O modelo de projeto Phase-Gate

Melhoria contínua, Design para Manufatura (DfM), Validação do projeto, Pesquisa de mercado, Desenvolvimento de produto, Gerenciamento de projetos, Gestão da Qualidade, Gestão de Riscos, Verificação e Validação

ou, em poucas palavras, gestão de projetos de design em indústrias organizadas ou regulamentadas.

Com base no processo de desenvolvimento do produto, geralmente chamado de “processo de fase 8220;modelo de portão” ou 8220;modelo de porta de fase, é uma implementação prática do Modelo V.

Geralmente, impulsionado pelo Gestor de projetoO conceito principal é que cada fase termina com uma revisão formal (o "portão") por um comitê diretivo antes que o projeto seja autorizado a prosseguir para a próxima fase. Os parâmetros típicos revisados pelo comitê diretivo são:

planejamento inicial e atualizado
Orçamento inicial e atualizado do projeto, bem como o status atual e atualizado. ROI
custo inicial e atualizado de fábrica do produto
riscos dos projetos e mudanças de mercado.

Setores com maiores exigências legais incluirão uma análise rigorosa de alguns dos documentos obrigatórios do projeto listados abaixo, bem como as validações e assinaturas correspondentes.

Dica nº 1: dependendo do setor ou das necessidades específicas, as empresas dividem ou consolidam várias fases, geralmente de 4 a 1+6 fases.

Tip#2: from experience, the most efficient companies have a dedicated person, usually related to the Quality Team, reviewing the project deliverables according to the Quality Manual before any Gate … insuring or advising the equipes or the project manager on any misalignment to the company’s own standards. To keep a fresh and independent view, that person deve ser externo à equipe de desenvolvimento diária.

O exemplo abaixo inclui 1+4 fases, mas outras possibilidades também serão descritas.

Typical phase-gate product design process — Processo típico de projeto de produto Phase-Gate
Nota 1: Dependendo da organização da empresa e da complexidade do projeto, as Fases 0 e 4 podem não existir.
Nota 2: a **V&V** (Verification e Validação) phase may be included in one of the above phases or may need to be separated

os portões (portas azuis acima): Estas são revisões obrigatórias e planejadas do projeto. A missão é validar a conclusão da fase anterior para que a próxima possa ser iniciada. Os membros típicos são... É importante entender que um projeto pode (e deve) ser interrompido, seja por razões internas do projeto (custos muito altos, prazo de entrega...) ou por razões externas (mudança de mercado, novo concorrente, aquisição...).
a(s) equipe(s): O tamanho das equipes envolvidas está basicamente indicado acima em verde. Isso inclui não apenas a equipe obviamente envolvida nessa fase (ex.: projetistas na "Fase de Projeto"), mas também outras equipes que devem ser envolvidas antecipadamente (ex.: Compradores já na Fase 1 ou projetistas de plantas na Fase 2).

Um modelo de projeto empresarial deve incluir e listar uma seleção dos documentos listados abaixo em cada fase.

Fase 0: estudo de mercado e viabilidade geral

O projeto não realmente ainda não começou. Embora devesse ser um pouco formalizado e estar sob algum controle, a maioria das empresas permite Marketing ou equipes avançadas de P&D pesquisam livremente em qualquer direção. nesta fase, para não para escrever-um-projeto-para-estudar-um-projeto ou viabilidade-da-viabilidade.

Análises de mercado
viabilidade geral
Especificações gerais e funções principais
Análise de risco do projeto
Metas de custos totais de fábrica e de mercado
ROI, alcance e benefícios para a empresa
Planejamento geral

Fase 1: Iniciação do projeto e definição de necessidades

Análise Funcional e Especificações Funcionais
Definição da equipe (RACI), alocação de recursos e representante do cliente
Planejamento e estrutura detalhados do projeto
patente Análise de IP (existente e possível)
Noções básicas de produção e pré-seleção de fornecedores

Fase 2: projeto

especificações técnicas detalhadas
design estético e estudos conceituais
iterações sobre:
- maquete e prototipagem
- design e CAD arquivos do protótipo
- testes e verificações
Verificação funcional
Análise de risco e produto FMEA
congelamento do projeto
seleção de fornecedores
definição de produção (ferramentas ·)
Validações de amostras iniciais – Inspeção do Primeiro Artigo (FAI)
instalação de ferramentas
Instruções de Uso (IFU)

Nota: esta fase de projeto é frequentemente dividida em uma fase de protótipo ou maquete, separada da fase de projeto, para identificar onde os testes e pesquisas são feitos, e onde ocorre a corrida contra o tempo no projeto final, na qual nenhum novo conceito (deveria) ser pesquisado.

