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DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly

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Apresentação em tema: "DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly"— Transcrição da apresentação:

1 DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly

2 TÉCNICAS PARA ESTIMULAR A PRÁTICA DIP
 PROJETO AXIOMÁTICO  PROJETO PARA FABRICAÇÃO - DFM  PROJETO PARA MONTAGEM - DFA  PROJETO ROBUSTO - TAGUCHI  TECNOLOGIA DE GRUPO  ENGENHARIA DO VALOR  DESDOBRAMENTO DA FUNÇÃO QUALIDADE - QFD

3 DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTOS
Ferramentas DIP Objetivos: Apresentar as seguintes ferramentas DIP  Projeto Axiomático  DFM - Design for Manufacturing  DFA - Design for Assembly

4 Regras gerais sobre o que são consideradas práticas corretas
Ferramentas DIP PROJETO AXIOMÁTICO Axiomas: Regras gerais sobre o que são consideradas práticas corretas Propriedades: 1. Não podem ser provados; 2. São verdades gerais,isto é, nenhum contra exemplo pode ser observado. Exemplos de axiomas:  Manter independência entre os requisitos funcionais.  Minimizar o número de requisitos funcionais.

5 Axiomas não são de uso direto nem de uso fácil.
Ferramentas DIP PROJETO AXIOMÁTICO Definição: Projeto axiomático é a aplicação de axiomas de projeto a medida que o projeto progride. Um projeto otimizado não viola nenhum dos axiomas Dificuldades: Axiomas não são de uso direto nem de uso fácil.

6 Projeto de uma porta de refrigerador Requisitos Funcionais (RF):
Ferramentas DIP PROJETO AXIOMÁTICO Exemplo: Projeto de uma porta de refrigerador Requisitos Funcionais (RF): RF1: Minimizar a transferência de calor do meio para o refrigerador, tal que a temperatura interna se mantenha na faixa de 4 a 60 C, com o mínimo dispêndio. RF2: Proporcionar acesso ao interior do refrigerador

7 Projeto de uma porta de refrigerador Configurações:
Ferramentas DIP PROJETO AXIOMÁTICO Exemplo: Projeto de uma porta de refrigerador Configurações: a) Refrigerador Convencional: RF1 & RF2 acoplados  Projeto inadequado b) Refrigerador Horizontal: RF1 & RF2 parcialmente desacoplados  Axioma da independência dos RF’s OK.

8 DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
Definição: Integração do planejamento do processo de produção ao projeto do produto. Objetivo: Projetar um produto ou sistema que seja fácil e barato de se fabricar, evitando-se características de fabricação que sejam desnecessárias ou indesejáveis.

9 DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
Características de fabricação desnecessárias:  Especificação de acabamentos superficiais mais finos do que o necessário;  Especificação de várias espessuras de paredes para componentes injetados;  Especificação de raios de concordância muito pequenos para componentes forjados.

10 DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
Implementação: DIRETRIZES DFM Experiência de Projeto + = Diretrizes DFM Experiência de Fabricação

11 DIRETRIZES DFM  Projetar para um número mínimo de partes;  Desenvolver um projeto modular;  Minimizar variações de componentes;  Projetar componentes multifuncionais;  Projetar componentes de fácil fabricação e montagem;  Evitar elementos de fixação - rebites e parafusos;

12 DIRETRIZES DFM  Minimizar o número de direções de montagem;  Minimizar o manuseio de componentes;  Eliminar ajustes;  Evitar componentes flexíveis;  Enfatizar a padronização.

13 PROJETAR PARA UM NÚMERO MÍNIMO DE PARTES
Projeto do mecanismo de fechadura da Xerox

14 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
 Tempo de engenharia;  Desenhos;  Part numbers;  Relatórios de controle de produção;  Ordens de compra e venda;  Número de containers;  Número de locais de depósito;  Número de itens de inspeção;  Tempo de manipulação;  Equipamentos de produção;  Ferramentas;  Tempo de treinamento. Diminui também...

15 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um componente que é eliminado, tem custo zero de: Um componente que é eliminado, nunca:  Fabricação;  Montagem;  Manipulação;  Orientação;  Armazenagem;  Compra;  Controle de Estoque;  Inspeção;  Re-trabalho;  Serviço de pós-venda.  Falha;  Funciona mal;  Necessita de ajustes.

