Dissertações Defendidas - 2024

Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia de Produção

Título: Análise das Contribuições do BIM (Building Information Modeling) para a Sustentabilidade

Autor(a): Anderson Franscisco Campos
Orientador(a): Profa. Dra. Irenilza de Alencar Nääs
Data: 26/03/2024

Resumo: Os avanços tecnológicos que o setor industrial apresenta são resultados das revoluções industriais dos últimos três séculos, tais avanços serviram de impulso para globalização, onde não há limites para a produção em massa. A construção civil é um setor relevante na sociedade, além do seu lado social e econômico, destaca-se a questão ambiental. Com muita ênfase aos impactos ambientais. Este setor no Brasil é considerado um segmento que mais descarta resíduos de forma incorreta ao meio ambiente, representando 31 milhões de toneladas de descarte por ano. Através de uma revisão da literatura cientifica de artigos acadêmicos, livros e periódicos, foram obtidas as informações para a fundamentação do trabalho em analisar o conceito BIM (Building Information Modeling) como uma forma de auxiliar o fortalecimento da sustentabilidade na construção civil no Brasil. Atualmente são desenvolvidas e adaptadas novas tecnologias, visando eliminação de erros, retrabalhos, desperdícios, redução de custos e redução de resíduos a serem descartados de forma incorreta. Sendo assim, o BIM é um desenvolvimento de alta relevância voltado para esse setor, esse conceito foi pensado para dar apoio aos profissionais da área por todo o ciclo de vida útil da edificação, desde o esboço do projeto até a fase de desmobilização. A partir desse relevante conceito é possível ter mais construções inteligentes e fortalecer a sustentabilidade na construção civil. Posteriormente, utilizou-se a matriz SWOT para identificar as fraquezas e ameaças no processo construtivo. A partir desta identificação, aplicou-se o conceito do diagrama de Ishikawa, para a identificar as causas que poderiam ser mitigadas para que o uso do BIM possa ser implementado como uma opção de construção sustentável no Brasil. Os resultados indicaram que a especialização dos profissionais nos vários níveis é uma causa importante a ser trabalhada. Outro ponto que se pode ressaltar é o alto custo da implementação do processo no país.

Palavras-chave: Modelagem 3D; Sustentabilidade; Construção Civil.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.
Grupo de Pesquisa da UNIP cadastrado no CNPq: Indústria 4.0: Aspectos Tecnológicos, Econômicos, Sociais e Ambientais.

Título: Aplicação de Gêmeo Digital e Plataforma Blockchain em Máquinas de Produção na Indústria Farmacêutica

Autor(a): Leandro Nunes da Silva
Orientador(a): Prof. Dr. Rodrigo Franco Gonçalves
Data: 18/06/2024

Resumo: O presente trabalho tem como objetivo apresentar um gêmeo digital enxuto e o uso de plataforma Blockchain em uma aplicação para identificar o princípio ativo, em uma compressora de pó na linha de produção, de comprimidos de uma indústria farmacêutica. Os gêmeos digitais e a plataforma Blockchain são tecnologias que possuem características e propriedades benéficas em cooperação no desenvolvimento produtivo, em distintas áreas do setor industrial farmacêutico. São capazes de melhorar o desenvolvimento de seus processos com mais eficiência, transparência e credibilidade. A adição dessas tecnologias em conjunto com dispositivos de internet das coisas (IoT) em sistemas existentes podem proporcionar uma melhorar aquisição de dados e disseminação das informações de forma robusta e confiável. Gêmeos digitais são padronizações de design de software ou representações digitais de um ativo. Uma solução prática, ágil, flexível, inovadora e eficiente por meio de dispositivos de IoT, vai de encontro com um framework que elimine custos e riscos de projetos muito longos e demorados, mas com aplicabilidade e retorno de investimento, em menor tempo. Os ajustes ao produto ou processo são mais dinâmicos e sua eficiência é validada em um curto período. O uso destes dispositivos visa identificar os problemas principais e apresentar uma solução, de maneira geral e de fácil compreensão. A abrangência desse trabalho objetiva também dar holofotes à estas tecnologias disruptivas de forma a contribuir com novas perspectivas no setor farmacêutico, muito difundidas entre outras áreas de aplicação. Para o setor da indústria farmacêutica, onde os protocolos de boas práticas de fabricação são muitos severos, a conclusão remete em desmembrar a manufatura da cadeia de suprimentos para uma aplicação em máquinas de produção, para que seja melhor aceita onde o meio ambiente pode ser mais bem controlado, sem tantas variáveis impeditivas, e pode servir de estopim de uma maior difusão de sua aplicabilidade.

