental, as funções desejadas pelo consumidor podem ser atendidas, porém mediante menor consumo de material e energia para fabricar um novo produto que entregará estas mesmas funções. Assim, a mudança de estratégia e de modelo de negócio para o desenvolvimento de novos produtos e serviços pode ser suportada por um PSS, identificado como uma alternativa viável para atender às demandas específicas dos usuários e, ao mesmo tempo, apresentar um melhor desempenho ambiental/menor impacto ambiental. Os modelos atuais oferecem o desenvolvimento de produtos (PDP) ou de serviços (PDS). O objetivo principal desta pesquisa foi desenvolver um modelo hibrido para desenvolvimento de produtos e serviços, através da integração de práticas relacionadas à adoção da abordagem de PSS, contemplando a sua aplicação no ciclo de vida de produtos manufaturados com vistas à sustentabilidade. O levantamento bibliográfico realizado confirmou que os modelos tradicionais existentes se referem ao PDP ou PDS. Assim justificou-se a oportunidade de desenvolvimento de um modelo híbrido para desenvolvimento de produtos e serviço, com base em um modelo de referência de PDP. Recorreu-se ao método hipotético-dedutivo. Primeiramente buscou-se identificar quais eram os principais motivadores e barreiras associadas a um PSS. Na sequência foram pesquisadas quais eram as práticas (métodos e ferramentas) necessariamente ligadas somente a PSS. Neste trabalho foram adotadas duas práticas a serem incorporadas ao modelo de referência de PDP. Em seguida estas práticas foram sistematizadas com base na fase do PDP em que poderiam ser aplicadas. A fase de Projeto Conceitual do modelo de referência foi identificada aquela a ser mais impactada com a incorporação de práticas relacionadas a PSS. O modelo proposto foi então exemplificado por meio da aplicação do modelo híbrido (modelo de desenvolvimento de produtos incorporado às práticas de PSS) em um produto encontrado no mercado. Um produto atual do mercado foi selecionado e analisado com relação a quais possíveis impactos no projeto deste produto haveriam, caso o mesmo tivesse sido desenvolvido visando a entrega de um PSS (especificamente PSS tipo 2). / The present dissertation project addresses issues related to the product development process (PDP) and Product Service System (PSS). The market is looking increasingly to develop sustainable systems and manufacturers are allocating less focus on product manufacturing, and more efforts on providing value-added solutions for the consumer. Aiming competitiveness and seeking improvement in environmental performance, companies must innovate technologically and culturally. These actions require a review and possibly change in the strategy and business model developed by the company. The PSS is a guideline for these changes. The main PSS feature is the change in focus, from selling the product, for a range of services. The product-service system concept has been discussed since the 90s, but with emphasis on the administrative system. It is generally implemented through a mix of products and services through product’s “servitization” and “productization” of services. With the growing interest of society on sustainability aspects, it was verified that PSS could leverage its environmental bias. By associating PSS with the sustainability triple bottom line, from economic point of view, the PSS can leverage benefits due of prolonged use of the products’ functions, greater durability through their proper used and diversification of revenue through incomes from products sales and associated services. From the social point of view, this new business model can promote the generation of new jobs, from offering services related to products, but accomplished by third parties. And from an environmental standpoint, the products’ functions desired by the consumers can be realized, but consuming less material and energy to manufacture a new product that will deliver these same functions. In this sense, the change in strategy and business model for new product and services development can be supported by PSS, identified as a viable alternative to meet specific users’ specific demands and at the same the same time provide a better environmental performance/lower environmental impact. The current models offer the product development (PDP) or services development process (SDP). The main objective of this research was the development of a hybrid model for product and services development through the integration of practices related to the adoption of PSS approach, considering its application in the manufactured products life cycle towards sustainability. The bibliographical survey confirmed that the existing traditional models refer to the PDP or SDP. Thus is justified the opportunity to develop a hybrid model for product and services development, based on a PDP reference model. Resorted to the hypothetical-deductive method. Firstly were identified the main motivators and barriers associated to the PSS. In sequence were surveyed which were the practices (methods and tools) necessarily linked specifically to the PSS. In this paper were adopted two PSS practices to be incorporated to the PDP reference model. Then these practices were systematized based on the PDP phase that could be applied. The Conceptual Design Phase of the reference model was identified to be the most potentially impacted one by the incorporation of PSS related practices. The proposed model was then exemplified through the application of the proposed hybrid model (product development model incorporated with PSS practices) in a product found in the market. In this sense, a current product available on market was selected and analyzed in regards to the possible impacts on its project design during its Conceptual Design phase, in case it had being developed to deliver a PSS (specifically PSS type 2).