Fase 3: industrialização

instrução e treinamento do operador
teste piloto / lote piloto e produção em ritmo constante
validação do processo
usabilidade validação
Validação do produto
homologações (quando aplicável)
plano de marketing e treinamento de recursos de vendas
Política de manutenção e documentos associados (idealmente parte de uma fase anterior)

Observações: esta fase é frequentemente precedida por

por meio de uma fase de homologação dedicada, a fim de separar claramente as funções e permitir a validação independente ou externa. Indústrias militares, automotivas ou médicas.
por uma fase de pré-industrialização, quando o produto final integra subconjuntos provenientes de diversas fontes ou fornecedores.

Fase 4: Lançamento do produto e feedback do mercado

aumento do volume de produção
Início do período de supervisão: a maioria das empresas mantém o projeto aberto por um determinado período (6 meses?) para obter o primeiro feedback do mercado, implementar as primeiras melhorias na produção, se necessário, ou corrigir falhas iniciais de projeto.
(Correção de pequenos erros ou melhoria do produto?)

Notas

O período de duração deve ser definido para evitar que o projeto fique aberto indefinidamente, liberando recursos e congelando custos e conclusões. Um período curto é recomendado para grandes volumes e um ciclo de feedback-correção rápido (típico em software), enquanto um período longo é indicado para volumes menores, para relançar o produto no mercado e corrigi-lo, ou para grandes revalidações.
Este período não deve ser usado para desenvolver novos produtos ou variantes. Nesse caso, inicie um novo projeto.
A revisão da fase de desenvolvimento é, aqui, mais uma revisão global do projeto e do mercado, visto que todos os custos e esforços já foram despendidos; contudo, não deve ser subestimada, pois é a principal fonte de melhorias globais da empresa, feedbacks sobre o produto e lições aprendidas. Então, talvez seja o início de um novo projeto 🙂

Leituras e métodos complementares

Projeto Ágil Gerenciamento: Scrum, Kanban, Magro
Caminho Crítico Método (CPM): Diagramas de rede, diagramas PERT
Gestão de riscos: Matrizes de avaliação de riscos, Monte Carlo simulações
Gestão da Qualidade Total (TQM): Continuous improvement processes, Seis Sigma
Gestão de partes interessadas: análise de partes interessadas, estratégias de engajamento
Alocação e Otimização de Recursos: Nivelamento de recursos, Gestão de projetos da cadeia crítica
Gestão de Mudanças: Modelo ADKAR, o processo de 8 etapas de Kotter
Gestão de Portfólio de Projetos (PPM): Balanced Scorecards, Análise de Portfólio
Engenharia de Valor: Análise Funcional, Análise de Custo-Benefício
Gestão do Valor Agregado (EVM): Linhas de base para medição de desempenho, Análise de variância

Todos os métodos acima podem complementar o modelo de projeto Phase-Gate, fornecendo estruturas alternativas, aprimorando aspectos específicos como gerenciamento de riscos ou alocação de recursos e incorporando estratégias de melhoria contínua e engajamento das partes interessadas.

Links externos sobre metodologias de gestão de projetos

Normas internacionais

Links de interesse

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Glossário de termos utilizados

Computer Aided Design (CAD): Um aplicativo de software usado para criar, modificar, analisar e otimizar projetos em diversas áreas, como engenharia, arquitetura e manufatura, permitindo desenhos e modelos precisos por meio de ferramentas e técnicas digitais.

Critical Path Method (CPM): Uma técnica de gerenciamento de projetos usada para determinar a sequência mais longa de tarefas interdependentes, identificando a duração mínima do projeto e destacando as tarefas que não podem ser adiadas sem afetar o cronograma geral.

Failure Mode and Effects Analysis (FMEA): a systematic method for evaluating potential failure modes within a system, process, or product, assessing their effects on performance, and prioritizing risks to improve reliability and safety through corrective actions.

First Article Inspection (FAI): Um processo de garantia de qualidade que verifica o processo de produção de um fabricante, inspecionando o primeiro item produzido em relação aos requisitos especificados, garantindo a conformidade com as especificações e padrões de projeto antes do início da produção em massa.

instruction For Use (IFU): Integra vários canais de comunicação e automatiza processos para agilizar o envolvimento do cliente.

Program Evaluation and Review Technique (PERT): Uma ferramenta de gerenciamento de projetos usada para analisar e representar as tarefas envolvidas na conclusão de um projeto, com foco no tempo necessário para concluir cada tarefa e identificar o tempo mínimo necessário para concluir todo o projeto.

Return on Investment (ROI): Uma métrica financeira usada para avaliar a rentabilidade de um investimento, calculada dividindo-se o lucro líquido do investimento pelo custo inicial, expresso em percentagem.

Total quality management (TQM): Uma abordagem de gestão focada no sucesso a longo prazo através da satisfação do cliente, envolvendo todos os membros de uma organização na melhoria contínua de processos, produtos e serviços para aprimorar a qualidade e o desempenho.

