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DFM/DFA: Como projetar produtos e serviços adequados para a manufatura

Fabricar produtos e fornecer serviços conforme as necessidades dos consumidores, nos padrões de qualidade requeridos e em prazos cada vez menores, são características presentes em mercados altamente competitivos.

Para se adequar a estes cenários, as organizações produtivas ou prestadoras de serviços dispõem de uma série de princípios e ferramentas de apoio. Neste número de Manufatura em Foco, abordaremos a questão do tempo de desenvolvimento de novos produtos e as técnicas disponíveis para reduzi-lo.

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Este conjunto de técnicas e princípios focado na redução do tempo de desenvolvimento de produtos é conhecido pela sigla DFX. As principais derivações do DFX são:

  • O DFM (Design for Manufacturing), que agrega os princípios a serem utilizados na fase de projeto, e que facilitam o processo de fabricação dos produtos;
  • O DFA (Design for Assembly), que engloba os princípios a serem utilizados na fase de projeto do produto, que facilitam sua montagem;
  • O DFSS (Design for Six Sigma), que define a metodologia de desenvolvimento de produtos e as técnicas de apoio a serem utilizadas, para garantir que o projeto de produtos e serviços ocorra isento de falhas.
  • Ao longo dos últimos anos, particularmente após a década de 80, com a introdução em larga escala de recursos computacionais de apoio a atividades de projeto e fabricação, conhecidas como CAx (Computer Aided x), o uso de DFX se tornou fundamental como fator de vantagem competitiva para o desenvolvimento ágil de produtos e serviços.

DFM e DFA: conceito, aplicação e benefícios:
O DFX é definido como “um conjunto de técnicas, princípios e recomendações que possibilitam alcançar padrões adequados de manufaturabilidade”.

Por manufaturabilidade entende-se: “a capacidade de executar as operações necessárias para garantir a efetiva fabricação do produto, conforme projetado”.

Assim, aumentar a manufaturabilidade envolve:

  • Fabricação e montagem simplificadas;
  • Melhores condições ergonômicas para operadores;
  • Níveis de qualidade mais consistentes e melhores;
  • Redução da complexidade e da variedade de componentes;
  • Redução do nível de retrabalho, perdas e custos de garantia;
  • Redução de perdas por movimentação e transporte;
  • Redução do tempo de execução de projetos;
  • Redução de problemas de produção;
  • Redução de custos de produção e investimentos em novos dispositivos e ferramental.

Pesquisadores da área de Engenharia e Projeto de Produto estimam que de 70 a 85% dos custos de um novo produto ou serviço (dependendo da complexidade e do grau de inovação) são definidos no estágio inicial de desenvolvimento. Por isso, grande ênfase deve ser dada na aplicação de princípios que facilitem, posteriormente, a manufaturabilidade (ver figura 1).

Ao longo dos anos, vários princípios foram identificados para auxiliar projetistas e engenheiros na tarefa de simplificar projetos de produtos e serviços de forma a facilitar sua fabricação.

Estes princípios foram organizados por diversos autores e estudiosos da área. As tabelas seguintes apresentam uma síntese destes princípios.

A tabela 1 mostra as recomendações de Boothroyd, Dewhurst e Knight (1994) para os principais critérios a serem considerados em um estudo DFA.

A tabela 2 apresenta os princípios adotados pela Motorola, expressos em seu programa DFSS (Design for Six Sigma). E a figura 2 apresenta um exemplo de componente com projeto revisado, de acordo com os preceitos DFX.

A aplicação de DFX deve ser estruturada em 4 níveis: funções do produto, a sua estrutura, o seu ciclo de vida e seus componentes.

Um aspecto de fundamental importância a ser considerado é “projetar para as atuais capacidades (capabilidades) de processos disponíveis”. Ou seja, é essencial considerar as limitações dos processos produtivos quando se projetam componentes de um novo produto. Se esta limitação não for considerada, há o risco de projetar componentes que os recursos de montagem não são capazes de atingir, em termos de precisão.

Um aspecto de fundamental importância a ser considerado é “projetar para as atuais capacidades (capabilidades) de processos disponíveis”. Ou seja, é essencial considerar as limitações dos processos produtivos quando se projetam componentes de um novo produto. Se esta limitação não for considerada, há o risco de projetar componentes que os recursos de montagem não são capazes de atingir, em termos de precisão.
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Quando houver a necessidade de definir a utilização de processos com capabilidades diferentes das disponíveis, a necessidade de novos investimentos em recursos que aumentem essa capabilidade dos processos deve sempre ser acompanhada de um estudo de ROI para avaliar as melhores alternativas.
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Os princípios DFX foram aperfeiçoados ao longo dos anos. Atualmente, são organizados de acordo com as características preponderantes dos produtos e serviços que se necessita desenvolver.