Capes / Com a crescente preocupação em relação à questão ambiental, não somente a sociedade, como também as empresas vêm buscando um equilíbrio, de maneira que as questões econômicas, ambientais e sociais interajam harmoniosamente. Dentre as ferramentas utilizadas para esse fim, a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) vem se destacando, pois permite avaliar os impactos ambientais de determinado produto ou serviço oferecido. A ACV é composta de quatro fases: definição de objetivo e escopo; análise de inventário; avaliação de impactos; e, interpretação. Dentre essas fases, a análise de inventário, que consiste principalmente na coleta de dados, é a fase que mais consome tempo e talvez a de maior dificuldade em virtude de sua extensão. Por outro lado, existem dados disponibilizados em relatórios, sejam de agências ambientais, sejam de empresas que poderão, eventualmente, ser utilizados. Esse trabalho tem como objetivo, portanto, verificar a possibilidade de utilizar os dados desses relatórios ambientais para auxiliar a elaboração de ICVs. Para realizar essa verificação estabeleceram-se alguns critérios de corte e de qualidade que devem ser atendidos e, caso sejam, estabeleceu-se uma adequação para que possam ser utilizados em ICVs. Em seguida foram executados três estudos de casos em que são mostrados como foram feitas a verificação e adequação dos dados para poderem, enfim, serem utilizados em ICVs. Como resultado, pode-se afirmar que seguindo o procedimento adotado nesse trabalho é possível utilizar os dados desses relatórios ambientais. Identificou-se, porém, que a qualidade da maioria desses dados é baixa. / With the growing concern about the environmental issue, not only the society, but also companies are seeking a balance, so that the economic, environmental and social interact harmoniously. Among the tools used for this purpose, the Life Cycle Assessment (LCA) has been highlighted because it allows evaluating the environmental impacts of an offered product or service. The LCA consists of four phases: goal and scope definition; inventory analysis; impact assessment; and, interpretation. Among these phases, the inventory analysis, which mainly consists of data collection, is the most time-consuming and perhaps the most difficult phase because of its length. Moreover, environmental data are available in environmental reports, by environmental agencies, by companies that can possibly be used. This study aims to determine the possibility of using the data from these environmental reports to help the development of Life Cycle Inventories (LCIs). To perform this check were established some criteria for cutting and quality that must be met and, if so, adequate these data for being used in LCIs. Three case studies were performed in which the verification and the adequacy to be used in LCIs were carried out. As a result, it can be stated that by following the procedure adopted in this work is possible to use the data from these environmental reports. Moreover it was found that most of these data environmental reports do not meet the minimum required for use in LCIs.

