8º CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERIA MECANICA
Cusco, 23 al 25 de Octubre de 2007
INOVAÇÃO NOS SISTEMAS TÉCNICOS ATRAVÉS DE UM MÉTODO INTEGRADO
DE DECOMPOSIÇÃO CENTRADO NA CRIAÇÃO DE VALOR
Marques, P.A1, Saraiva, P.M.2, Requeijo, J.G.3 e Guerreiro, F.F.1
1
Instituto de Soldadura e Qualidade, Oeiras - Portugal, Faculdade de Ciências e Tecnologia
2
Universidade de Coimbra, Coimbra - Portugal, Faculdade de Ciências e Tecnologia
3
Universidade Nova de Lisboa, Caparica – Portugal,
1
[email protected]
RESUMO
O processo de decomposição de sistemas técnicos de média e grande dimensão assume um papel fundamental durante
a sua concepção e desenvolvimento (C&D), nomeadamente no correcto desdobramento dos requisitos dos clientes e
da informação técnica, na minimização das vulnerabilidades conceptuais, bem como na boa coordenação entre as
equipas de projecto. Em última instância, a eficácia e eficiência da decomposição determinam o valor final do
produto, serviço ou processo, o grau de inovação da solução e o tempo de execução do projecto de C&D. Neste
artigo, propomos um novo método para a decomposição de sistemas técnicos, denominado por MDCV, que integra e
estrutura três poderosas técnicas: o Projecto Axiomático, a Técnica de Análise Funcional de Sistemas (FAST) e a
Matriz de Estrutura de Projecto (DSM). O principal objectivo do MDCV consiste em maximizar o potencial do valor
incorporado na solução na fase conceptual. Em particular, efectuamos o enquadramento deste método num programa
de Projecto para Seis Sigma (Design for Six Sigma - DFSS), que demonstra como o primeiro pode facilitar a posterior
optimização das características críticas de funcionamento do sistema, relativamente aos níveis de desempenho Seis
Sigma requeridos. Complementamos esta descrição com a demonstração de uma aplicação do MDCV.
Palavras-chave: Decomposição, Robustez conceptual, Valor, Seis Sigma.
INTRODUÇÃO
Um sistema é constituído por uma série de elementos naturais e/ou artificiais que, em conjunto, geram determinados
resultados não alcançáveis sem essa interacção. Definimos sistema técnico como qualquer sistema que é concebido,
desenvolvido, realizado e controlado pelo ser humano para satisfazer requisitos previamente estabelecidos. Produtos,
serviços e processos são exemplos de sistemas técnicos, independentemente da natureza ou forma que assumam.
A crescente dimensão dos sistemas técnicos e os novos avanços tecnológicos têm gerado novas oportunidades, mas
também novos desafios, às organizações. Além disso, as necessidades dos clientes e de outras partes interessadas são
cada vez mais mutáveis e exigentes. Por outro lado, o processo concorrencial obriga à diminuição substancial do time
to market de novas e melhores soluções. Esta realidade confere aos processos de concepção e desenvolvimento
(C&D) um papel da maior importância.
A complexidade inerente a um sistema técnico obriga a que, durante a sua C&D, haja necessidade de o subdividir em
um ou mais subsistemas, para que possa ser descrito e desenvolvido de forma completa. Este fenómeno é denominado
por decomposição e compreende o desdobramento das funções do sistema, das respectivas especificações técnicas e
das decisões de arquitectura pelos diferentes subsistemas que o compõem. O modo como é conduzida tem grande
impacto nas decisões conceptuais e operacionais, no valor final incorporado, assim como na capacidade de articulação
entre os elementos das equipas de projecto envolvidas no processo de C&D.
Neste artigo apresentamos um Método integrado de decomposição de sistemas técnicos, centrado na criação de valor
(MDCV – Método de Decomposição Centrado no Valor), que combina de forma articulada os princípios do Projecto
Axiomático, da análise funcional FAST e das técnicas da Matriz de Estrutura do Projecto (DSM). Pretendemos ainda
enquadrar o MDCV numa metodologia de Projecto para Seis Sigma (Design for Six Sigma - DFSS) e demonstrar os
benefícios daí resultantes.