Assim, existem recomendações específicas para montagens mecânicas, eletromecânicas e manuais, conforme mostrado na tabela 3, a seguir.

Além da aplicação dos princípios DFX, existem várias técnicas que podem ser utilizadas de forma a auxiliar na redução do tempo de desenvolvimento de novos produtos, ou mesmo para introduzir modificações de projeto em produtos ou serviços já existentes.

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Uma das principais técnicas é a Engenharia Simultânea (ES). Vários autores e pesquisadores da área de Engenharia de Produto consideram a Engenharia Simultânea como a mais importante ferramenta de apoio aos princípios DFX.

A figura 3 apresenta as principais características da Engenharia Simultânea. Seu principal objetivo é reduzir o tempo de desenvolvimento através da realização de etapas do projeto de forma simultânea (ou concorrente), em substituição à forma tradicional, sequencial e dependente do término da etapa anterior.

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É definida como uma abordagem para o desenvolvimento integrado e concorrente de produtos, incluindo o processo de fabricação e montagem. Busca obter da equipe de projeto a consideração de todos os elementos que compõem o ciclo de vida de um produto, desde as etapas de concepção até o descarte pós- -uso. Inclui especificações e considerações relativas a prazos, qualidade, custos e requisitos de clientes.

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A evolução dos sistemas CAx – já citada neste texto – facilitou a aplicação de Engenharia Simultânea por possibilitar ganhos importantes de velocidade e agilidade na troca de informações e arquivos eletrônicos, substituição do uso intensivo de papel, implantação de modificações, estudos de padronização e modularização.

A figura 4 mostra como a aplicação de ES pode gerar a redução do tempo de desenvolvimento através da realização concorrente de parte das atividades de projeto. A aplicação de Engenharia Simultânea também pressupõe que exista uma equipe de profissionais dedicados ao projeto do produto/serviço, com tempo e recursos para trabalhar em equipe, durante a execução das atividades. A gestão do projeto deve ser realizada de forma estruturada e disciplinada, para que os resultados e o foco do trabalho sejam mantidos.

Embora o conceito de Engenharia Simultânea seja simples e de fácil entendimento, a execução de projetos enfrenta dificuldades de ordem prática, uma vez que a maior parte das organizações ainda se estrutura na forma departamentalizada, em estruturas funcionais.

Esta característica dificulta o trabalho em equipe necessário para que a ES tenha sucesso. A reunião de profissionais de várias áreas ou departamentos diferentes da empresa pode gerar conflitos de gestão, autoridade, responsabilidade, priorização e autonomia para os grupos.

A figura 5 mostra uma configuração recomendada para uma equipe de projeto em Engenharia Simultânea.

Um grande esforço gerencial deve ser despendido para superação destas dificuldades. A atuação de um gestor de projetos e de metodologias como o PMP podem auxiliar na condução de projetos de Engenharia Simultânea.

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O DFX e o futuro

Além de todas as recomendações e princípios DFX, nos últimos anos o desenvolvimento de novos produtos enfrenta desafios crescentes em relação Além de todas as recomendações e princípios DFX, nos últimos anos o desenvolvimento de novos produtos enfrenta desafios crescentes em relação ao seu impacto ambiental. Projetar produtos que causem o menor impacto ambiental possível, sem abrir mão da competitividade, configura-se como uma grande preocupação para o futuro.

O uso de materiais recicláveis, a aplicação de processos produtivos não poluentes e com baixo consumo de energia, a facilidade de desmontagens e coleta de produtos pós-uso são fatores cada vez mais importantes a serem considerados nos novos projetos.

O DFE (Design for Environment), outra derivação do DFX, foca os princípios que garantirão o menor impacto ambiental para os novos produtos e serviços. A ênfase nas etapas de coleta, desmontagem, reuso, remanufatura e reciclagem de materiais e produtos descartados para possibilitar seu aproveitamento é um dos pontos principais a serem tratados.

Para os profissionais de Engenharia de Produto e Processos, cabe a tarefa de incorporar as novas demandas aos princípios e recomendações do DFX e desenvolver soluções adequadas a este cenário.



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