Fundação Araucária / Para garantir sua sobrevivência perante um mercado cada vez mais competitivo e globalizado, as empresas passaram a se diferenciar pelo lançamento antecipado de produtos e pela utilização da informação como fator de competitividade, de forma que atendam melhor às crescentes necessidades e expectativas dos clientes. Entretanto, muitas dessas informações se encontram em uma forma não estruturada, gerando erros e inconsistências de projeto. Neste sentido, uma das soluções mais promissoras e pesquisadas na atualidade para garantir a troca e compartilhamento de informações é a construção de ontologias. Tratam-se de estruturas de informação que auxiliam na interoperabilidade semântica entre diferentes sistemas de informação. A presente pesquisa teve como objetivo principal propor uma abordagem semântica para interoperabilidade entre softwares utilizados ao longo do ciclo de vida de produtos, baseada na aplicação de ontologias de referência. Tal abordagem consiste na apresentação de um modelo conceitual no qual uma ontologia de referência é criada a partir da identificação de demandas de interoperabilidade. A ontologia criada fornece elementos suficientes para que o mapeamento semântico possa ser realizado, mediante consulta às suas classes, propriedades e axiomas. Um estudo de caso na indústria de papel reciclado foi adotado no sentido de identificar cenários reais que permitissem exemplificar a forma pela qual o modelo conceitual seria aplicado. Dois sistemas de informação atualmente utilizados ao longo do ciclo de vida do produto foram identificados, os quais utilizam estruturas heterogêneas de dados, sem correspondência direta entre termos. Após a criação de uma ontologia de referência para este caso, utilizando métodos construtivos e ferramentas consagradas, três possíveis cenários de interoperabilidade foram analisados. Para cada um foram propostas soluções de interoperabilidade semântica utilizando o modelo conceitual proposto. / To guarantee survival in an increasingly competitive and globalized market, companies need to differentiate themselves not only through the launch of new products, but also through the effective use of information to better serve the needs and expectations of their customers. However, finding well-structured information is difficult and the lack of clarity often leads to errors and project inconsistencies. One of the most promising and sought-after solutions to guarantee the accurate exchange of information is the use of an ontology, a structural framework that aids in the interoperability of different information systems. The objective of this research is to propose an approach to software interoperability, based on an ontology reference system, that can be used throughout the product lifecycle. This approach presents a conceptual model that creates a reference ontology based on the identification of interoperability needs. This research presents sufficient evidence that semantics mapping can be achieved in conjunction with the appropriate information class, properties, and axioms. To highlight real-world scenarios that exemplify how this conceptual model could be effectively applied, this research refers to a case study from the recycled paper industry. In addition, this study identifies two information systems that are currently used throughout the product lifecycle which utilize heterogeneous data structures with no direct correspondence between terms. Through constructive methods and existing tools, a reference ontology was created for these systems. Three interoperability scenarios were analyzed and solutions were proposed for semantic interoperability using the suggested model.

Capes / Existem diversas formas de se conduzir um Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP), todas com o mesmo objetivo: organizar as atividades e o fluxo de informação. Complementarmente, o desafio em desenvolver produtos sustentáveis é cada vez maior, à medida em que os recursos naturais vão se esgotando. Neste contexto, surge a Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), um método que visa mapear todas as etapas que envolvem um produto, desde a fabricação até o fim de vida ou descarte. Contudo, muitos produtos ainda não são projetados para permitir reaproveitamento. Este trabalho buscou uma alternativa para a avaliação de um PDP a partir do modelo Stage-gate, utilizando-se a abordagem da Toyota chamada Set-based (desenvolvimento de um conjunto de alternativas), na busca de se obter um produto mais sustentável, com a adoção de mais de sessenta estratégias de fim de vida, distribuídas ao longo de cinco estágios de desenvolvimento. O resultado culminou na elaboração de uma ferramenta-protótipo a ser utilizada por projetistas. Um desenvolvimento hipotético foi conduzido para a verificação da utilidade desta ferramenta e, ao final do processo, uma ACV foi realizada como forma de verificar a eficiência da ferramenta em atingir o objetivo inicial, estabelecendo-se uma comparação entre um banco existente e as alternativas resultantes do desenvolvimento utilizando a ferramenta, onde pode-se verificar uma melhor performance ambiental principalmente com relação ao destino final dos componentes. Algumas melhorias na utilização do SimaPRO e na melhoria da sistemática proposta também estão apontadas nas conclusões. / There are several methods to manage a Product Development Process, all with the same purpose: to organize the activities and information flow. Among these methods, Stage-Gate appears to be one of the most adopted. In the other hand, the challenge to develop sustainable products grows bigger as resources grow smaller and Lifecycle Assessment arises to evaluate all phases of a product, from manufacture to disposal. Many products nevertheless are designed without consider its posterior reuse. This research has aimed at a way to evaluate environmental impact of a product’s end-of-life during a PDP, using a Stage-gate model improved with the insertion of Toyota’s Set-based approach and more than sixty end-of-life strategies, distributed over development stages. The result was the preliminary prototype of a tool, to be used by product designers. A case study was carried out to test the effectiveness of the proposed tool where, in the end of the development process, a Lifecycle Assessment is performed to an actual seat and the resulting seat alternatives. It was possible to verify improvements in the environmental performance mainly in product’s end-of-life destination, which was the target of this research. Also, improvements are highlighted concerning SimaPRO’s interface and the tool itself.