TAXONOMIA DA DECOMPOSIÇÃO
O processo de decomposição envolve, de acordo com Koopman [1], o desdobramento de três categorias de atributos:
a) Objectivos para o sistema técnico. Dizem respeito aos requisitos dos clientes e das partes interessadas, bem como
às especificações técnicas estabelecidas para esses mesmos requisitos.
b) Comportamentos/ funcionalidades inerentes ao sistema técnico. Correspondem às funções desempenhadas pelo
sistema técnico e que permitem satisfazer os requisitos definidos e as especificações estabelecidas.
c) Estrutura do sistema técnico. Equivale à sua arquitectura, isto é aos elementos do espaço da solução e ao modo
como os mesmos estão dispostos e se interrelacionam.
A visualização do processo de decomposição assume uma representação em árvore, como a referida na figura 1. Cada
nível ou hierarquia inferior da decomposição corresponde a um maior grau de detalhe do sistema técnico.
Decomposição da estrutura
Decomposição funcional
Decomposição de objectivos
Sistema
técnico
Subsistema
Subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
sistema
técnico
Subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
subsistema
Nível 0
Subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
subsistema
Subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
subsistema
Subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
subsistema
Elemento do
subsistema
Nível 1
Nível 2
Nível 3
Nível 4
Figura 1: Categorias de decomposição que ocorrem num sistema técnico.
Antes de prosseguir com a decomposição para um nível inferior da hierarquia, é importante assegurar que as decisões
relativas às três tipologias da decomposição estão definidas para os níveis de detalhe actual e superiores. Assim, por
exemplo, não é aconselhável prosseguir com a decomposição funcional para o nível hierárquico 3 sem que as decisões
conceptuais da estrutura relativas aos níveis 1 e 2 estejam definidas.
A decomposição do sistema técnico em níveis de detalhe está relacionada com o modelo em V utilizado na Engenharia
de Sistemas [2] [3]. Após proceder à decomposição funcional, dos objectivos e da estrutura, de modo a assegurar uma
adequada robustez conceptual, é necessário proceder à integração dos elementos da estrutura e optimizar os níveis de
desempenho funcionais dos diferentes subsistemas (figura 2).
es
tru
tu
de
ra
se
l
m
pe
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O
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co
De
Figura 2: O modelo em V e o processo de decomposição.
TÉCNICAS DE APOIO AO MÉTODO DE DECOMPOSIÇÃO CENTRADO NO VALOR (MDCV)
Projecto Axiomático
A teoria do Projecto Axiomático, desenvolvida por Suh [4] no final dos anos 70, estabelece os princípios fundamentais
a que o projecto de um sistema técnico deve obedecer. Assenta em quatro elementos chave:
a) Domínios. Durante o processo de C&D existe um processamento de informação entre o domínio do cliente, o
domínio funcional e o domínio físico. As propriedades situadas no domínio da direita constituem o modo como
os requisitos/objectivos situados no domínio situado imediatamente à esquerda são satisfeitos (figura 3). Por
vezes, pode ser incluído o domínio do processo, situado ainda mais à direita, que contém as variáveis de processo
mas, no contexto deste artigo, este domínio não é relevante.
b) Hierarquia. Nos domínios funcional e físico existem hierarquias correspondentes a diferentes níveis de
decomposição (figura 3). O desdobramento dos requisitos funcionais (FR) corresponde, na taxonomia da
decomposição, ao desdobramento dos objectivos e das funcionalidades. No domínio físico ocorre a decomposição
da estrutura, traduzidos em termos de parâmetros de projecto (DP).
O que satisfazer?
O que satisfazer?
Requisitos
funcionais (FR)
Necessidades
dos clientes e de
outras partes
interessadas
Parâmetros
de projecto (DP)
DP1
FR1
FR11
FR111
DP11
FR12
DP111
FR112
DP1111
FR1111
Como satisfazer?
DP12
DP112
Como satisfazer?
Domínio do cliente
Domínio funcional
Domínio físico
Figura 3: Os domínios do Projecto Axiomático, sua relação e hierarquia de decomposição.
c)
Decomposição em Zig-Zag. No exemplo da figura 4 é necessário definir, no domínio físico, um sistema técnico
que permita “lavar a roupa”. Considerou-se que o melhor conceito seria uma máquina automática de lavar roupa,
mas poderia ter-se optado por outro qualquer, tal como um tanque para lavagem manual. Escolhida a solução,
efectua-se um Zag (volta-se ao domínio funcional, ao nível de decomposição seguinte) para definir os FR da
máquina automática de lavar roupa. A decomposição em Zig-Zag entre os dois domínios continua até se atingir o
nível de detalhe conveniente. As decisões tomadas no domínio físico (escolha dos DP) têm portanto consequências
nas funções e respectivas especificações técnicas estabelecidas nos níveis inferiores de decomposição [5].