Palavras-chave: Blockchain; Gêmeo digital; Internet das coisas.
Linha de Pesquisa: Métodos Quantitativos em Engenharia de Produção.
Grupo de Pesquisa da UNIP cadastrado no CNPq: Indústria 4.0: Aspectos Tecnológicos, Econômicos, Sociais e Ambientais.

Título: Estudo da implementação de uma horta interdisciplinar aplicada em uma escola Estadual

Autor(a): Luana Lourenço
Orientador(a): Prof. Dr. Oduvaldo Vendrametto
Data: 24/06/2024

Resumo: Este trabalho visa implementar uma horta interdisciplinar em uma escola estadual no município de Mauá/SP, para integrar o conhecimento de diversas disciplinas ao trabalhar a interdisciplinaridade e as atividades aplicadas, analisar o impacto pedagógico e humanístico, que pode proporcionar na comunidade escolar. O objetivo é promover a integração interdisciplinar, coletar os dados durante o processo e avaliar as contribuições obtidas no aprendizado e os impactos, que durante o processo de desenvolvimento reflete na comunidade escolar. As metodologias abordadas são a empírico, exploratória e estudo de caso, quando trabalhada no cenário de uma horta interdisciplinar, permite a observação, análise detalhada, entendimento do processo e interpretação de dados das atividades desenvolvidas. Espera-se que os resultados futuros apontem um aprendizado que fomente na prática, uma vivência, resultando no aprendizado interdisciplinar, integrando o conhecimento, o trabalho em equipe e os benefícios de uma alimentação saudável. 

Palavras-chave: Educação, Escola, Horta Pedagógica, Interdisciplinaridade.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.

Título: Desenvolvimento e implementação de um artefato orientado a próteses oculopalpebrais utilizando tecnologias digitais

Autor(a): Salvatore Binasco Lengua
Orientador(a): Prof. Dr. Marcelo Tsugio Okano
Data: 24/06/2024

Resumo: O trabalho propõe uma melhoria nas próteses oculopalpebrais aumentando o mimetismo por meio do desenvolvimento de um artefato, apoiado nas ferramentas digitais, que adicione movimentação. Sob a metodologia – Design Science Research – DSR, foram identificadas as necessidades e limitações do artefato, dividindo-o em 5 componentes: mecanismo ocular, algoritmo de processamento, sensor e suporte, protocolo de calibração e sistema embarcado. Foi desenvolvido um mecanismo de 37,2cm3 de acordo com a anatomia de um defeito facial de modelo; foi usado um sensor ótico montado em um suporte wearable; as imagens foram processadas usando morfologia matemática, resultando em uma precisão de 95.7% no reconhecimento da posição, 97.8% no piscar e 30ms de delay; e um protocolo de otimização foi feito utilizando inteligência artificial e algoritmo de otimização. Finalmente, o mecanismo cumpre com as limitações de tamanho e velocidade; e o processamento consegue captar os movimentos oculares com uma rapidez e precisão aceitáveis para cada pessoa.

Palavras-chave: Morfologia matemática; Prótese facial; Inteligência Artificial; Manufatura Aditiva; Industria 4.0.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.
Grupo de Pesquisa da UNIP cadastrado no CNPq: Indústria 4.0: Aspectos Tecnológicos, Econômicos, Sociais e Ambientais.

Título: Competências Requeridas para Indústria 4.0 na Formação de Profissionais nas áreas de Engenharia

Autor(a): Célia do Carmo Leandro
Orientador(a): Profa. Dra. Ana Lúcia Figueiredo Facin
Data: 25/06/2024