A severa degradação do meio ambiente, causada pela ação do homem nas últimas décadas, tem forçado as organizações a tomarem providências no sentido de reduzir os efeitos negativos causados pelas atividades industriais. Neste sentido, os indicadores de sustentabilidade têm crescido em importância, pois permitem avaliar o nível de sustentabilidade das mais diversas entidades, identificando os potenciais de melhoria e o progresso obtido. Apesar da grande variedade de indicadores existentes, ainda existem áreas pouco exploradas, como é o caso dos indicadores para o desenvolvimento de produtos na indústria de autopeças. Com o objetivo de contribuir para a criação de produtos mais sustentáveis, orientando o processo de desenvolvimento desde as fases iniciais, foi proposto neste trabalho um conjunto de indicadores de sustentabilidade, divididos em indicadores de sustentabilidade para produtos e indicadores de sustentabilidade para gestão de projetos. Estes dois conjuntos de indicadores foram definidos com base no estudo das melhores práticas e recomendações de projeto para o meio ambiente e sustentabilidade, nos indicadores de sustentabilidade existentes e nas necessidades da indústria automotiva. O resultado foi um conjunto de 23 indicadores de sustentabilidade para produtos, como o objetivo de avaliar as características técnicas do produto de forma quantitativa, e 26 indicadores de sustentabilidade para gestão de projetos, com o objetivo de avaliar se os principais aspectos e recomendações de projeto para a sustentabilidade estão sendo considerados ao longo do processo de desenvolvimento, de forma qualitativa. Para demonstrar a aplicação dos indicadores propostos, foi apresentado um exemplo, baseado no desenvolvimento de um novo componente para motores diesel, partindo desde o planejamento estratégico até a descontinuação do produto do mercado. O exemplo demonstrou que os indicadores definidos foram bastante úteis no sentido de orientar a equipe de desenvolvimento para a obtenção de um produto sustentável, com base nas metas definidas no início do projeto, podendo ser incorporadas ao processo de desenvolvimento por empresas do setor automotivo. / The severe environmental degradation caused by human activities in recent decades has forced organizations to take actions and measures in order to reduce or eliminate the negative effects caused by industrial activities. In this sense, sustainability indicators have grown in importance because they allow to assess the level of sustainability from various entities, identifying potential for improvement and progress achieved. Despite the great variety of existing indicators, there are still unexplored areas, such as indicators for product development in the auto parts industry. Aiming to contribute to the creation of more sustainable products, guiding the development process since the earliest stages, it was proposed in this work a set of sustainability indicators, divided into product indicators and design indicators. These two sets of indicators were defined based on the study of best practices and recommendations from various techniques such as design for environment and sustainability, study of existing sustainability indicators and the needs of the automotive industry. The result was a set of 23 product indicators, evaluating the product characteristics in a quantitatively way, and 26 design indicators, assessing whether the main aspects and techniques of design for sustainability are being considered throughout the development process, in a qualitative way. In order to demonstrate the application and use of the proposed indicators, it was presented an example, based on the development of a new component for diesel engines, starting from strategic planning to the product discontinuation from the market. The example showed that the defined indicators are very useful in guiding the development team to achieve a sustainable product, based on the goals defined at the beginning of the project, which can be incorporated into the development process for automotive companies.