16 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?

17 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?

18 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?

19 UM CARRO EM 24 HORAS A nova fábrica da Ford despejará no pátio um carro a cada oitenta segundos. Um veículo leva 24 horas para ser montado individualmente. Fonte: Veja edição 1749 Ano 35, no 17, 10 Maio 2002

20 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES

21 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Diretrizes DFM MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES Aqueles parafusos são realmente necessários?

22 MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM

23 MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM
Diretrizes DFM MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM Avalie a ergonomia do processo de montagem

24 DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM

25 DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM

26 Elimine componentes de fixação sempre que possível
ELIMINAR AJUSTES Elimine componentes de fixação sempre que possível

27 MINIMIZAR O MANUSEIO DE COMPONENTES
Diretrizes DFM MINIMIZAR O MANUSEIO DE COMPONENTES Facilidade de manipulação de componentes se define na concepção do produto

28 PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Diretrizes DFM PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM Acesso a componentes se define na concepção do produto

29 PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Diretrizes DFM PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM Evite ajustes e reorientações durante a montagem ( na concepção do produto )

30 PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Diretrizes DFM PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM Facilidade de manipulação de componentes define-se na concepção do produto.

31 EVITAR COMPONENTES FLEXÍVEIS

32 PROJETO MODULAR PRODUTO A PRODUTO B X X Y W PRODUTO C X Módulo comum na estrutura de vários produtos X Z

33 PROJETO MODULAR ABORDAGEM CLÁSSICA ABORDAGEM MODULAR
Diretrizes DFM PROJETO MODULAR ABORDAGEM CLÁSSICA ABORDAGEM MODULAR Variedade de produto Variedade de produto Variedade de produto Variedade do processo Variedade do processo Variedade do processo

34 Parceria DaimlerChrysler e Dana Campo Largo - Curitiba - PR
PROJETO MODULAR Rolling Chassis Dodge Dakota R/T V8 Parceria DaimlerChrysler e Dana Campo Largo - Curitiba - PR Fonte: Exame n0 712 de 19abr00

35 PROJETO MODULAR Rolling Chassis
Pedido eletrônico DaimlerChrysler Dana  Suspensão dianteira  Suspensão traseira  Sistema de freios  Sistema de direção Rodas e pneus calibrados pela Goodyear  Módulo com 300 componentes  Tempo máximo de montagem: 3 horas  Módulo percorre 45 metros

36 PROJETO MODULAR Rolling Chassis 7 km Dana DaimlerChrysler Doca de entrega: funcionários rolam o chassis até o primeiro posto de montagem

37 PROJETO MODULAR Rolling Chassis
Veículo pronto para inspeção em menos de 3 horas após a chegada do chassis Motor é montado no chassis, ...carroçaria, caçamba e parachoques, ...portas.

38 PROJETO MODULAR: Rolling Chassis
Fornecedores diretos Funcionários na linha de montagem Funcionários na área administrativa Coordenador de Engenharia Coordenador de Montagem Com módulo Sem módulo 345 76 73 1 417 90 117 4 3

39 DESIGN FOR ASSEMBLY - DFA
Definição: DFA é um caso particular de DFM Objetivos:  Reduzir o número de partes de um produto e tornar as partes restantes fáceis de serem manipuladas e montadas;  Simplificar a estrutura do produto de forma a reduzir os custos de montagem;  Projetar para um número mínimo de partes.

40 DESIGN FOR ASSEMBLY - DFA Projetar para um número mínimo de partes
Principais conseqüências Diretas  Eliminação do custo do componente Indiretas  Melhoria da confiabilidade do produto  Redução de custo com estoques  Redução dos custos de produção

41 DIRETRIZES DFA  Minimizar o número de componentes; Reduz tempo de projeto, controle de produção, itens a inspecionar, treinamento.  Evitar o uso de componentes de fixação separados; O custo para apertar um parafuso é de 6 a 10 vezes maior que o custo do parafuso.  Minimizar o número de direções de montagem; Os componentes devem ser montados preferencialmente na direção top-down.

