DFM: Design for Manufacturing
DFA: Design for Assembly
DIP_DFM
no 1 / 85
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
DIP_DFM
no 2 / 85
DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTOS
Ferramentas DIP
Objetivos:
Apresentar as seguintes ferramentas DIP
 Projeto Axiomático
 DFM - Design for Manufacturing
 DFA - Design for Assembly
DIP_DFM
no 3 / 85
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.
DIP_DFM
no 4 / 85
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.
DIP_DFM
no 5 / 85
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
DIP_DFM
no 6 / 85
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.
DIP_DFM
no 7 / 85
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.
DIP_DFM
no 8 / 85
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.
DIP_DFM
no 9 / 85
DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
Implementação:
DIRETRIZES DFM
Experiência de Projeto
+
=
Diretrizes DFM
Experiência de Fabricação
DIP_DFM
no 10 / 85
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;
DIP_DFM
no 11 / 85
DIRETRIZES DFM
 Minimizar o número de direções de montagem;
 Minimizar o manuseio de componentes;
 Eliminar ajustes;
 Evitar componentes flexíveis;
 Enfatizar a padronização.
DIP_DFM
no 12 / 85
PROJETAR PARA UM NÚMERO MÍNIMO DE PARTES
Projeto do mecanismo de fechadura da Xerox
DIP_DFM
no 13 / 85
MINIMIZAR NÚMERO
 Tempo de engenharia;
DE PARTES
 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;
Diminui também...
 Ferramentas;
 Tempo de treinamento.
DIP_DFM
no 14 / 85
Um componente que é
eliminado, tem custo
zero de:










Fabricação;
Montagem;
Manipulação;
Orientação;
Armazenagem;
Compra;
Controle de Estoque;
Inspeção;
Re-trabalho;
Serviço de pós-venda.
MINIMIZAR NÚMERO
DE PARTES
Um componente que é
eliminado, nunca:
 Falha;
 Funciona mal;
 Necessita de ajustes.
DIP_DFM
no 15 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?
DIP_DFM
no 16 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?
DIP_DFM
no 17 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Um simples parafuso?
DIP_DFM
no 18 / 85
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
DIP_DFM
no 19 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
DIP_DFM
no 20 / 85
Diretrizes DFM
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Aqueles parafusos são realmente necessários?
DIP_DFM
no 21 / 85
MINIMIZAR DIREÇÕES
DE MONTAGEM
DIP_DFM
no 22 / 85
Diretrizes DFM
MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM
Avalie a ergonomia do processo de montagem
DIP_DFM
no 23 / 85
DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
DIP_DFM
no 24 / 85
DESIGN FOR MANUFACTURING - DFM
DIP_DFM
no 25 / 85
ELIMINAR AJUSTES
Elimine componentes de fixação sempre que possível
DIP_DFM
no 26 / 85
Diretrizes DFM
MINIMIZAR O MANUSEIO DE COMPONENTES
Facilidade de manipulação
de componentes se define
na concepção do produto
DIP_DFM
no 27 / 85
Diretrizes DFM
PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Acesso a componentes
se define na concepção
do produto
DIP_DFM
no 28 / 85
Diretrizes DFM
PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Evite ajustes e reorientações durante a
montagem ( na concepção do produto )
DIP_DFM
no 29 / 85
Diretrizes DFM
PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM
Facilidade de manipulação de
componentes
define-se
na
concepção do produto.
DIP_DFM
no 30 / 85
EVITAR COMPONENTES FLEXÍVEIS
DIP_DFM
no 31 / 85
PROJETO MODULAR
PRODUTO A
X
PRODUTO B
Y
X
W
PRODUTO C
X
Módulo
comum na
estrutura
de vários
produtos
X
Z
DIP_DFM
no 32 / 85
Diretrizes DFM
PROJETO MODULAR
ABORDAGEM CLÁSSICA
Variedade de
produto
Variedade do
processo
ABORDAGEM MODULAR
Variedade de
produto
Variedade de
produto
Variedade do
processo
Variedade do
processo
DIP_DFM
no 33 / 85
PROJETO MODULAR
Rolling Chassis
Dodge Dakota R/T V8
Parceria DaimlerChrysler e Dana
Campo Largo - Curitiba - PR
Fonte: Exame n0 712 de 19abr00
DIP_DFM
no 34 / 85
PROJETO MODULAR
Rolling Chassis
Pedido eletrônico
DaimlerChrysler