CAPES / As emissões de gases de efeito estufa (GEE) vêm gerando graves mudanças no clima mundial. Uma das soluções propostas para mitigar o problema é a substituição dos combustíveis fósseis por biocombustíveis. A eficácia dessa medida tem sido questionada, tendo em vista as possíveis consequências indiretas da produção agrícola. A Avaliação Consequencial do Ciclo de Vida é um método de avaliação ambiental de produtos que inclui efeitos indiretos. Diante disso, o objetivo do presente trabalho é aplicar o método para obtenção de um inventário do uso agrícola do solo necessário para incrementar a produção de óleo vegetal visando atender a mudança na demanda de biodiesel no Brasil prevista para o período 2010-2030. Das matérias-primas consideradas (soja, amendoim, algodão, dendê, girassol e canola), o estudo mostra que o óleo de dendê é a matéria-prima marginal e apenas 5% da área potencial para plantio de dendê seria utilizada para atender ao incremento na demanda de biodiesel. A área necessária diretamente pelo dendê seria de 2,1 milhões de hectares na região Norte do Brasil. A torta de amêndoa, co-produto dependente do processo multifuncional do dendê, pode substituir o farelo de soja usado como ração, evitando o plantio de 0,6 milhões de hectares de soja. Assim, o inventário final do uso do solo é um incremento 1,5 milhões de hectares para produção agrícola na região Norte do Brasil. Foram desenvolvidos cenários alternativos: produtividade do dendê constante, mudança no horizonte temporal (2010-2020) e mudança na taxa de crescimento do co-produto determinante. Não houve alteração no resultado do estudo para os cenários considerados. / Greenhouse gas emission has several negative consequences on worldwide climate. Biofuels have been considered one of the solutions to mitigate this problem by substitution of fossil fuel. However, indirect effects should be included in order to produce more reliable results in environmental assessment. In this context, Consequential Life Cycle Assessment is a method that can fill this gap. The objective of this work is to use the method to obtain the agricultural land use inventory to meet the biodiesel demand change in Brazil, considering the period 2010-2030. Only the main feedstock were included (soybean, peanut, cottonseed, palm, sunflower and canola). From these, the study found the palm oil as the marginal one. Around 5% of the potential area for palm would be used to meet the biodiesel demand change. The increased area would be 2,1 million hectares in North region of Brazil. The palm meal, which is a dependent co-product from multifunctional process, can substitute soybean meal as animal feed. The substitution avoids 0,6 million hectares of soybean in North region. Finally, the net land use inventory is 1,5 million hectares in North region of Brazil. Three alternative cenarios were developed: palm productivity unchanged, a different time horizon (2010-2020) and a different increasing rate for the determinant co-product. The same result was found for all cenarios.

CAPES / Veículos elétricos (VEs) são vistos como uma das potenciais soluções para os problemas ambientais associados com os veículos de combustão interna (VCIs). VEs, no entanto, também causam impactos ambientais ao longo do ciclo de vida e aumento no consumo de eletricidade, sendo também necessário incluí-los no planejamento energético. Estudos de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) realizados para avaliar os impactos ambientais de VEs em outros países mostram que a fonte de eletricidade é significativa para determinar se estes apresentam melhores resultados que VCIs. O caso brasileiro, contudo, pode apresentar resultados diferentes, em função da matriz elétrica diferente e da possibilidade de utilização de etanol pelos VCIs. O objetivo geral deste estudo é identificar como atender a demanda por transporte de pessoas por automóveis com menor impacto ambiental, para diferentes categorias de impacto, no Brasil. Para realizar o estudo, foram realizadas quatro etapas: (i) definir dados gerais, como o ano de projeção; (ii) identificar a frota de automóveis e a respectiva demanda energética e opções de atendimento; (iii) realizar ACV por veículo; e (iv) avaliar o impacto ambiental da frota, comparando e selecionando opções de menor impacto. Foram considerados dois horizontes de tempo: 2022 e 2030. Foi utilizada a base de dados de inventário do ciclo de vida (ICV) do ecoinvent v.3.01, com adaptações para o contexto brasileiro utilizando dados de literatura. Especificamente na definição da fonte de eletricidade, utilizou-se a abordagem decisional de ICV para 2022, enquanto que, para 2030, foram definidas possíveis tecnologias marginais/incrementais. Utilizou-se o método de avaliação do impacto do ciclo de vida CML 