Metodologia de engenharia de requisitos em sistemas produto-serviço
do modelo de negócio ao conceito
flexM4I > abordagens e práticas > Metodologia de engenharia de requisitos em sistemas produto-serviço (versão 2.2)
Autoria: Márcia Echeveste (echeveste@ufrgs.br) e Maria A. Cannarozzo Tinoco (maria.tinoco@ufrgs.br)
Introdução
Esta metodologia resultou de um desafio proposto na disciplina de Modelos de Desenvolvimento de Soluções Sustentáveis do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFRGS. A metodologia está documentada em um livro, que descrevemos mais a frente.
O acrônimo da metodologia / livro é R-PSS, cujo significado é Requisitos no Sistema Produto-Serviço
O propósito do desafio foi conceber um método, fundamentado em modelos e ferramentas, capaz de conduzir a informação desde a identificação de um problema até a concepção de uma solução sustentável, percorrendo as etapas da engenharia de requisitos, nas fases iniciais do processo de desenvolvimento.
Estrutura e sequência de leitura do livro
O livro é intitulado “Engenharia de requisitos em sistemas produto-serviço: do modelo de negócio ao conceito : R-PSS : métodos e casos” (Echeveste et al., 2020).
Ele é composto pelos seguintes capítulos:
Capítulo 1 – Introdução: apresenta o contexto e os conceitos principais dos sistemas produto-serviço (PSS) e sobre os métodos utilizados na metodologia proposta, centrados na engenharia de requisitos.
Capítulo 2 – Construindo o artefato: mostra a metodologia adotada para obter a metodologia R-PSS (que os autores chamam de método), que é o artefato conceitual. Foi adotada a metodologia Design Science Research- DSR (Drech, 2015) em eles construíram o artefato (metodologia) como uma integração de métodos , ferramentas e modelos existentes. Em seguida, eles aplicaram a metodologia em dois casos. A partir dessas aplicações, a metodologia foi aperfeiçoada.
| Para leitores interessados no nível de detalhamento avançado – Consulte a seção “Termos que indicam tipos de conteúdos da flexM4I” para conhecer como diferenciamos os termos metodologia, método, ferramenta e outros. – Na seção “Avaliar a eficácia de uma abordagem ou prática de inovação” trazemos um resumo sobre metodologias científicas para se desenvolver artefatos conceituais, onde localizamos a DSR entre outros “Frameworks para criação de artefatos conceituais”. |
Capítulo 3 – Experiência em um caso de uma startup agrícola: É um caso de aplicação, teste e melhoria da metodologia, descrito com detalhes em 34 páginas.
Capítulo 4 – Experiência em uma empresa de reaproveitamento de resíduos: É um caso de aplicação, teste e melhoria da metodologia, descrito com detalhes em 40 páginas.
Capítulo 5 – Método de engenharia de requisitos para PSS sustentável (R-PSS): apresenta o método aperfeiçoado, após as duas aplicações descritas nos dois capítulos anteriores.
Capítulo 6 – Considerações finais: sintetiza os pontos principais e o diferencial da metodologia proposta, e apresenta quais são as implicações práticas e teóricas do livro.
Sequências de leitura
- Leitura transversal (acadêmica): Você deve seguir a ordem dos capítulos para compreender como a metodologia R-PSS foi desenvolvida com base na lógica construtivista da DSR (Design Science Research)
- Leitura pragmática: Após a leitura do capítulo 1 para entender o contexto do desenvolvimento de PSS e os objetivos do livro, ler o capítulo 5 para conhecer a metodologia aperfeiçoada. Em seguida, leia os capítulos 3 e 4 para conhecer as duas experiências de aplicação. Atenção que essas duas aplicações não utilizaram exatamente a metodologia descrita no capítulo 5, mas sua versão inicial. Porém, os principais elementos da metodologia aperfeiçoada já faziam parte da versão inicial.
Autoria do livro
As autoras desta seção da flexM4i, Márcia Echeveste e Maria Cannarozzo Tinoco, foram as professoras da disciplina que resultou no livro (Echeveste et al., 2020), que contém a metodologia. Os autores organizadores do livro foram:
- Márcia Echeveste;
- Maria Cannarozzo Tinoco;
- Ricardo Marques Sastre
Os colaboradores foram:
- Fernando Henrique Lermen;
- Erico Marcon;
- Fabiane Tubino Garcia; e
- Elaine Aparecida Regiani de Campos.