Máquina
automática de
lavar roupa
Zig
Lavar a roupa
Zag
Efectuar lavagem
através da rotação
da roupa na água
Controlar
nível da
água
Armazenar
e guardar a
roupa
Imprimir
força de
rotação
Armazenar
a água
. . .
Domínio funcional
Controlar
mecanismo
. . .
Sistema de
tambor
rotativo
Controlar
vibração
. . .
Sensor de
água
Tambor
Mecanismo
de direcção
Tambor
externo
. . .
Domínio físico
Figura 4: Exemplo do processo de decomposição em Zig-Zag.
Unidade de
controlo
. . .
Mecanismo
anti-vibratório
. . .
d) Axiomas. São dois e constituem os princípios fundamentais que devem guiar o projecto de um sistema técnico:
– Axioma da Independência: Os requisitos funcionais (FR) devem ser satisfeitos de forma independente. A
independência funcional é analisada através de uma matriz de projecto, que contém os FR nas linhas e os
parâmetros de projecto (DP) nas colunas. Sejam m e p, respectivamente, o número de FR e o número de DP.
Quando m > p, existe acoplamento funcional, logo este axioma é violado. Se m < p a independência funcional
pode ser assegurada, mas existe uma situação redundante que conduz ao aumento desnecessário do conteúdo
da informação. Desejavelmente a matriz de projecto é quadrada (m = p) com relações apenas na diagonal
principal (cada DP satisfazendo o respectivo FR), mas uma estrutura triangular inferior ou superior também
assegura o desacoplamento funcional, se for cumprida a sequência de execução dos FR indicada na matriz.
– Axioma da Informação: Depois satisfazer o Axioma da Independência, a informação/complexidade da
solução deve ser minimizada. A complexidade aumenta com o número de DP, com grau de interrelações entre
eles, bem como com a influência que cada um tem para a variabilidade verificada no desempenho funcional.
Técnica de Análise Funcional de Sistemas (FAST)
A FAST, desenvolvida por Charles W. Bytheway em 1963, é uma técnica usada na Análise do Valor que utiliza a
lógica intuitiva para decompor a função objectivo de um sistema técnico, em funções secundárias situadas nos níveis
inferiores da decomposição, que são dispostas num diagrama denominado por Modelo FAST (figura 5).
O Modelo FAST tem grande utilidade ao nível da análise e decisões funcionais efectuadas ao longo da decomposição,
que irão determinar fortemente o potencial de inovação do sistema técnico. As relações entre os parâmetros de
projecto, pertencentes ao domínio físico, não se encontram reflectidas neste modelo.
COMO
PORQUÊ
Função de
suporte
Requisitos /
especificação técnicas
Fluxo secundário
(Conceito)
Função objectivo
(nível superior)
Função
básica
Função
dependente
(OR)
(AND)
Função de entrada
de ordem inferior
(Conceito)
Fluxo principal
QUANDO
Actividade
Ordem superior da decomposição
Actividade
Ordem inferior da decomposição
Âmbito do sistema técnico
Figura 5: Estrutura genérica do Modelo FAST.
A construção do Modelo FAST inicia-se com a função objectivo, que representa a razão pela qual determinado
sistema técnico existe ou tem de ser criado. Por exemplo, “gerir a qualidade” é a função objectivo de um Sistema de
Gestão da Qualidade, ou “captar imagens” é a função objectivo de uma máquina fotográfica.
A função objectivo pode ser decomposta numa ou mais funções básicas, dependendo da dimensão do sistema técnico.
As funções básicas são as funções críticas do sistema técnico e que vão ter impacto directo na satisfação dos
requisitos dos utilizadores e de outras partes interessadas. As funções dependentes são também críticas, mas pertencem
a uma ordem inferior da decomposição, sendo definidas de acordo com o conceito de sistema técnico escolhido.