2000 v.2.05, sendo que para 2030 foram selecionadas três categorias (depleção de recursos abióticos; aquecimento global; depleção da camada de ozônio), em conjunto com resultados de ICV para ocupação da terra. Para 2030, utilizou-se, também, em análise de sensibilidade, o método EDIP 2003 v.1.04. Esses métodos estão disponíveis no software SimaPro v.8.0.2, utilizado para os cálculos. Os resultados para 2022 mostraram que, com recarga em horários de menor demanda, o VE é melhor para algumas categorias e o VCI melhor para outras. Já para 2030, contudo, uma inclusão de aproximadamente 35% de VEs na frota pode reduzir bastante os impactos para as três categorias do método CML e para o indicador único do método EDIP, embora cause aumento significativo na área ocupada. Deste modo, esses resultados poderiam ser comparados com outros tipos de ocupação da terra que visem reduzir impactos ambientais. Conclui-se que os VEs têm potencial de grande redução de impactos ambientais, de forma que poderiam ser alvos de políticas públicas que visem reduzir tais impactos. Entre as incertezas do estudo incluem-se: a simplificação na identificação das fontes de energia; a utilização de parâmetros médios para os veículos, em parte relativos apenas a veículos novos; a definição da tecnologia marginal/incremental apenas para a eletricidade; a não consideração de outras tecnologias, como VCIs a etanol de segunda e terceira geração; e a utilização de dados de inventário do presente ou passado para estimar condições futuras. Estas poderiam ser tratadas em trabalhos futuros. / Electric Vehicles (EVs) are seen as a potential solution for the environmental problems associated with Internal Combustion Engine Vehicles (ICEVs). EVs, on the other hand, also cause environmental impacts throughout their life cycles and increases in the demand for electricity, so that they need to be included in the energy planning. Life Cycle Assessment (LCA) studies carried out to assess the environmental impacts of EVs in other countries, indicated that the electricity source is significant to determine whether these present better results than ICEVs or not. For Brazil, however, results might be different, due to the different electricity mix and to the possibility of ICEVs to use sugarcane ethanol. The main purpose of this study is to analyze how to meet the demand for passenger transport by automobiles in Brazil with a smaller environmental impact, for different impact categories. In order to attain this objective, four steps were executed: (i) to define general data, such as the year of projection; (ii) to identify the automobile fleet and the respective energy demand and fulfillment options; (iii) to perform LCA, per vehicle; and (iv) to assess the environmental impact of the fleet, comparing and selecting options with smaller impact. Two time horizons were considered: 2022 and 2030. The ecoinvent database v.3.01 was used as the Life Cycle Inventory (LCI) data source, with some adaptations for the Brazilian context using literature data. Specifically for the identification of the electricity source, the decisional LCI approach was used, for 2022, while, for 2030, possible marginal/incremental technologies were identified. The Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method CML 2000 v.2.05 was used, from which three categories were chosen for 2030 (abiotic resource depletion; climate change; and ozone layer depletion), together with LCI results for land occupation. The single score of the LCIA method EDIP 2003 v.1.04 was used in a sensitivity analysis. These methods are available in SimaPro 8.0.2, used for calculations. The results for 2022 showed that, with battery charge during off-peak hours, the EV is better in some impact categories, while the ICEV is better in others. For 2030, however, an EV market penetration of approximately 35% can significantly reduce the impacts for the three CML categories and for the EDIP single score, albeit causing a significant increase in land occupation. These results, therefore, can be compared with other types of land occupations which aim to reduce environmental impacts. It was concluded that EVs have good environmental impacts reduction potentials, in a way that they could be targeted by public policies that address such impacts. Among the uncertainties of this study are included: the simplified identification of energy sources; the use of average parameters for the transportation sector, in part associated only with new vehicles; the definition of the marginal/incremental technology only for electricity; the fact that other vehicle technologies, such as ICEVs powered by second and third generation ethanol; and the use of present or past LCI data to assess future conditions. These could be dealt with in future studies.