- Istefani Carísio de Paula.
Descrição resumida
Objetivo e abrangência
O Método R-PSS foi projetado para proporcionar uma abordagem abrangente, incorporando elementos fundamentais de diversos modelos de referência, promovendo, assim, uma perspectiva mais holística e eficaz no desenvolvimento de soluções inovadoras alinhadas às necessidades do mercado.
A abrangência da metodologia R-PSS vai até a definição e validação do conceito do PSS.
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Já comentamos no início que denominamos de metodologia o que os autores chamam de método. A “forma mais geral e referencial” citada pelos autores é o que chamamos de “modelo de referência de processo”, que como vocês podem ver na figura do glossário (link anterior), também pode ter mais seis denominações, incluindo “metodologia”. |
O e-book
O e-book teve a sua primeira versão em 2020. Novos casos em Startups e empresas estabelecidas estão sendo testados com novas versões incorporando circularidade e prototipagem de serviços. Enquanto isso, a primeira edição está disponível neste link.
Métodos e ferramentas
A metodologia R-PSS aplica de forma integrada um conjunto de metodologias, métodos e ferramentas para desenvolver um sistema produto-serviço (PSS). Segundo seus autores:
Ao explorarmos modelos de referência para o desenvolvimento de produtos, encontramos abordagens baseadas no Design Thinking, delineados a partir da identificação de um problema para criação de uma solução (consultar Kumar, 2003).
Em outra instância, quando temos uma solução que a equipe julga ser adequada para um problema, a abordagem de Lean Startup conduz à validação e desenho de um modelo de negócio baseado em ciclos de aprendizagem (Ries,2003).
Da mesma forma, para produtos e serviços, estudamos há décadas modelos de desenvolvimento de produtos (New Product Development) e de desenvolvimento de serviços (New Service Development), voltados para soluções em mercados mais maduros.
Contudo, mesmo com esse arcabouço, persistem lacunas a serem exploradas quando buscamos desenvolver soluções inovadoras e integradas, visando modelos de negócios mais sustentáveis.
Nesse contexto, com o intuito de preencher a lacuna entre os requisitos e o Design de soluções integradas de produtos e serviços sustentáveis, este material emerge de uma pesquisa construtivista, fundamentada em práticas que incorporam:
- conceitos de engenharia de requisitos,
- ferramentas da qualidade,
- Desing Thinking,
- Lean Startup e
- ferramentas de design de soluções PSS (Product Service System).
Essas práticas foram estruturadas em fases e atividades a partir da condução de casos reais de desenvolvimento de ofertas PSS.
Os casos
Os casos selecionados foram classificados como PSS híbrido (orientado ao uso e ao resultado) e PSS orientado ao resultado:
- No primeiro exemplo apresentamos uma solução de secagem de grãos voltado a uma Startup que desenvolve soluções a pequenos agricultores.
- O segundo caso é uma iniciativa que trata da logística circular de caixas de sapato junto à indústria calçadista.
Passado a limpo o modelo teórico moldado pela prática, o e-book apresenta o que os autores denominaram de Método R-PSS (Requisitos – Product Service System), reescrito, ao final dos casos (capítulo 5), de forma mais geral e referencial mesclando teoria e aprendizado, sendo o seu foco a criação de uma solução sustentável, em nível conceitual, voltado a um sistema inovador que integra tecnologia, produtos e serviços.
Visão geral da metodologia R-PSS
A metodologia R-PSS é dividida em 4 fases, que são subdivididas em um nível, que os autores também chamam de fases. As próximas figuras ilustram as fases.
| Essas figuras fazem parte de uma única figura apresentada no início do capítulo 5 do livro de Echeveste et al. (2020). Dividimos em três para melhorar a visualização na web. |
Figura 1130: fase 0 da metodologia R-PSS – Definir o Plano do Modelo de Negócio
Figura 1131: fases 1 e 2 da metodologia R-PSS – Engenharia de requisitos e Integração do sistema produto – serviço (PSS)
Figura 1132: fase 3 da metodologia R-PSS – Descrição do conceito PSS
Fases e ferramentas
Neste tópico vamos somente listar as fases e as ferramentas recomendadas. Como o livro apresenta a metodologia R-PSS e é de acesso gratuito, você pode baixar o livro e ver a descrição das etapas e ferramentas.