Value Engineering (VE): Um método sistemático para melhorar o valor de um projeto através da análise de suas funções, redução de custos e aprimoramento do desempenho, sem sacrificar a qualidade ou a confiabilidade. Envolve trabalho em equipe interdisciplinar para identificar e implementar alternativas economicamente viáveis.

Verification and Validation (V&V): Um processo para garantir que um sistema atenda às especificações e cumpra sua finalidade, envolvendo duas atividades distintas: a verificação, que checa se o produto atende às especificações de projeto, e a validação, que avalia se ele satisfaz as necessidades e os requisitos do usuário.

Tópicos abordados: Modelo Phase-Gate, gestão de projetos, processo de desenvolvimento de produtos, modelo V, comitê diretivo, revisão formal, orçamento do projeto, riscos do projeto, mudanças de mercado, Verificação e Validação (V&V), especificações funcionais, congelamento do projeto, Inspeção do Primeiro Artigo (FAI), validação de processo, validação de usabilidade, homologações, feedback do mercado e alocação de recursos.

Contexto histórico

Engenheiro de segurança contra incêndio demonstrando o uso de agentes extintores de pó químico seco em incêndio de magnésio em laboratório.

Incêndios de Classe D: Metais Combustíveis

Incêndios de Classe D envolvem metais combustíveis, ligas ou compostos metálicos, como magnésio, titânio, sódio e lítio. Esses incêndios são excepcionalmente perigosos, pois queimam a temperaturas extremamente altas e podem reagir explosivamente com agentes extintores comuns, como água ou dióxido de carbono. A água, por exemplo, Em alguns casos, ao contrário de pAcredita-se que o pó químico possa se dissociar em hidrogênio e oxigênio, alimentando o fogo. Agentes químicos especiais em pó são necessários para a extinção.

Explosivo ANFO

ANFO (nitrato de amônio/óleo combustível) é um explosivo industrial a granel amplamente utilizado. Consiste em uma mistura simples de grânulos porosos de nitrato de amônio (AN), que atuam como oxidante, e um óleo combustível (FO), tipicamente diesel, que serve como combustível. O ANFO é classificado como um agente explosivo devido à sua relativa insensibilidade, necessitando de uma carga de reforço para detonar. Seu baixo custo o torna dominante nos setores de mineração e construção.

Método da Rigidez Direta

Um método matricial de análise estrutural fundamental para o método dos elementos finitos (MEF). Ele modela uma estrutura como um conjunto de elementos conectados nos nós. O método relaciona as forças nodais ({R}) aos deslocamentos nodais ({D}) por meio de uma matriz de rigidez global ([K]), expressa como ([K]{D} = {R}). A solução desse sistema de equações lineares fornece os deslocamentos nodais desconhecidos.

Estúdio de design moderno com designers industriais que colaboram no desenvolvimento de produtos.

O Processo Iterativo de Design de Produto

Uma metodologia estruturada para a criação de novos produtos, que geralmente envolve análise, desenvolvimento de conceito e síntese. Trata-se de um ciclo iterativo no qual os designers pesquisam as necessidades dos usuários, geram ideias, criam protótipos e os testam para refinar o produto final. Esse processo garante que o produto final seja funcional e atenda às demandas do mercado de forma eficaz antes da produção em larga escala.

Quadro Heijunka em uma fábrica demonstrando os princípios de nivelamento da produção.

Nivelamento de produção Heijunka

Heijunka é o princípio de nivelamento ou suavização da produção dentro do Sistema Toyota de Produção. Consiste em calcular a média do volume e da variedade de produção ao longo de um período fixo para eliminar picos e vales na carga de trabalho. Isso cria um ambiente de manufatura previsível e estável, pré-requisito para a implementação eficaz do Just-in-Time (JIT) e do trabalho padronizado.

Chão de fábrica ilustrando o tempo Takt e o tempo de ciclo na tecnologia industrial.

Diferença entre tempo takt e tempo de ciclo

O tempo takt é um cálculo teórico que representa o ritmo da demanda do cliente (Tempo Disponível dividido pela Demanda). Em contraste, o tempo de ciclo é uma medida empírica do tempo real gasto para concluir uma unidade de trabalho em uma etapa específica do processo. Um princípio fundamental da manufatura enxuta é garantir que o tempo de ciclo seja consistentemente menor ou igual ao tempo takt.

Câmara CVD para fabricação de semicondutores com substrato e precursores químicos.

Deposição Química de Vapor (CVD)

A deposição química em fase vapor (CVD) é um processo de revestimento no qual um substrato é exposto a um ou mais precursores químicos voláteis. Esses precursores reagem ou se decompõem na superfície do substrato em uma câmara de reação, produzindo um filme fino ou revestimento sólido de alta pureza e alto desempenho. A temperatura e a pressão são parâmetros críticos do processo que controlam a taxa de deposição e a qualidade do filme.