CNPq / As transformações que as indústrias vêm passando são uma representação de um novo período industrial também conhecido como Indústria 4.0. Neste cenário de inovações, os conceitos relacionados à Manufatura Inteligente fazem com que haja uma busca constante pela captura do conhecimento visando aprimorar a eficiência de produtos e processos. Portanto, alterações no projeto de produtos voltadas para a melhoria da confiabilidade devem ser realizadas nas etapas inicias do Processo de Desenvolvimento de Produtos (PDP) para que os impactos técnicos e econômicos sejam reduzidos. É neste contexto que a abordagem Design for Reliability (DfR) surge como o conjunto de atividades que tem como intuito garantir a confiabilidade de um produto durante todas as etapas do seu ciclo de vida. Analisando as pesquisas mais recentes acerca do assunto e informações fornecidas por uma empresa de maquinários agrícolas, observou-se que em nenhum caso houve uma implementação do DfR nas etapas iniciais do PDP para determinação do plano de testes a partir do perfil de uso de algum produto. Dessa forma, estabeleceu-se o objetivo desta pesquisa de acordo com a elaboração de um método, baseado em um modelo ontológico, que permita a determinação do plano de testes eficaz e adequado às características de uso dos produtos. Para que esse método fosse desenvolvido, a abordagem metodológica Design Science Research (DSR) foi adotada. Dessa maneira, seis etapas tiveram de ser percorridas: 1) identificação do problema e motivação; 2) definição dos objetivos e solução; 3) projeto e desenvolvimento; 4) demonstração; 5) avaliação e 6) comunicação dos resultados. A solução reproduzida atende as necessidades dos usuários por ser um método eficiente e de simples execução, bem como aprimora a confiabilidade dos produtos ao longo do ciclo de vida. Este trabalho pode ser aplicado no processo de criação de diversos produtos trazendo vantagens significativas para empresas. / The transformations that the industries are currently facing represent a new industrial period also known as Industry 4.0. In this scenario of innovations, concepts related to Smart Manufacturing make a constant search for knowledge capture to improve the efficiency of products and processes. Therefore, changes in product design aiming the improvement of reliability should be undertaken from the early stages of the New Product Development process (NPD) to reduce technical and economical impacts. It is in this context that the Design for Reliability (DfR) approach emerges as the set of activities that aims to ensure the reliability of a product during all stages of its life cycle. Analyzing the most recent research on the subject and some information provided by an agricultural machinery company, it was not observed any case of implementation of DfR in the initial stages of the NPD to determine the test plan taking into consideration the product usage profile. Thence, the main goal of this research was established according to the elaboration of a method, based on an ontological model, which allows the determination of the more appropriate test plan considering the usage characteristics of products. In order to develop this method, the methodological approach Design Science Research (DSR) was adopted. In this way, six stages had to be covered: 1) problem identification and motivation; 2) definition of objectives and solution; 3) design and development; 4) demonstration; 5) evaluation and 6) communication of results. The final solution meets users' needs by being an efficient and easy-to-run method, as well as by enhancing products’ reliability throughout their lifecycle. This work can be applied in the process of creating several products bringing significant advantages to companies.

A presente dissertação aborda as questões relativas ao processo de desenvolvimento deprodutos (PDP) e sistema produto‐serviço (PSS). O mercado busca cada vez mais desenvolver sistemas sustentáveis, e os fabricantes dão menos destaque à fabricação do produto e esforçam-se mais no fornecimento de soluções de valor agregado para o consumidor. Visando competitividade e buscando melhoria no desempenho ambiental, as empresas devem inovar tecnologicamente e culturalmente. Estas ações requerem uma revisão e possivelmente mudança na estratégia e modelo de negócio desenvolvido pela empresa. O PSS é uma diretriz para estas mudanças. A característica principal do PSS consiste na mudança do foco da venda do produto para uma gama de serviços. O conceito sistema produto-serviço vem sendo discutido desde a década de 90, porém com ênfase no sistema administrativo. É geralmente implementado através de um mix de produtos e serviços por meio da “servitização” dos produtos e “produtização” dos serviços. Com o crescente interesse da sociedade em aspectos de sustentabilidade, e verificou-se que o PSS poderia alavancar o seu viés ambiental. Ao associar o PSS com o tripé da sustentabilidade, do ponto de vista econômico o PSS pode alavancar benefícios decorrentes do uso prolongado das funções dos produtos, maior durabilidade dos mesmos através do seu uso adequado e diversificação da receita, por meio de receitas provenientes da venda de produtos e serviços associados. Do ponto de vista social, este novo modelo de negócio pode incentivar a geração de novos empregos, decorrente da oferta de serviços vinculados aos produtos, porém realizados por terceiros. E do ponto de vista ambiental, as funções desejadas pelo consumidor podem ser atendidas, porém mediante menor consumo de material e energia para fabricar um novo produto que entregará estas mesmas funções. Assim, a mudança de estratégia e