Os links inseridos nas ferramentas são sugestões de material e acesso livre para você ler um pouco mais sobre as ferramentas adotadas. No entanto, recomendamos que você leia as seções correspondentes no livro. Nas descrições detalhadas dos casos, você poderá ver exemplos de aplicações de algumas dessas ferramentas.
Recomendamos que você leia a aplicação da metodologia nos casos descritos nos capítulos 2 e 3 do livro.
| Como já ressaltamos anteriormente, a aplicação ocorreu antes da consolidação da metodologia apresentada. Porém, as etapas e ferramentas foram bem semelhantes. |
FASE 0 Descrição do modelo de negócio
FASE 0.1 Definir o Plano do Modelo de Negócio: para buscar informação que contextualize o problema de pesquisa ou que aponte a lacuna de mercado ou negócio; projetar (design) o novo modelo de negócio.
Ferramentas:
- Termo de abertura do projeto (Project charter)
- Lean Canvas (Blank, 2013; Ries 2011)
| Repare que a ferramenta Lean Canvas é diferente da ferramenta mais conhecida, que é a de Business Model Canvas (BMC). Este site descreve bem qual a diferença. |
FASE 0.2 Classificar o Sistema Produto-Serviço: classificar a solução em relação à tipologia de PSS proposta por Tukker (2004)
| Na flexM4i, a tipologia de Tukker está descrita no tópico “Tipos de PSS” dentro da seção sobre PSS. |
FASE 0.3 Entender o Ciclo de vida do produto e serviço: para conhecer as etapas do produto ou serviço ao longo das fases de sua vida; e avaliar os impactos.
Ferramentas:
- Mapa de sistema
- Life-Cycle Analysis (LCA) para PSS (Amaya et al., 2014): para comparar os impactos ambientais da nova oferta em relação a vários cenários de ofertas alternativas de PSS
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Na flexM4i, você pode conhecer a seção sobre mapa de sistema, e também apresentamos o conceito de ciclo de vida em alguns contextos:
Na descrição desta fase no capítulo 5 do livro base desta seção, há outras referências bibliográficas que você pode consultar sobre ciclo de vida no contexto de desenvolvimento de um PSS. |
FASE 0.4 Identificar os stakeholders críticos: para levantar suas necessidades / requisitos.
Ferramentas:
- Mapa de Stakeholders
- Functional Resonance Analysis Method (FRAM)
- Análise de Cadeia de Valor do Cliente (do inglês, Customer Value Chain Analysis – CVCA) (Donaldson et al., 2006)
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Na flexM4i, você pode consultar alguns tipos de mapas de stakeholders, comparados com mapas de sistema. |
FASE 0.5 Definir a Proposição de Valor: para definir a proposta de valor (o quê) e o segmento de clientes (para quem)
Ferramenta:
- Value Proposition Canvas (VPC) (Osterwalder, et al., 2014)
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Um diferencial da aplicação na R-PSS é que considera o cliente em uma primeira etapa, mas em seguida devem ser considerados outros stakeholders. Este vídeo traz uma apresentação sucinta sobre o VPC, mostrando a sua integração com o Business Model Canvas (BMC) e alguns exemplos de sua aplicação. |
FASE 0.6 Pivotar o Modelo de negócio: rever e adequar o modelo de negócios definido na primeira etapa desta fase a partir dos resultados no VPC.
FASE 1 Engenharia de requisitos
FASE 1.1 Elicitar Requisitos: para detalhar os requisitos dos stakeholders críticos ao longo do ciclo de vida do produto e serviço, com base na proposta de valor identificada na fase anterior.