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Expositor de extintores de incêndio categorizado pelo Sistema de Classificação de Incêndio dos EUA para conformidade com as normas de segurança.

Sistema de Classificação de Incêndios dos EUA (NFPA 10)

O sistema de classificação de incêndios dos Estados Unidos, padronizado pela NFPA 10, categoriza os incêndios em cinco classes principais com base no tipo de combustível. A Classe A inclui combustíveis comuns, como madeira e papel. A Classe B abrange líquidos e gases inflamáveis. A Classe C é para incêndios envolvendo equipamentos elétricos energizados. A Classe D refere-se a metais combustíveis e a Classe K a óleos e gorduras de cozinha.

Na engenharia mecânica, existem três configurações de motores Stirling: os tipos Alfa, Beta e Gama.

Configurações do motor Stirling

Os motores Stirling são classificados principalmente em três configurações mecânicas. O tipo Alfa utiliza dois pistões de potência separados em cilindros interligados, um quente e outro frio. O tipo Beta apresenta um único cilindro que abriga tanto um pistão de potência quanto um deslocador, que transporta o gás de trabalho entre as extremidades quente e fria. O tipo Gama é uma variação onde o pistão de potência está em um cilindro separado e paralelo.

Trocador de calor utilizado em termodinâmica para análise de eficácia pelo método NTU.

Eficácia - Método NTU

O método de Eficácia-NTU é utilizado na análise de trocadores de calor quando as temperaturas de entrada do fluido são conhecidas, mas as temperaturas de saída não. A eficácia (ε) é a razão entre a transferência de calor real e a transferência de calor máxima possível. O Número de Unidades de Transferência (NTU) é uma medida adimensional do tamanho do trocador de calor, definida como NTU = UA/C_min.

Técnico de laboratório realizando revestimento por centrifugação para deposição de filme fino em sala limpa.

Revestimento por rotação para deposição de filmes finos

A deposição por rotação (spin coating) é um procedimento para depositar filmes finos e uniformes sobre substratos planos. Um excesso de solução de revestimento é colocado sobre o substrato, que então é girado em alta velocidade. A força centrífuga espalha a solução, e a evaporação do solvente ou a cura solidifica o filme, sendo a espessura final determinada pela viscosidade, concentração e velocidade de rotação.

Testes laboratoriais de células solares com foco na medição do fator de preenchimento em engenharia elétrica.

Fator de preenchimento em sistemas fotovoltaicos

O fator de preenchimento (FF) é um parâmetro fundamental que determina a qualidade de uma célula solar. É a razão entre a potência máxima que uma célula pode produzir ((P_{max})) e a potência teórica que teria se fosse uma fonte ideal de tensão e corrente ((V_{oc} times I_{sc})). Um fator de preenchimento mais alto indica menores perdas por resistência parasita e uma curva IV mais "quadrada".

Engenheiros colaborando em princípios de produção enxuta em um escritório industrial.

Muda, Muri, Mura (3 dos 7 Resíduos)

O Sistema de Produção Toyota baseia-se na eliminação completa do desperdício, categorizado em 7 tipos, sendo 3 principais descritos aqui: Muda (trabalho que não agrega valor), Muri (sobrecarga) e Mura (irregularidade). Embora Muda seja o mais comumente discutido, o TPS reconhece que Muri e Mura são frequentemente as causas raízes de Muda e devem ser abordados em primeiro lugar para se alcançar um sistema verdadeiramente enxuto.

Instalação de fabricação farmacêutica que demonstra padrões de Boas Práticas de Fabricação.

Boas Práticas de Fabricação (BPF)

As Boas Práticas de Fabricação (BPF) são um sistema de regulamentos e diretrizes que garantem a produção e o controle consistentes de produtos farmacêuticos, de acordo com padrões de qualidade. Abrangem todos os aspectos da produção, desde as matérias-primas, instalações e equipamentos até o treinamento e a higiene pessoal dos funcionários. As BPF visam minimizar os riscos envolvidos em qualquer processo de produção farmacêutica.

Técnico aplicando revestimento conformal em uma placa de circuito impresso em uma sala limpa.

Revestimento conformal para proteção de componentes eletrônicos

Um revestimento conformal é uma película polimérica fina e protetora aplicada a uma placa de circuito impresso (PCI) que se adapta aos contornos da placa e de seus componentes. Seu principal objetivo é proteger os circuitos eletrônicos de condições ambientais adversas, como umidade, poeira, produtos químicos e temperaturas extremas, aumentando assim a confiabilidade e a vida útil do dispositivo.

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)