Integrated sustainable life cycle design: a review

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1 Integrated sustainable life cycle design: a review
Universidade de São Paulo - FEA Gestão de Operações Sustentáveis ~ Maio 2017 Stella Chavin

2 Department of Industrial & Entreprise System
Engineering University of Illinois Harrison Kim Deborah Thurston School of Mechanical Engineering Purdue University Karthik Ramani Devarajan Ramanujan William Z. Bernstein Fu Zhao John Sutherland Carol Handwerker Jun-Ki Choi

3 Revista: Journal of Mechanical Design
Artigo: Publicado em setembro 2010 Citado 254 vezes pelo Google Scholar Citado 69 pelo Web of Science Revista mensal Público alvo: engenheiros & desdenhadores Área de pesquisa: todos os aspetos do Design

4 Design de produto: um dos setores chaves para a sustentabilidade
O desenho impacta as decisões sobre: Os materiais escolhidos Os processos de produção O ciclo de vida do produto Transporte Distribuição Logística reversa Design de produto: um dos setores chaves para a sustentabilidade

5 Maiores desafios tem que ser superados para possibilitar o eco-design.
Falta de: Modelos de informações Métodos para influenciar o eco-design thinking Modelos de decisão Metodologias de eco-design Integrar pensamento sustentável nos métodos tradicionais de desenho.

6 Introdução Quais são as estratégias para o desenho sustentável?
O que implica um “modelling” da cadeia de suprimentos? Quem está responsável para realizar esse modelling? Necessidade crescente de introduzir o aspeto sustentável nas operações Além dessa implementação  conceito da responsabilidade compartilhada

7 Introdução Objetivos:
Propor uma lista das estratégias diretivas primárias; Identificar as pesquisas atuais; Identificar as necessidades futuras para os pesquisadores, professores, e profissionais. Antecipar os gaps que surgem

8 Sustentabilidade & desenho de produto
DFE: Integração dos aspetos ambientais nas fases de desenho de produto. Objetivo  criar produtos verdes que também são compatíveis com os padrões de qualidade, desempenho & preço. REDESIGN & RETHINK Prescritivo

9 Sustentabilidade & desenho de produto
Ferramentas de eco-design: 30 ferramentas 3 categorias, baseadas em: Checklists LCA Quality Function Deployment

10 Ferramentas baseadas na análise do ciclo da vida
Sustentabilidade & desenho de produto LCA database são open source? Ferramentas baseadas na análise do ciclo da vida

11 Ferramentas baseadas na análise do ciclo da vida
Sustentabilidade & desenho de produto Limites do LCA: Cara  Possível apenas para as grandes empresas Informação é chave, mas escassa na fase do desenho Métodos simplificados de LCA ignoram alguns impactos ambientais ”Not design oriented” Ferramentas baseadas na análise do ciclo da vida

12 Ferramentas baseadas nas checklists
Sustentabilidade & desenho de produto Ferramentas baseadas nas checklists Ferramentas qualitativas, para as fases iniciais do desenho do produto Predominante na industria & para PME Checklist = uma serie de itens usados para avaliar o ciclo da vida de um produto desde o ponto de vista ambiental Limites: ferramenta subjetiva, não oferece soluções concretas requere muito conhecimento/experiência

13 Ferramentas baseadas em Quality Function Deployment
Sustentabilidade & desenho de produto Ferramentas baseadas em Quality Function Deployment Objetivo inicial: converter as necessidades dos clientes em características engenheiras, melhorando o nível de qualidade do produto ex: Impacto ambiental do produto Diferencia com a LCA: focado no desenvolvimento do produto

14 Desafios para as ferramentas de eco-design
Sustentabilidade & desenho de produto Desafios para as ferramentas de eco-design Não existe uma ferramenta perfeita Fontes de incerteza Falta de precisão Falta de métodos sistemáticos para fazer modelos econômico- sociais Falta de colaboração ente organizações, setores, & países O desenho permite desenvolver produtos sustentáveis, mas só representa a primeira etapa do desenvolvimento do produto Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