de modelo de negócio para o desenvolvimento de novos produtos e serviços pode ser suportada por um PSS, identificado como uma alternativa viável para atender às demandas específicas dos usuários e, ao mesmo tempo, apresentar um melhor desempenho ambiental/menor impacto ambiental. Os modelos atuais oferecem o desenvolvimento de produtos (PDP) ou de serviços (PDS). O objetivo principal desta pesquisa foi desenvolver um modelo hibrido para desenvolvimento de produtos e serviços, através da integração de práticas relacionadas à adoção da abordagem de PSS, contemplando a sua aplicação no ciclo de vida de produtos manufaturados com vistas à sustentabilidade. O levantamento bibliográfico realizado confirmou que os modelos tradicionais existentes se referem ao PDP ou PDS. Assim justificou-se a oportunidade de desenvolvimento de um modelo híbrido para desenvolvimento de produtos e serviço, com base em um modelo de referência de PDP. Recorreu-se ao método hipotético-dedutivo. Primeiramente buscou-se identificar quais eram os principais motivadores e barreiras associadas a um PSS. Na sequência foram pesquisadas quais eram as práticas (métodos e ferramentas) necessariamente ligadas somente a PSS. Neste trabalho foram adotadas duas práticas a serem incorporadas ao modelo de referência de PDP. Em seguida estas práticas foram sistematizadas com base na fase do PDP em que poderiam ser aplicadas. A fase de Projeto Conceitual do modelo de referência foi identificada aquela a ser mais impactada com a incorporação de práticas relacionadas a PSS. O modelo proposto foi então exemplificado por meio da aplicação do modelo híbrido (modelo de desenvolvimento de produtos incorporado às práticas de PSS) em um produto encontrado no mercado. Um produto atual do mercado foi selecionado e analisado com relação a quais possíveis impactos no projeto deste produto haveriam, caso o mesmo tivesse sido desenvolvido visando a entrega de um PSS (especificamente PSS tipo 2). / The present dissertation project addresses issues related to the product development process (PDP) and Product Service System (PSS). The market is looking increasingly to develop sustainable systems and manufacturers are allocating less focus on product manufacturing, and more efforts on providing value-added solutions for the consumer. Aiming competitiveness and seeking improvement in environmental performance, companies must innovate technologically and culturally. These actions require a review and possibly change in the strategy and business model developed by the company. The PSS is a guideline for these changes. The main PSS feature is the change in focus, from selling the product, for a range of services. The product-service system concept has been discussed since the 90s, but with emphasis on the administrative system. It is generally implemented through a mix of products and services through product’s “servitization” and “productization” of services. With the growing interest of society on sustainability aspects, it was verified that PSS could leverage its environmental bias. By associating PSS with the sustainability triple bottom line, from economic point of view, the PSS can leverage benefits due of prolonged use of the products’ functions, greater durability through their proper used and diversification of revenue through incomes from products sales and associated services. From the social point of view, this new business model can promote the generation of new jobs, from offering services related to products, but accomplished by third parties. And from an environmental standpoint, the products’ functions desired by the consumers can be realized, but consuming less material and energy to manufacture a new product that will deliver these same functions. In this sense, the change in strategy and business model for new product and services development can be supported by PSS, identified as a viable alternative to meet specific users’ specific demands and at the same the same time provide a better environmental performance/lower environmental impact. The current models offer the product development (PDP) or services development process (SDP). The main objective of this research was the development of a hybrid model for product and services development through the integration of practices related to the adoption of PSS approach, considering its application in the manufactured products life cycle towards sustainability. The bibliographical survey confirmed that the existing traditional models refer to the PDP or SDP. Thus is justified the opportunity to develop a hybrid model for product and services development, based on a PDP reference model. Resorted to the hypothetical-deductive method. Firstly were identified the main motivators and barriers associated to the PSS. In sequence were surveyed which were the practices (methods and tools) necessarily linked specifically to the PSS. In this paper were adopted two PSS practices to be incorporated to the PDP reference model. Then these practices were systematized based on the PDP phase that could be applied. The Conceptual Design Phase of the reference model was identified to be the most potentially impacted one by the incorporation of PSS related practices. The proposed model was then exemplified through the application of the proposed hybrid model (product development model incorporated with PSS practices) in a product found in the market. In this sense, a current product available on market was selected and analyzed in regards to the possible impacts on its project design during its Conceptual Design phase, in case it had being developed to deliver a PSS (specifically PSS type 2).