Ferramenta:
- Questionários e entrevistas semiestruturadas
| Nos seguintes posts que avaliamos na internet você pode obter mais informações sobre entrevistas semiestruturadas no contexto do design. Isso porque a maior parte dos posts que se encontre é o uso desta técnica para recrutamento de pessoas: – Como realizar entrevista semi-estruturada na etapa de Entendimento do Design Thinking; – 8 dicas para realizar entrevistas com usuários; – Os principais erros de uma entrevista em Design Thinking. Na flexM4i, denominamos esses requisitos de requisitos dos clientes, sinônimo de qualidade demandada ou exigida. |
FASE 1.2 Categorizar os requisitos: para organizar os requisitos em níveis hierárquicos, que podem contemplar os níveis primário, secundário e terciário.
Ferramenta:
- Árvore da qualidade demandada (Ribeiro et al, 2001; Gentilini et al., 2011)
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O artigo de Gentilini et al. (2011) apresenta um exemplo de uma árvore da qualidade demandada. Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 2 (pág. 40) e caso 2 – quadro 9 (pág.77). |
FASE 1.3 Priorizar os requisitos dos clientes: identificar quantitativamente qual a importância que o cliente atribui a cada requisito.
Ferramenta:
- Questionário quantitativo
- Gráfico de Pareto
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Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 3 (pág. 42) e caso 2 – quadro 10 (pág.80). Os requisitos dos clientes priorizados podem ser denominados de qualidade planejada. |
FASE 1.4 Identificar os requisitos técnicos e as especificações: desdobramento dos requisitos dos clientes em requisitos técnicos mensuráveis.
Realizada pela equipe multifuncional
| Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 4 (pág. 44) e caso 2 – quadro 11 (pág.82). |
FASE 1.5 Priorizar os requisitos técnicos: para relacionar os requisitos dos clientes com os requisitos técnicos de forma ponderada.
Após a ponderação deve-ser:
- avaliar a dificuldade de técnica (ou de atuação) para implementar o requisitos e
- realizar uma análise competitiva com possíveis concorrentes (benchmarking)
Em seguida a ponderação deve ser ajustada de acordo com os resultados dessas avaliações.
Ferramentas:
- Matriz da Qualidade do QFD – Quality Function Deployment (Karlsson et al., 1997)
- Benchmarking de produto
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Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 5 (pág. 46) e caso 2 – quadro 12 (pág.83). Na flexM4i, denominamos a Matriz de Qualidade de “House of Quality”. |
FASE 1.6 Identificar relações trade-off entre requisitos técnicos: verificar a influência que um requisito técnico pode ter sobre os demais.
Ferramenta:
- Telhado da Matriz da Qualidade do QFD – Quality Function Deployment (Karlsson et al., 1997)
| Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 6 (pág. 48) e caso 2 – quadro 13 (pág.86). |
FASE 1.7 Publicar os requisitos: para homologar os requisitos junto aos stakeholders, de forma a confirmar e comunicar a lista final de requisitos.
Ferramenta:
- Tabela de Publicação de Requisitos (Cheng & de Melo Filho., 2007)
| Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 4 (pág. 44) e caso 2 – quadro 11 (pág.82). |
FASE 2 Integração do Sistema Produto-Serviço
FASE 2.1 Analisar as relações conflitantes entre produto e serviço: para solucionar as relações de conflito para o atingimento das especificações de qualidade.
Ferramenta:
- Telhado da Matriz da Qualidade do QFD – Quality Function Deployment (Karlsson et al., 1997)
FASE 2.2 Desdobrar os processos: para mapear os processos para fabricação dos produtos e/ou entrega de serviços.
Ferramenta:
- Product Service Blueprint (Geum et al., 2011).
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Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – figura 9 (pág. 50) e figura 15 – (pág.89). Veja a definição de product-service blueprint no glossário. |
FASE 2.3 Identificar os processos críticos: para evidenciar os processos que estão associados com os requisitos técnicos priorizados.
Ferramenta:
- Matriz dos Processos da abordagem do QFD
Cruzamento dos requisitos técnicos priorizados (coluna) com as etapas dos processos de execução dos produtos e entrega de serviços (linhas), desdobrados na fase anterior. Priorizar os processos seguindo os mesmo procedimento da fase 1.5.
| Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – quadro 7 (pág. 53) e caso 2 – quadro 14 (pág.92). |
FASE 3 Descrição do conceito do PSS
FASE 3.1 Desenhar o conceito de PSS: para obter uma visão clara e completa dos requisitos do PSS; identificar o papel e o grau de participação dos principais stakeholders no processo.