A estrutura e hierarquia das relações das funções críticas, que constituem o fluxo principal e se encontram dentro do
âmbito do sistema técnico, assemelham-se às do domínio funcional da teoria axiomática. A leitura do Modelo FAST
permite perceber “como” e “porquê” determinada função é desempenhada. Perguntar o “porquê” de uma função existir,
equivale a responder sobre qual o objectivo dessa função e corresponde a um maior nível de abstracção [6]. A questão
“como”, permite detalhar o modo como a função é desempenhada e corresponde a um menor nível de abstracção.
Na parte superior do diagrama pode incluir-se informação sobre as métricas e especificações associadas às funções.
Podem também identificar-se as funções auxiliares que não contribuem directamente para a função objectivo e que,
por vezes, são subjectivas por natureza (e.g. “ser atraente”). Na parte inferior podem ser descritas actividades/etapas
que especificam o modo como a função é executada e a sequência (“quando”) de execução.
Matrizes de Estrutura do Projecto (DSM)
Técnica desenvolvida por Donald V. Steward em 1967, mas difundido pela primeira vez apenas em 1981. As matrizes
de DSM são diferentes das matrizes de projecto da teoria axiomática, pois os elementos que constam das linhas e
colunas, assim como a sua ordenação, coincidem. Assim, o DSM é um método de análise intra-domínio, e não interdomínio como acontece com Projecto Axiomático. Existem duas categorias principais de DSM:
a) DSM dinâmico: A ordem das linhas e colunas que constam da matriz DSM reflectem a sequência das actividades
em análise. São aplicados algoritmos de reordenação da matriz que permitam minimizar as iterações existentes,
optimizando a sequência das actividades. O objectivo consiste em tornar a matriz DSM triangular inferior ou
superior, como exemplificado na figura 6a) [7]. Neste exemplo, as actividades B e C são desempenhadas
sequencialmente (primeiro a B e depois a C), as actividades A e K em simultâneo, as actividades L, J, F e I de
forma iterativa (pois existem interacções de informação de ambos os lados da diagonal).
b) DSM estático: Representa elementos do sistema técnico pertencentes a mesmo nível de detalhe. A ordem pela
qual aparecem nas linhas e colunas não reflecte qualquer relação temporal [8]. Com base nas interacções
geométricas, de material, de energia e/ou de informação existentes entre esses elementos, a matriz DSM é
reordenada de modo a que as interacções benéficas se situem o mais junto possível à diagonal principal. É então é
possível identificar blocos/módulos relativamente autónomos onde são alocados os elementos do sistema técnico.
No exemplo da figura 6b) foi possível alocar os elementos em 5 blocos, onde o elemento D é utilizado para
integrar dois desses módulos.
A B C D E F G H I J K
A
X
B
C
X
D
X X
E
X
X
X
F
X
X
G
X
X
H X
X
X
X
I
X
X
X
J
X X
X
K
X X
L X
X X X
L
X
X
X
B C A K L J F I E D H G
B
C X
A B C D E F G H I J K L
A
X
B
X
C
X
D
X
X
E
X
F
X
G
X
H
X X
I
X
J X
X
K
X X
L
X
A
X
K X X
L
X X
X
X
J X X
X X
F X
X
X
I
X
X X
E
D
H
G X
X
X
X X
X
X
X
X
X
X
X
a) DSM dinâmico: reordenação para optimizar o fluxo temporal das actividades
A J D C H E K F B G I L
A
X
J X
X
D
X
X
C
X
H
X X
E
K
F
X
X
X
X
B
G
I
L
X
X
X
X
b) DSM estático: reordenação para agrupar os elementos em blocos autónomos
Figura 6: Estrutura genérica do Modelo FAST.
O DSM, ao contrário da FAST e do Projecto Axiomático, não é um método que permita efectuar decomposição, mas
revela-se muito útil para a compreensão das relações e interacções existentes num determinado nível de detalhe.
MÉTODO DE DECOMPOSIÇÃO CENTRADO NO VALOR (MDCV)
O Método de Decomposição Centrado no Valor descrito na figura 7 explicado nos parágrafos seguintes, tira partido
dos pontos fortes das três técnicas descritas anteriormente.
Nível i = 1
Identificar os FR para o
sistema técnico
Zig
Definir conceitos alternativos que
satisfaçam os FR e assegurem o
Axioma da Independência
Seleccionar a melhor solução
(melhor conjunto de DP)
Zig
Utilizar FAST para identificar as funções e
respectivos requisitos/objectivos que a
solução, definida no nível de decomposição
superior, deverá desempenhar
Zag
i=i+1
Sim
Necessidade de
decomposição?