15 Fabricação ambiantalmente consciente
Product Manufacturing Como minimizar os impactos ambientais: Otimização e melhoria do processo de fabricação Desenvolvimento de novos processos Planejamento do processo Etapa importante para converter o conceito do design num produto manufaturado Fabricação ambiantalmente consciente Etapa primordial: Consumo de recursos Fator de polução Afeta direitamente o desempenho da empresa quanto aos indicadores ambientais Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

16 Fabricação ambiantalmente consciente
Product Manufacturing Fabricação ambiantalmente consciente Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

17 Design for manufacturing & assembly
Product Manufacturing Objetivo principal: Minimizar os custos de produção Minimizar o tempo de chegada ao mercado = SIMPLIFICAÇÃO Ideia: incorporar as considerações sustentáveis dentro do framework do DFMA As guidelines são bons indicadores (embora subjetivos), mas ainda mais se o desenhador tem suficiente experiência & conhecimento Design for manufacturing & assembly Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

18 Green supply chain management
Considerações da cadeia de suprimentos Green supply chain management Aspetos chaves: Processo Fábricas Cadeias de suprimentos = interesse crescente Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

19 Green supply chain management
Considerações da cadeia de suprimentos Green supply chain management Aplicar o conhecimento da cadeia de suprimentos ao desenho Factores simplificados, que não consideram caracteristicas temporais ou spaciais

20 Product End of Life Management
Definição: O processo de converter cada produto que chegou no final da sua vida em novos produtos, componentes ou materiais.

21 Desenhar para o end-of-life management
Product End of Life Management Desenhar para o end-of-life management Regulações aceleram a necessidade de pesquisar sobre esse campo Gera benefícios econômicos também Desenho: etapa fundamental para bem administrar o final da vida do produto Quanto melhor a estratégia end-of-life, maior o grau de recuperação do produto,

22 Desenhar para o end-of-life management
Product End of Life Management Desenhar para o end-of-life management Os autores identificaram: As etapas do end-of life management Métodos para avaliar o desenho do produto dentro desse framework Métodos de desenho para melhorar os processos A relevância: Da estandardização das peças Do take-back management Do design for disassembly Do desenho para o re-uso & remanufacturing Do desenho para a recuperação dos materiais

23 Modelo Product End of Life Management
Quem efectua o processo de take-back / EOL management? Collaboração x competição

24 Insights para a realização de produtos sustentáveis
Product End of Life Management Insights para a realização de produtos sustentáveis Cada produto seu processo Modelo preferido: OEMs direct take-back & remanufacturing model Para pesquisas futuras: Estabelecer um portfólio de produtos sustentáveis, desenhados para ser recuperados Escalar o uso de dados sobre processo de desenho & recuperação Analisar o impacto do compartilhamento dos componentes & das operações de recuperação Incorporar políticas e regulações ambientais no desenho dentro da empresa

25 Desafíos As decisões de desenho afetam o ciclo de vida inteiro de um produto > LCA EUA: Escopo das bases de dados LCA limitado EU: Foco das bases de dados na avaliação do ciclo da vida (desenho) Alta variabilidade do volume de recuperação de end-of-life material

26 Tendências futuras Áreas chaves:
Avaliação & compartilhamento das pegadas de carbono Sustentabilidade Motivações do consumidor ao fazer novas compras Métodos de desenho aplicados aos serviços (produto) Pesquisas sobre: Ecologia industrial Avaliação do risco Simulação do ciclo de vida

27 Conclusão Necessidade de ampliar as pesquisas teóricas + práticas
Quanto mais cedo a estratégia de desenho, maior o grau de sustentabilidade Quanto mais cedo a estratégia de desenho, maior o poder de mudança & de atuação sobre o produto Quanto menos informações, padrões, best practices, maior o custo ambiental do ciclo de vida Necessidade de cross-organization + cross-sectors collaboration

28 OBRIGADA !