DIP_DFM n o 1 / 85 DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly.

DIP_DFM no 1 / 85

DFM: Design for Manufacturing

DFA: Design for Assembly

DIP_DFM no 2 / 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 3 / 85

DESENVOLVIMENTO INTEGRADO DE PRODUTOS

Objetivos:

Apresentar as seguintes ferramentas DIP

Projeto Axiomático

DFM - Design for Manufacturing

DFA - Design for Assembly

Ferramentas DIP

DIP_DFM no 4 / 85

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.

Ferramentas DIP

DIP_DFM no 5 / 85

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.

Ferramentas DIP

DIP_DFM no 6 / 85

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

Ferramentas DIP

DIP_DFM no 7 / 85

PROJETO AXIOMÁTICOExemplo: Projeto de uma porta de refrigerador

Configurações:a) Refrigerador Convencional: RF1 & RF2 acoplados

Projeto inadequadob) Refrigerador Horizontal: RF1 & RF2 parcialmente desacoplados Axioma da independência dos RF’s OK.

Ferramentas DIP

DIP_DFM no 8 / 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 9 / 85


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 10 / 85


Implementação: DIRETRIZES DFM

Experiência de Projeto

Experiência de Fabricação

+ = Diretrizes DFM

DIP_DFM no 11 / 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 12 / 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 13 / 85

PROJETAR PARA UM NÚMERO MÍNIMO DE PARTES

Projeto do mecanismo de fechadura da Xerox

DIP_DFM no 14 / 85

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.

MINIMIZAR NÚMERO DE PARTES

Diminui também...

DIP_DFM no 15 / 85

Fabricação; Montagem; Manipulação; Orientação; Armazenagem; Compra; Controle de Estoque; Inspeção; Re-trabalho; Serviço de pós-venda.

MINIMIZAR NÚMERO DE PARTESUm componente

que é eliminado, tem custo zero de:

Falha; Funciona mal; Necessita de ajustes.

Um componente que é eliminado,

nunca:

DIP_DFM no 16 / 85


Um simples parafuso?

DIP_DFM no 17 / 85



DIP_DFM no 18 / 85



DIP_DFM no 19 / 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 20 / 85


DIP_DFM no 21 / 85


Aqueles parafusos são realmente necessários?

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 22 / 85

MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM

DIP_DFM no 23 / 85

MINIMIZAR DIREÇÕES DE MONTAGEM

Avalie a ergonomia do processo de montagem

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 24 / 85


DIP_DFM no 25 / 85


DIP_DFM no 26 / 85

ELIMINAR AJUSTES

Elimine componentes de fixação sempre que possível

DIP_DFM no 27 / 85

MINIMIZAR O MANUSEIO DE COMPONENTES

Facilidade de manipulação de componentes se define na concepção do produto

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 28 / 85

PROJETAR COMPONENTES DE FÁCIL MONTAGEM

Acesso a componentes se define na concepção do produto

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 29 / 85


Evite ajustes e reorientações durante a montagem ( na concepção do produto )

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 30 / 85


Facilidade de manipulação de componentes define-se na concepção do produto.

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 31 / 85

EVITAR COMPONENTES FLEXÍVEIS

DIP_DFM no 32 / 85

PRODUTO B

X W

PRODUTO A

X YPRODUTO C

X ZX

Módulo comum na estrutura de vários produtos

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 33 / 85

Variedade de produto

Variedade do processo





ABORDAGEM CLÁSSICA ABORDAGEM MODULAR

PROJETO MODULAR

Diretrizes DFM

DIP_DFM no 34 / 85

Rolling Chassis

Dodge Dakota R/T V8Parceria DaimlerChrysler e Dana

Campo Largo - Curitiba - PR

Fonte: Exame n0 712 de 19abr00

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 35 / 85

Rolling Chassis

DaimlerChrysler DanaPedido eletrônico

Módulo com 300 componentes Tempo máximo de montagem: 3 horas Módulo percorre 45 metros

Rodas e pneus calibrados pela Goodyear

Suspensão dianteira Suspensão traseira Sistema de freios Sistema de direção

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 36 / 85

Rolling Chassis

DaimlerChryslerDana7 km

Doca de entrega: funcionários rolam o chassis até o primeiro posto de montagem

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 37 / 85

Rolling Chassis

Motor é montado no chassis,

...carroçaria, caçamba e parachoques,

...portas.