42 DIRETRIZES DFA (cont.)  Maximizar compliância; Utilizar chanfros, gravidade, vibração, RCC (Remote Centre of Compliance), Robôs tipo SCARA  Minimizar o manuseio de componentes; Posicionamento possui custos elevados. Preserve a orientação.

43 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES Analise sempre esta possibilidade

44 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Estruturas monolíticas: interesse da indústria aeronáutica

45 MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Texas Instruments Novo projeto após o DFA Projeto original

46 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD - DFMA
1. O componente possui movimento em relação ao conjunto? 2. O material do componente deve ser diferente daquele do conjunto? 3. O componente deve ser separado para permitir a montagem e desmontagem do conjunto? 1 2 3 NÃO Componente pode ser eliminado do conjunto

47 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Exemplo: 4 componentes principais + 20 elementos de união

48 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

49 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
43% de componentes 73% no tempo de montagem

50 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

51 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Método DFMA®

52 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DFMA é uma abordagem sistemática que viabiliza a definição da melhor alternativa de projeto para otimizar a manufatura do produto. O DFMA não é uma ferramenta que cria soluções automaticamente. O DFMA não substitui o ser humano nas tomadas de decisão ou na escolha da solução ideal. O DFMA não contem o KNOW-HOW de PROJETO (Knowlegde Data Bank).

53 DFMA – ONDE SE APLICA Produtos que estejam nas fases preliminares de projeto ou revisão de projeto. Produtos com problemas de fabricação ou montagem, do ponto de vista da produção. Produtos maduros que estejam perdendo mercado para a concorrência. Produtos de alto custo.

54 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DFA procura simplificar o produto, minimizando o número de peças sendo um método para quantificar e minimizar o tempo e o custo de montagem. Método DFMA® DFM estima o custo de fabricação de peças primárias, gerando alternativas para a tomada de decisão entre os processos de fabricação e o projeto.

55 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DFM DFA

56 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

57 QUESTÕES DFA: EXEMPLO D F M A

58 QUESTÕES DFA: EXEMPLO D F M A

59 DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA
Eixo da inserção SIMETRIA   = 180 SIMETRIA   = 0 D F M A

60 DFA – SIMETRIAS  e  D F M A

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64 DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA
D F M A

65 DFM – USINAGEM D F M A

66 DFM – USINAGEM D F M A

67 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

68 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

69 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

70 BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

71 AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
 Apresentado em 1986 por Shimida, Miyakawa e Ohashi – funcionários da Hitachi Co. - Japão  Avalia a montagem de um produto através de dois indicadores: E – Índice de “montabilidade”: quantifica a qualidade da montagem baseado nas dificuldades das operações de montagem. K - razão de custos de montagem: razão entre os custos de montagem de um novo produto e um produto padrão.

72 AEM: ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
ALGORITMO Fonte: Miyakawa,S.,Ohashi,T. and Iwata,M., “The Hitachi New Assemblability Method (AEM)”, Transactions of NAMRI/SME, 1990, p

73 AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
Exemplos de símbolos e penalidades AEM

74 AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
Avaliação de “assemblability” e sugestão de melhorias

75 AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE E
Assemblability das partes Penalidade da operação Assemblability do conjunto

76 AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE K
Razão de custos de montagem onde C: custo de montagem do produto CS: custo de montagem de um produto padrão

77 DFMA + AEM NOGUEIRA, Eduardo S., “Implementação Computacional da Técnica de Projeto DFA - Design for Assembly”, Trabalho de Graduação – ITA, 1994.

78 DFMA + AEM

79 DFMA + POKA YOKE

80 DFMA + POKA YOKE

81 Poka-Yoke: dispositivo a prova de falhas
DFMA + POKA YOKE Poka-Yoke: dispositivo a prova de falhas Montagem incorreta Montagem correta Sem Poka-Yoke

82 DFMA + POKA YOKE Sensor de posição Posição Correta Posição Incorreta

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85 EXERCÍCIOS 1) Descreva um exemplo do uso de poka-yoke em produtos: configuração anterior e posterior; 2) Elabore um procedimento para que o dispositivo poka-yoke descrito em (1) não seja eliminado do produto pela análise DFMA (Boothroyd&Dewhurst); 3) Revise as diretrizes DFM, DFA e proponha um procedimento poka-yoke de projeto, baseado em uma das diretrizes de sua escolha.


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