Não
Fim
Utilizar DSM estático analisar as interacções
entre os parâmetros de projecto ao nível do
impacto e proceder à sua materialização e
integração
Figura 7: Método integrado de decomposição centrado na criação de valor.
Passo 1: Determinar os requisitos funcionais para o sistema técnico e melhor conjunto de parâmetros de projecto
Esta análise decorre no nível de abstracção mais elevado e, por isso, os requisitos funcionais (FR) correspondem às
funções básicas do Modelo FAST, afectando directamente as necessidades dos clientes e de outras partes interessadas.
Os FR são descritos numa linguagem neutra relativamente ao espaço das soluções. Gerados diversos conceitos que
permitam satisfazer os FR e cumprir o Axioma da Independência, a selecção da melhor solução (melhor conjunto de
parâmetros de projecto) poderá ser feita recorrendo ao Axioma da Informação. Quando não houver possibilidade de
quantificar o conteúdo da informação, o recurso ao Método de Pugh é recomendável.
Passo 2: Definir os requisitos funcionais no nível de decomposição seguinte com base na técnica FAST
Um risco associado à aplicação da teoria axiomática em sistemas técnicos de média e grande dimensão é apontado por
Tate [9] e diz respeito à consistência da decomposição, isto é, à coerência das decisões efectuadas ao longo dos vários
níveis da hierarquia. O modo como os sub-FR são definidos reveste-se de grande importância para essa consistência.
A técnica FAST pode, a este respeito, desempenhar um papel muito importante.
Efectuar o Zag do domínio físico para o nível de decomposição seguinte do domínio funcional, equivale a definir as
funções dependentes das funções básicas no Modelo FAST (figura 8). A leitura das relações “como” e “porquê”, ao
longo do fluxo principal, possibilita uma melhor compreensão das relações existentes no domínio funcional do
Projecto Axiomático, conduzindo portanto a uma melhor consistência da decomposição e robustez conceptual.
A possibilidade, fornecida pelo Modelo FAST, de incluir as especificações junto dos FR facilita o desdobramento dos
objectivos pelo domínio funcional.
Passo 3: Efectuar a decomposição até aos níveis de impacto
A decomposição integrada entre o Projecto Axiomático e a FAST continua até serem atingidos os níveis de detalhe
convenientes, denominados por níveis de impacto, a cinzento na figura 7. O Modelo FAST facilita a identificação dos
níveis de impacto, pois permite compreender quando o nível de detalhe ultrapassa o âmbito do sistema técnico.
DP32
DP321
DP3
DP223
DP2231
Sistema técnico
DP22
DP222
DP21
DP221
DP11
DP111
DP2
Domínio físico
DP2231
DP31
DP1112
DP1
DP1111
COMO
PORQUÊ
Especificação
para FR3
FR3
(AND)
Especificação
para FR32
Especificação
para FR321
FR32
FR321
Especificação
para FR2212
Especificação
para FR31
Especificação
para FR223
FR31
FR223
Função objectivo
para o sistema
técnico
FR2
Especificação
para FR222
Especificação
para FR22
Especificação
para FR2
(AND)
FR22
Especificação
para FR2211
FR2211
FR222
Especificação
para FR21
Especificação
para FR221
FR21
FR221
Especificação
para FR1
Especificação
para FR11
Especificação
para FR111
FR1
FR11
FR111
(OR)
FR2212
(AND)
Especificação
para FR1112
FR1112
Especificação
para FR1111
(AND)
FR1111
Funções básicas
Domínio funcional
Figura 8: Integração do Projecto Axiomático com o Modelo FAST.
Passo 4: Analisar as interacções dos DP ao nível do impacto e proceder à sua materialização e integração
Os parâmetros de projecto ao nível do impacto correspondem geralmente a propriedades ou características que devem
integradas em constituintes físicos, ou constituintes equivalentes em sistemas técnicos que não tenham carácter físico.
Este passo corresponde portanto ao início da arquitectura do sistema técnico, onde as decisões sobre a modularidade
do sistema e da redução da complexidade podem ser tomadas através da utilização e reordenação de uma matriz
DSM, do tipo estático, que contém os DP ao nível do impacto nas suas linhas e colunas.