Resumo: Na era digital, com o avanço da Indústria 4.0, o trabalho passa a ser desenvolvido com base em sistemas ciberfísicos, computação em nuvem, IoT, IoS, big data, comunicação em rede, entre outros. Neste cenário, postos de trabalho deixam de existir e surgem novos postos que exigem dos indivíduos novos comportamentos. Autoridades de diversos países alertam sobre a necessidade da apropriação de novas habilidades e competências para a interação dos sujeitos com as novas tecnologias e desta forma garantir a sua competitividade no mundo do trabalho. Diante deste contexto, esta dissertação apresentou como objetivo geral identificar as competências requeridas na Indústria 4.0 para nortear as instituições de ensino, para a propositura de estratégias para a formação profissional dos engenheiros. A pesquisa apresenta quatro objetivos específicos e para atingi-los foram produzidos quatro artigos com metodologias especificas. O primeiro artigo apresenta um rol de seis competências essenciais para os engenheiros enfrentarem os desafios da Indústria 4.0. O segundo artigo analisa os níveis de competência digital de estudantes do ensino médio técnico, através dos resultados obtidos da aplicação de um instrumento de autoavaliação baseado no modelo europeu DigComp 2.2. No terceiro artigo, foram identificadas as estratégias utilizadas pela União Europeia para a construção das competências digitais no processo de formação de engenheiros para o enfrentamento dos desafios da Indústria 4.0. O quarto artigo explora as possibilidades de uso das metodologias ativas, tendências de práticas, métodos e abordagens utilizadas na educação para a formação de engenheiros. Os artigos desenvolvidos contribuíram de forma integrada para atingir o objetivo geral da pesquisa, oferecem insights sobre as competências necessárias para o cenário da Indústria 4.0, sobre a necessidade de ações para melhorar essas competências e ainda a relevância dos instrumentos para identificação dos níveis de competência digital para as instituições de ensino, uma vez que essas competências são fundamentais para a Indústria 4.0.

Palavras-chave: Indústria 4.0, Competências, Habilidades, Ensino de Engenharia.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.
Grupo de Pesquisa da UNIP cadastrado no CNPq: Indústria 4.0: Aspectos Tecnológicos, Econômicos, Sociais e Ambientais.

Título: O Design Thinking como  uma abordagem colaborativa para a prática de habilidades e competências na criação de projetos inovadores no ensino superior

Autor(a): Adriana Mônaco Nunes
Orientador(a): Prof. Dr. Rodrigo Franco Gonçalves
Data: 28/06/2024

Resumo: A educação superior é um dos fatores-chave para cultivar a capacidade de fornecer futuros profissionais com habilidades e competências para atenderem as demandas do século XXI, impulsionadas pela era da inovação tecnológica. Este cenário coloca um importante desafio ao setor educacional para repensar novas estruturas acadêmicas, desafiando as instituições a se reposicionarem com novas abordagens, novos tipos de espaços de ensino e aprendizagem que acompanhem metodologias e processos para desenvolver habilidades e capacitar os estudantes a absorverem o conhecimento prático que atenda às necessidades do mundo atual. Nesse contexto, esta dissertação tem por objetivo analisar como a prática do Design Thinking pode promover o intercâmbio de habilidades e competências na criação de projetos acadêmicos desenvolvidos no ambiente universitário. Primeiramente, a pesquisa utiliza a revisão da literatura para criar um modelo teórico-conceitual de natureza exploratória da metodologia do Design Thinking, identificando as habilidades e competências expressadas a partir de sua prática. Soma-se à pesquisa teórica o estudo realizado com docentes do ensino superior visando identificar quais habilidades e competências são exploradas com a prática do Design Thinking na criação de projetos práticos desenvolvidos na graduação. A dissertação também inclui uma pesquisa realizada no centro de inovação de uma universidade pública do estado de São Paulo com o objetivo de analisar a prática do Design Thinking em espaços de inovação e sua contribuição para a promoção da inovação e do empreendedorismo na criação de projetos desenvolvidos por estudantes. Como resultado, o estudo contribui com a identificação de habilidades e competências promovidas pela prática de Design Thinking na criação de projetos inovadores no ensino superior. Em conclusão, identifica-se como a estrutura metodológica do Design Thinking aplicada no contexto universitário pode tornar a inovação mais praticável e implementável na realização de projetos que favorecem a participação dos estudantes em experiências práticas que conectam habilidades através do fazer, experimentar, projetar e criar soluções inovadoras para os desafios do mundo atual.

Palavras-chave: Design Thinking; Habilidades; Inovação.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.
Grupo de Pesquisa da UNIP cadastrado no CNPq: Indústria 4.0: Aspectos Tecnológicos, Econômicos, Sociais e Ambientais.