Suspensão dianteira
Suspensão traseira
Sistema de freios
Sistema de direção
Dana
Rodas e pneus
calibrados pela
Goodyear
 Módulo com 300 componentes
 Tempo máximo de montagem: 3 horas
 Módulo percorre 45 metros
DIP_DFM
no 35 / 85
PROJETO MODULAR
Rolling Chassis
Dana
7 km
DaimlerChrysler
Doca
de
entrega:
funcionários rolam o
chassis até o primeiro
posto de montagem
DIP_DFM
no 36 / 85
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.
DIP_DFM
no 37 / 85
PROJETO MODULAR
PROJETO MODULAR: Rolling Chassis
Com
módulo
Sem
módulo
345
417
Funcionários na linha de
montagem
76
90
Funcionários
administrativa
73
117
Coordenador de Engenharia
0
4
Coordenador de Montagem
1
3
Fornecedores diretos
na
área
DIP_DFM
no 38 / 85
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.
DIP_DFM
no 39 / 85
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
DIP_DFM
no 40 / 85
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.
DIP_DFM
no 41 / 85
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.
DIP_DFM
no 42 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Analise sempre esta possibilidade
DIP_DFM
no 43 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Estruturas monolíticas: interesse da indústria aeronáutica
DIP_DFM
no 44 / 85
MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES
Texas Instruments
Projeto original
Novo projeto após o DFA
DIP_DFM
no 45 / 85
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
NÃO
Componente pode ser
eliminado do conjunto
3
DIP_DFM
no 46 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Exemplo:
4 componentes principais
+ 20 elementos de união
DIP_DFM
no 47 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DIP_DFM
no 48 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
43% de componentes
73% no tempo de montagem
DIP_DFM
no 49 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
140
120
100
Montagem
80
Material
60
Usinado
Fundido
US$
40
20
0
Proj. Orig.
Peça Única
DIP_DFM
no 50 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Método DFMA®
DIP_DFM
no 51 / 85
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).
DIP_DFM
no 52 / 85
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.
DIP_DFM
no 53 / 85
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.
DIP_DFM
no 54 / 85
BOOTHROYD AND
DEWHURST METHOD
DFM
DFA
DIP_DFM
no 55 / 85
BOOTHROYD AND
DEWHURST METHOD
Divisão do produto em sub-montagens
Estrutura da sub-montagem
Perguntas DFA
Revisão dos resultados
Avaliação das alternativas de projeto
DIP_DFM
no 56 / 85
QUESTÕES DFA:
EXEMPLO
D F DIP_DFM
M A
no 57 / 85
QUESTÕES DFA: EXEMPLO
D F DIP_DFM
M A
no 58 / 85
DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA
Eixo da inserção
SIMETRIA
SIMETRIA




= 180
= 0
D F DIP_DFM
M A
no 59 / 85
DFA – SIMETRIAS


0
0
180
0
180
90

e
90
180

360
0
D F DIP_DFM
M A
360
360
no 60 / 85
DIP_DFM
no 61 / 85
DIP_DFM
no 62 / 85
DIP_DFM
no 63 / 85
DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA
D F DIP_DFM
M A
no 64 / 85
DFM – USINAGEM
D F DIP_DFM
M A
no 65 / 85
DFM – USINAGEM
D F DIP_DFM
M A
no 66 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DIP_DFM
no 67 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Item
Number
Theor. part count
Assembly time, s
Ass. cost, UScents
Base
1
1
3.5
2.9
Bush
2
0
12.3
10.2
Motor subass.
1
1
9.5
7.9
Motor screw
2
0
21.0
17.5
Sensor subass.
1
1
8.5
7.1
Set screw
1
0
10.6
8.8
Standoff
2
0
16.0
13.3
End plate
1
1
8.4
7.0
End-plate screw
2
0
16.6
13.8
Plastic bush
1
0
3.5
2.9
Thread leads
-
-
5.0
4.2
Reorient
-
-
4.5
3.8
Cover
1
0
9.4
7.9
Cover screw
4
0
31.2
26.0
Totals
19
4
160.0
133.0
DIP_DFM
no 68 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
DIP_DFM
no 69 / 85
BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD
Item
Number
Assembly time, s
1
Theoretical part
count
1
3.5
Assembly cost,
US cents
2.9
Base
Motor
subassembly
Motor screw
1
1
4.5
3.8
2
0
12.0
10.0
Sensor
subassembly
Set screw
1
1
8.5
7.1
1
0
8.5
7.1
Thread leads
-
-
5.0
4.2
Plastic cover
1
1
4.0
3.3
Totals
7
4
46.0
38.4
DIP_DFM
no 70 / 85
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.
DIP_DFM
no 71 / 85
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. 352-359.
DIP_DFM
no 72 / 85
AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
Exemplos de símbolos e penalidades AEM
DIP_DFM
no 73 / 85
AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD
Avaliação de “assemblability” e sugestão de melhorias
DIP_DFM
no 74 / 85
AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE E
Assemblability das partes
Ei 100  x
Penalidade da operação
Assemblability do conjunto
E
N
E
i 1
i
N
DIP_DFM
no 75 / 85
AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE K
Razão de custos de montagem
C
K
Cs
onde
C: custo de montagem do produto
CS: custo de montagem de um produto padrão
DIP_DFM
no 76 / 85
DFMA + AEM
NOGUEIRA, Eduardo S., “Implementação Computacional da Técnica
de Projeto DFA - Design for Assembly”, Trabalho de Graduação –
ITA, 1994.
DIP_DFM
no 77 / 85
DFMA + AEM
DIP_DFM
no 78 / 85
DFMA + POKA YOKE
DIP_DFM
no 79 / 85
DFMA + POKA YOKE
DIP_DFM
no 80 / 85
DFMA + POKA YOKE
Poka-Yoke: dispositivo a prova de falhas
Sem
Poka-Yoke
Montagem
correta
Montagem
incorreta
DIP_DFM
no 81 / 85
DFMA + POKA YOKE
Sensor de posição
Posição Correta
Posição Incorreta
DIP_DFM
no 82 / 85
DIP_DFM
no 83 / 85
DIP_DFM
no 84 / 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 pokayoke 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.
DIP_DFM
no 85 / 85