Os processos de optimização e integração seguirão, numa ordem inversa, a sequência da decomposição determinada
anteriormente [10] através da utilização conjunta do Projecto Axiomático com a técnica FAST. Esta forma de
proceder é consistente com o modelo em V anteriormente discutido.
ENQUADRAMENTO DO MDCV NUMA METODOLOGIA DE PROJECTO PARA SEIS SIGMA (DFSS)
O sistema Seis Sigma, originário da Motorola e popularizado pelo grupo GE, abarca ciclos de C&D através da
abordagem Projecto para Seis Sigma (Design for Six Sigma - DFSS), que é executada ao longo de quatro fases que
constituem o acrónimo ICOV [11] (figura 9):
–
–
–
–
Fase I (Identificação dos requisitos): As necessidades dos clientes e de outras partes interessadas são primeiro
transformadas em requisitos quantificáveis, denominados por características críticas à qualidade (CTQ), e depois
em requisitos funcionais, que correspondem às funções básicas do Modelo FAST.
Fase C (Caracterização do projecto): É desenvolvida a solução (o conjunto de DP) para satisfazer os FR
identificados na fase I, procedendo-se à decomposição dos objectivos, funções e estrutura de acordo com o método
de decomposição centrado no valor (MDCV) descrito neste artigo.
Fase O (Optimização do projecto): Os elementos do domínio físico são integrados e o desempenho das funções
críticas optimizado, tarefas que são mais fáceis de realizar devido a uma melhor compreensão da estrutura e das
relações funcionais obtidas durante a decomposição do sistema técnico através do MDCV
Fase V (Validação do projecto): É verificado se o sistema técnico tem capacidade de satisfazer os requisitos dos
clientes e de outras partes interessadas traduzidas em termos de CTQ.
Identificação
Validação
dos requisitos
do projecto
Recolher Vozes de
clientes e partes
interessadas
Identificar e
estruturar
necessidades
- Entrevistas
- Inquéritos
- Grupos de Interesse
- Tradução semântica
- Método KJ
- Análise de Kano
- Diagrama em Árvore
Construir o
protótipo do
sistema técnico
Estabelecer as CTQ e
os requisitos
funcionais
- QFD
- Benchmarking
Testar e confirmar
índices de
capacidade
- SPC
- Poka-Yoke
- Simulação
- Prototipagem
Caracterização
Optimização
do projecto
do projecto
Validar o sistema
técnico
- DFSS Scorecards
Integrar o sistema e
optimizar o
desempenho
Efectuar
decomposição
- Projecto Robusto
(Robust Design)
- Simulação MonteCarlo
- DFMEA e PFMEA
- MDCV
Figura 9: Enquadramento do MDCV num contexto de DFSS.
CASO DE ESTUDO
A aplicação do MDCV apresentada diz respeito ao projecto/dimensionamento ergonómico de um posto de trabalho.
Depois de apurados os requisitos funcionais para o posto de trabalho, equivalentes às funções básicas, foi utilizada a
decomposição baseada na combinação Projecto Axiomático e FAST até atingir os níveis de impacto (figura 10).
COMO
FR3
Ter pés
apoiados
FR32
Manter pés
confortáveis
PORQUÊ
DP0
Posto de trabalho
ergonomicamente
dimensionado
10º-25º
FR31
Ajustar
inclinação
DP1
Assento
ergonómico
(100x80) cm2
FR0
Ter boas
condições de
trabalho a nível de
ergonomia
FR2
Trabalhar sobre
superfície plana
FR22
Ter dimensão
adequada
para trabalhar
FR21
Apoiar mãos e
braços
corectamente
FR14
Apoiar as
costas
DP2
Secretária
DP3
Apoia-pés
FR144
Acomodar a
região lombar
FR143
Encostar as
costas
FR142
Prender a
encosto
ajustado
DP11
Sistema de
rodas
DP12
Sistema de
ajuste angular
da base do
assento
DP13
Sistema
hidráulico
DP14
Encosto
reclinável
DP21
Altura do
tampo da
secretária
DP22
Comprimento
e largura do
tampo da
secretária
DP31
Ângulo do
apoia-pés em
relação ao chão
DP32
Material do
revestimento
do apoia-pés
38-54 cm
104º-120º
FR1
Ter boa
postura
FR13
Regular altura
do assento
FR12
Ajustar ângulo
do assento
FR141
Inclinar o
encosto
DP141
Sistema de
rebatimento
do encosto
DP142
Sistema de
travamento
DP143
Altura do
encosto
DP144
Concavidade
do apoio
lombar
FR11
Movimentar o
assento
Domínio funcional
Domínio físico
Figura 10: Exemplo da utilização integrada entre o Projecto Axiomático e o Modelo FAST proporcionada pelo MDCV.