Título: A Importância da Geometria Aplicada a Engenharia de Produção

Autor(a): Paulo Alexandre Pereira
Orientador(a): Prof. Dr. Marcelo Tsuguio Okano
Data: 27/08/2024

Resumo: A geometria é um elemento fundamental da engenharia de produção, pois é vital para a idealização, análise e otimização dos processos da indústria. No entanto, o ensino da geometria está desvinculado da aplicação prática da geometria industrial. Esta dissertação usa uma abordagem prática para resolver esse problema, com a apresentação dos estudos de caso, que refletem a maneira como os conceitos geométricos se aplicam aos problemas da indústria real. A metodologia etnográfica adotada foi uma abordagem mista entre a teoria e a aplicação prática em problemas industriais, com a criação dos estudos de caso representativos e do material prático para sala de aula e laboratório, dando aos alunos a oportunidade de dimensionar os exercícios geométricos para resolver os problemas práticos, que ocorrem no chão de fábrica. Com base nos resultados, a abordagem é uma maneira de melhorar o engajamento dos alunos.

Palavras-chave: Geometria. Engenharia de produção. Eficiência operacional.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.

Título: INFLUÊNCIA DA INDÚSTRIA DE MINERAÇÃO DE OURO NO DESENVOLVIMENTO REGIONAL BRASILEIRO

Autor(a): Camila José Diogens
Orientador(a): Profa. Dr. Irenilza de Alencar Nääs
Data: 03/12/2024

Resumo: This research examined the influence of gold mining on regional development in four Brazilian states: Minas Gerais, Pará, Goiás, and Bahia. The study used the Pearson correlation method to analyze data on the Human Development Index (HDI) and Per capita income in these states from 2010 to 2020. The findings revealed a weak correlation between gold mining activity and most states' HDI or Per capita income. However, Bahia presented a slight positive correlation, with 61.39% for HDI and 60.76% for GDP Per capita. This suggests a possible link between mining and development indicators, specifically in Bahia. In contrast, another analysis focused on Jacobina, a gold-producing region. Here, the results showed a strong correlation between gold production and the presence of companies. This implies that mining activity can stimulate the local economy by creating jobs and generating income. This income increase, in turn, could potentially improve quality of life and reduce hospitalizations (based on a high negative correlation, r = -0.89). Additionally, the study identified a high level of indirect correlation between gold production and other socioeconomic factors in Jacobina, suggesting a broader influence of mining on the region's well-being.

Palavras-chave: Crescimento Econômico; Renda; Mineração de Ouro; Padrões de Vida.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.

Título: TECNOLOGIAS HABILITADORAS DA INDÚSTRIA 4.0 PARA A SUSTENTABILIDADE NA GESTÃO DE EFLUENTES

Autor(a): Joel Porto Alves
Orientador(a): Prof. Dr. Rodrigo Franco Gonçalves
Data: 16/12/2024

Resumo: Digital transformation driven by the so-called Industry 4.0 has emerged as an essential component for integrating economic growth, environmental sustainability, and social well-being. In the context of effluent treatment, this transformation presents unprecedented opportunities to optimize operational processes, reduce environmental impacts, and strengthen alignment with the Sustainable Development Goals (SDGs). This dissertation investigates the impact of Industry 4.0 enabling technologies, such as the Internet of Things (IoT), Artificial Intelligence (AI), and automation, on effluent management, analyzing the benefits, challenges, and opportunities of their implementation. Structured into two interconnected articles, the research first addresses a systematic literature review that mapped technological advancements and identified gaps and trends related to the application of these technologies in the effluent sector. The second article applies a case study in a treatment plant, assessing the feasibility and impacts of these innovations in terms of operational efficiency, sustainability, and regulatory compliance. Using VOSviewer software, bibliometric data from the first article highlighted thematic clusters related to real-time monitoring, process automation, and sustainable technologies. Meanwhile, the case study revealed practical challenges such as the need for high initial investments, staff training, and adaptation to new technological demands. The findings indicate that adopting these enabling technologies can transform traditional effluent management practices, enabling continuous monitoring, greater efficiency in resource utilization, and anticipation of operational issues. Innovations were also associated with economic benefits, such as long-term cost reductions, and environmental gains, with practices aligned with circular economy principles, including the reuse of sludge as an industrial input. However, significant barriers were identified, such as a lack of technological infrastructure, technical knowledge limitations, and difficulties integrating with existing systems. The research emphasizes the importance of partnerships among industries, governments, and academic institutions to overcome these barriers, suggesting practical guidelines and recommendations to maximize the benefits of enabling technologies. Furthermore, it proposes that future studies explore the application of these innovations in different industrial and geographic contexts, expanding the scope of their impact. By integrating theory and practice, this dissertation offers significant contributions to sustainability in the sanitation sector, highlighting Industry 4.0 as a catalyst for operational efficiency and environmental preservation.

