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Título: Implementation of a novel method for managing durability data: steps towards data-driven approaches in new product development
Título(s) alternativo(s): Implementação de um novo método para o gerenciamento de dados de durabilidade: passos em direção a abordagens orientadas por dados no desenvolvimento de novos produtos
Autor(es): Larocca, Arthur Eduardo de Freitas
Orientador(es): Borsato, Milton
Palavras-chave: Engenharia industrial - Banco de dados
Ciclo de vida do produto - Administração
Processo decisório
Produtos novos - Desenvolvimento
Projeto de produto
Automóveis - Projetos e construção
Simulação (Computadores)
Industrial engineering - Databases
Product life cicle - Management
Decision making
New products - Development
Product design
Automobiles - Design and construction
Computer simulation
Data do documento: 9-Dez-2025
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: LAROCCA, Arthur Eduardo de Freitas. Implementation of a novel method for managing durability data: steps towards data-driven approaches in new product development. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025.
Resumo: À medida que os processos de desenvolvimento de produtos se tornam mais complexos e distribuídos globalmente, a gestão estruturada dos dados de engenharia torna-se essencial para garantir precisão, eficiência e tomada de decisão informada. Esta pesquisa de doutorado, realizada em parceria com uma fabricante multinacional de veículos comerciais pesados, aborda desafios persistentes na integração, reutilização e rastreabilidade de dados de durabilidade — especialmente em cenários nos quais modelos virtuais precisam ser representativos, análises comparativas devem ser conduzidas a partir de grandes volumes de dados, e procedimentos de teste precisam refletir condições reais de uso. Com base em um modelo lógico da literatura para dados experimentais de durabilidade, este estudo expandiu e operacionalizou um método abrangente para gerenciar conjuntos de dados experimentais e simulados entre equipes de engenharia geograficamente dispersas. Orientada pela Design Science Research Methodology (DSRM), a solução foi concebida, implementada e rigorosamente avaliada em um ambiente industrial real. As principais contribuições incluem a extensão do modelo original para abranger dados de simulação e de testes laboratoriais; a definição de um método estruturado e escalável para ingestão, validação, processamento e acesso aos dados; e a implementação de estratégias de metadados e rotinas de pós-processamento harmonizadas para possibilitar análises comparativas e suporte à decisão técnica. O método também incorpora uma estrutura para validação de simulações com base em dados de testes físicos e verificação de protocolos de ensaio a partir de dados de uso real do produto. Sessões de avaliação com profissionais de engenharia confirmaram a facilidade de uso, eficiência e aderência organizacional do método, além de indicarem oportunidades para integração mais ampla e evoluções futuras. Adicionalmente, o sistema viabilizou um estudo aplicado com simulações de Monte Carlo, utilizado para correlacionar protocolos de durabilidade em pistas de prova com dados reais de segmentos de estrada — evidenciando sua capacidade de apoiar investigações avançadas baseadas em dados. Ao entregar uma abordagem robusta, modular e transferível para a gestão de dados de durabilidade, esta pesquisa avança o conhecimento acadêmico e a prática industrial. Demonstra como a governança estruturada de dados, aliada ao rigor metodológico adequado, pode transformar dados de engenharia subutilizados em ativos estratégicos que impulsionam a inovação e o aprimoramento dos processos no ciclo de desenvolvimento de produtos.
Abstract: As product development processes grow increasingly complex and globally distributed, the structured management of engineering data has become critical for ensuring accuracy, efficiency, and informed decision-making. This doctoral research, conducted in partnership with a multinational manufacturer of heavy commercial vehicles, addresses persistent challenges in the integration, reuse, and traceability of durability data — particularly in scenarios where virtual models must be representative, where comparative insights must be drawn from large datasets, and where test procedures must be aligned with real-world usage. Building upon a logical model for experimental durability data, this study expanded and operationalized a comprehensive method for managing both experimental and simulated datasets across geographically dispersed engineering teams. Guided by the Design Science Research Methodology (DSRM), the solution was designed, implemented, and rigorously evaluated within a real-world industrial environment. Key contributions include extending the original model to new data sources such as simulations and laboratory tests; defining a structured, scalable method for managing ingestion, validation, processing, and access; and implementing harmonized metadata and post-processing routines to support cross-context comparison and engineering analysis. The method also incorporates a framework for validating simulations against physical test data and verifying test protocols based on actual product usage. Evaluation workshops with engineering stakeholders confirmed the method’s ease of use, efficiency, and organizational fit, while also identifying opportunities for broader integration and future enhancements. Furthermore, the system enabled an applied study using Monte Carlo simulations to correlate proving ground durability protocols with real-world road segment data — demonstrating its capability to support advanced, data-driven engineering investigations. By delivering a robust, modular, and transferable approach to durability data management, this research advances both academic knowledge and industrial practice. It highlights how structured data governance, combined with tailored methodological rigor, can transform underutilized engineering data into a strategic asset that drives innovation and process improvement across the Product Development Process (PDP).
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39290
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