Em todos os níveis da decomposição, temos uma situação de projecto ideal, dado que o número de FR e o número de
DP coincidem. A análise da matriz de projecto completa (figura 11), construída com o auxílio do software Acclaro
DFSS, indica-nos que a decomposição realizada é consistente e existe uma situação de desacoplamento e, portanto,
conceptualmente robusto.
As relações “Como” e “Porquê” fornecidas pelo Modelo FAST ajudaram essa mesma consistência da decomposição,
para além de permitirem uma melhor definição dos sub-FR, sempre que é efectuado um Zag entre os DP definidos no
domínio físico e o nível inferior de detalhe do domínio funcional.
Figura 11: Matriz de projecto completa demonstra decomposição consistente e um projecto desacoplável.
Finalmente, os DP situados ao nível do impacto foram colocados nas linhas e colunas de uma matriz (figura 12).
Analisando as interacções entre os DP, foi utilizada a técnica de DSM estática para reordenar esta matriz, de modo a
afectar os DP em módulos/blocos relativamente autónomos (figura 12).
Foram identificados cinco módulos, sendo três desses módulos referentes à cadeira. Os DP21 e DP22 foram afectos
ao módulo do tampo da mesa e os DP31 e DP32 foram integrados no apoia-pés.
DP11
DP12
DP13
DP141
DP142
DP143
DP144
DP21
DP22
DP31
DP141
DP142
DP143
DP144
X
X
X
X
X
DP21
DP22
DP31
DP32
X
DP12
DP13
X
X
DP142
X
DP143
X
X
DP144
X
X
X
X
DP14
X
1
DP14
X
2
DP14
X
3
DP14
X
4
X
DP21
X
X
X
X
X
X
X
X
X
DP21
X
DP22
X
DP31
DP32
DP12
DP13
X
DP12
DP22
DP13
DP11
DP11
DP141
DP11
DP32
X
X
X
DP31
DP32
X
a) Determinação das interacções
b) Reordenação para agrupamento em módulos
Figura 12: Matriz DSM estática para agrupamento e integração dos DP ao nível do impacto em módulos/blocos.
CONCLUSÕES
Neste artigo propusemos um método de decomposição centrado na criação de valor (MDCV), que integra a teoria do
Projecto Axiomático, a Técnica de Análise Funcional de Sistemas (FAST) e a Matriz de Estrutura do Projecto (DSM).
Os benefícios inerentes à utilização do MDCV para efectuar a decomposição de sistemas técnicos, durante a sua
concepção e desenvolvimento, em particular numa abordagem de DFSS, são os seguintes:
a) A robustez conceptual do sistema técnico proporcionada pelo Projecto Axiomático é complementada pela análise
de valor fornecida pelo Modelo FAST, o que potencia um grau acrescido de inovação para o sistema técnico.
b) Assegura uma melhor consistência da decomposição, ao longo dos vários níveis de detalhe.
c) Auxilia na identificação dos níveis de decomposição ao nível do impacto.
d) A incorporação do DSM aumenta a compreensão das relações existentes no domínio físico e facilita a tomada de
decisões ao nível da arquitectura do sistema técnico.
e) Proporciona uma melhor compreensão do espaço funcional, conduzindo a uma mais rápida identificação das
funções críticas a optimizar posteriormente ao nível do desempenho.
REFERÊNCIAS
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11. K. Yang and B. El-Haik, Design for Six Sigma: A Roadmap for Product Development, McGraw-Hill, 2003.
NOMENCLATURA
C&D
DFSS
DP
DSM
FAST
FR
ICOV
MDCV
Concepção e Desenvolvimento
Design for Six Sigma / Projecto para Seis Sigma
Design parameter / Parâmetro de projecto
Design Structure Matrix / Matriz de Estrutura do Projecto
Function Analysis System Technique / Técnica de Análise Funcional de Sistemas
Functional requirement / Requisito funcional
Identificar, Caracterizar, Optimizar, Validar
Método de Decomposição Centrado no Valor