Palavras-chave: Indústria 4.0; gestão de efluentes; tecnologias habilitadoras; sustentabilidade; eficiência operacional.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.

Título: UMA ANÁLISE DE PERSPECTIVAS ORGANIZACIONAIS NA SERVITIZAÇÃO DIGITAL DA MANUFATURA

Autor(a): Márcio José Padovan de Antônio
Orientador(a): Profa. Dra. Ana Lúcia Figueiredo Facin
Data: 17/12/2024

Resumo: The advancement of digitalization in recent decades and the growing adoption of digital servitization have transformed how manufacturing industries operate, generate value, and interact with their customers. This transformation calls for an in-depth examination of the impacts of these innovations, particularly from an organizational perspective. This dissertation is justified by the opportunity to understand how digitalization and servitization, when applied in an integrated manner, affect (i) Sociotechnical Systems, (ii) Organizational Strategy and Capability, (iii) Human Resource Management and Individual Competencies, (iv) Organizational Culture and Leadership, and (v) Work Organization and Human-Machine Cooperation in a global context of competitiveness and increasing demand for sustainability. The study explores three central pillars: the adoption of digital technologies (IoT, Big Data, and AI) in the manufacturing sector, the transition to digital servitization—which integrates products and services—and the impact of these changes on several organizational perspectives discussed in the literature on digital servitization in manufacturing. The research presents its findings through three articles. The first discusses the implementation of digital tools, revealing how they optimize production and personalize services. The second article examines the organizational competencies needed to address technological and social transformations, highlighting human-machine interaction as a central element. Here, the research adopts a sociotechnical perspective to analyze how technological systems impact strategies, organizational capabilities, and the development of individual competencies. Leadership and organizational culture are addressed as catalysts for innovation and engagement, while work organization focuses on efficient cooperation between people and automated systems. The third article explores the transformation of business models within the context of digital servitization, highlighting how NESPRESSO®’s reverse logistics exemplifies the integration of sustainability and innovation. This approach reflects the adoption of digital solutions to optimize processes, strengthen customer relationships, and create added value by aligning environmental practices with technological strategies. The findings suggest that integrating digitalization and servitization may require organizational changes across multiple perspectives. Furthermore, the integration of these operational strategies can support the promotion of sustainability practices. This work concludes that the transition to digital servitization depends not only on implementing new technologies but also on organizational readiness to develop and adapt to this new landscape.

Palavras-chave: Digitalização; Servitização; Competências Organizacionais; Sustentabilidade.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.

Título: DESENVOLVIMENTO DE INDICADORES E ARTEFATO DIGITAL PARA APOIO ÀS EMPRESAS NA CONFORMIDADE COM A LEI GERAL DE PROTEÇÃO DE DADOS

Autor(a): Suely dos Santos Sousa
Orientador(a): Prof. Dr. Marcelo Tsuguio Okano
Data: 17/12/2024

Resumo: Technological advancements have transformed all aspects of life, generating a large volume of data that companies collect and use to make decisions. With increasing connectivity, data protection has become crucial, leading countries to adopt laws to protect sensitive data. For instance, Brazil created Law No. 13,709 of August 14, 2018—the General Data Protection Law (LGPD), which follows the European General Data Protection Regulation (GDPR) model. The LGPD aims to protect personal data and ensure privacy by imposing obligations on organizations that handle such data. In this context, the objective of this work is to create a framework with indicators that can generate reports or dashboards, providing a diagnostic of the organization to help identify its maturity level. This framework will aid in monitoring and improving the collected data, supporting the entire implementation process from initial to advanced maturity stages of the LGPD in companies. The results highlight that the development, implementation, and continuous evolution of such tools are essential for strengthening the culture of privacy within organizations and ensuring compliance with the legal obligations established by the LGPD. Awareness of the importance of data privacy and security is essential, as some people do not understand the risks associated with sharing sensitive information. Implementing the LGPD is challenging, requiring cultural changes and investments in information security. Companies must stay updated on the law to ensure compliance and avoid sanctions.

Palavras-chave: LGPD; DSR; Indicadores; Artefato.
Área de Concentração: Gestão de Sistemas de Operação.
Linha de Pesquisa: Redes de Empresas e Planejamento da Produção.