Ferramenta:
- System map do PSS
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Veja os exemplos dos quadros resultantes desta fase: caso 1 – figura 10 (pág. 55) e figura 16 – (pág.94). Leia mais sobre mapa de sistemas na flexM4i. |
FASE 3.2 Descrever o conceito de PSS: quem é o fornecedor do PSS; quem é o cliente; qual o tipo de PSS; quais os produtos; quais os serviços; quem tem a propriedade (responsabilidade) do produto; dentre outras.
Ferramenta:
- Formulário do conceito
| Nos exemplos dos casos 1 e 2, a fase anterior, desenhar o conceito, e a descrição do conceito foram realizadas simultaneamente. |
FASE 3.3 Validar conceito e requisitos integrados com os stakeholders: analisados junto aos stakeholders os aspectos de viabilidade econômica e potenciais impactos ambientais e sociais da nova oferta, antes de dar continuidade às seguintes fases do processo de desenvolvimento do PSS.
Ferramenta:
- Método de análise multicritério de Avaliação Sustentável do Ciclo de Vida (De Luca et al., 2018; Islam et al., 2016)
| Nos dois casos foram realizados workshops com os stakeholders. |
Referências
Amaya, J.; Lelah, A.; Zwolinski, P. (2014). Design for intensified use intelligence product–service systems using life-cycle analysis. Journal of Engineering Design, v. 25, n. 7-9, p. 280-302.
Blank, S. (2013). Why the lean start-up changes everything. Harvard Business Review, 91(5).
Cheng, L. C., & de Melo Filho, L. D. R. (2007). QFD: desdobramento da função qualidade na gestão de desenvolvimento de produtos. Editora Blucher.
De Luca, A. I., Falcone, G., Stillitano, T., Iofrida, N., Strano, A., & Gulisano, G. (2018). Evaluation of sustainable innovations in olive growing systems: A Life Cycle Sustainability Assessment case study in southern Italy. Journal of Cleaner Production, 171, 1187–1202. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.10.119
Echeveste, M. Cannarozzo, M; Sastre, R. (2020) Engenharia de requisitos no desenvolvimento de soluções integradas. Notas de Aula. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção, UFRGS.
Donaldson, K. M.; Ishii, K.; Sheppard, S. D. (2006)..Customer Value Chain Analysis. Research in Engineering Design. v. 6, p. 174–183.
Gentilini, M. M., Freitas, J. L. de O., Stroieke, R. E., & Echeveste, M. E. S. (2011). Desdobramento da Qualidade para Análise de Requisitos no Desenvolvimento de um Novo Produto para o Setor de Telecomunicações. 8o Congresso Brasileiro de Gestão Do Desenvolvimento de Produtos – CBGDP 2011, 1–14. https://lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/196311/000819671.pdf
Geum, Y., Lee, S., Kang, D., & Park, Y. (2011). Technology roadmapping for technology-based product-service integration: A case study. Journal of Engineering and Technology Management – JET-M, 28(3), 128–146. https://doi.org/10.1016/j.jengtecman.2011.03.002
Karlsson, J. (1997). Managing software requirements using quality function deployment. Software Quality Journal, 6(4), 311–326. https://doi.org/10.1023/a:1018580522999
Islam, S., Ponnambalam, S. G., & Lam, H. L. (2016). Review on life cycle inventory: methods, examples and applications. Journal of Cleaner Production, 136, 266–278. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.144
Osterwalder, A., Pigneur, Y., Bernarda, G., & Smith, A. (2014). Value proposition design: How to create products and services customers want. John Wiley & Sons.
Ribeiro, J. L. D; Echeveste, M. E. S; Danielvicz, A. M. F. (2001). A utilização do QFD na otimização de produtos, processos e serviços. Série –Monografia. Porto Alegre: FEENG/UFRGS.
Ries, E. (2011). The lean startup: How today’s entrepreneurs use continuous innovation to create radically successful businesses. New York: Crown Business.
Tukker, A., 2004. Eight types of product-service system: eight ways to sustainability? Experience from SusProNet. Bus. Strategy Environ. 13, 246-260.