Veículo pronto para inspeção em menos de 3 horas após a chegada do chassis

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 38 / 85

PROJETO MODULAR: Rolling Chassis

Fornecedores diretos

Funcionários na linha de montagem

Funcionários na área administrativa

Coordenador de EngenhariaCoordenador de Montagem

Com módul

o

Sem módul

o345

76

73

0

1

417

90

117

4

3

PROJETO MODULAR

DIP_DFM no 39 / 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 40 / 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 41 / 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 42 / 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 43 / 85

MINIMIZAR NÚMERO DE PARTESAnalise sempre esta possibilidadeAnalise sempre esta possibilidade

DIP_DFM no 44 / 85


Estruturas monolíticas: interesse da indústria aeronáutica

DIP_DFM no 45 / 85


Projeto original

Texas Instruments

Novo projeto após o DFA

DIP_DFM no 46 / 85

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

BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD - DFMA

DIP_DFM no 47 / 85

Exemplo:

4 componentes principais + 20 elementos de união

BOOTHROYD AND DEWHURST METHOD

DIP_DFM no 48 / 85


DIP_DFM no 49 / 85


43% de componentes73% no tempo de montagem

DIP_DFM no 50 / 85

0

20

40

60

80

100

120

140

Proj. Orig. Peça Única

US$

Montagem

Material

Usinado

Fundido


DIP_DFM no 51 / 85


Método DFMA®

DIP_DFM no 52 / 85


DFMA é uma abordagem sistemática que viabiliza a definição da melhor alternativa de projeto para otimizar a manufatura do produto.

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 53 / 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 54 / 85


DFM estima o custo de fabricação de peças primárias, gerando alternativas para a tomada de decisão entre os processos de fabricação e o projeto.

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®

DIP_DFM no 55 / 85

DFADFA

DFMDFM


DIP_DFM no 56 / 85


A valiação das alt er nat ivas de pr oj et o

Revisão dos r esult ados

Per gunt as D F A

E st r ut ur a da sub- mont agem

D ivisão do pr odut o em sub- mont agens

DIP_DFM no 57 / 85

QUESTÕES DFA: EXEMPLO

D F M A

DIP_DFM no 58 / 85D F M A

QUESTÕES DFA: EXEMPLO

DIP_DFM no 59 / 85

DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA

D F M A

Eixo da inserção

SIMETRIA = 0

SIMETRIA

= 180

DIP_DFM no 60 / 85

DFA – SIMETRIAS e

D F M A

a 0 180 180 90 360 360b 0 0 90 180 0 360

DIP_DFM no 61 / 85

DIP_DFM no 62 / 85

DIP_DFM no 63 / 85

DIP_DFM no 64 / 85

DFA – INSERÇÃO, ORIENTAÇÃO E GEOMETRIA

D F M A

DIP_DFM no 65 / 85

DFM – USINAGEM

D F M A

DIP_DFM no 66 / 85

DFM – USINAGEM

D F M A

DIP_DFM no 67 / 85


DIP_DFM no 68 / 85

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 69 / 85


DIP_DFM no 70 / 85

Item Number Theoretical partcount

Assembly time, s Assembly cost,US cents

Base 1 1 3.5 2.9

Motorsubassembly

1 1 4.5 3.8

Motor screw 2 0 12.0 10.0

Sensorsubassembly

1 1 8.5 7.1

Set screw 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 71 / 85

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.

AEM- ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD

DIP_DFM no 72 / 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 73 / 85


Exemplos de símbolos e penalidades AEM

DIP_DFM no 74 / 85

Avaliação de “assemblability” e sugestão de melhorias


DIP_DFM no 75 / 85

AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE E

xiE 100

N

EE

N

ii

1

Assemblability das partes

Penalidade da operação

Assemblability do conjunto

DIP_DFM no 76 / 85

AEM- CÁLCULO DO ÍNDICE K

sC

CK

Razão de custos de montagem

onde

C: custo de montagem do produto

CS: custo de montagem de um produto padrão

DIP_DFM no 77 / 85

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

DFMA + AEM

DIP_DFM no 78 / 85

DFMA + AEM

DIP_DFM no 79 / 85

DFMA + POKA YOKE

DIP_DFM no 80 / 85

DFMA + POKA YOKE

DIP_DFM no 81 / 85

Poka-Yoke: dispositivo a prova de falhas

Montagem correta

Montagem incorreta

Sem

Poka-Yoke

DFMA + POKA YOKE

DIP_DFM no 82 / 85

Posição Correta Posição Incorreta

Sensor de posição

DFMA + POKA YOKE

DIP_DFM no 83 / 85

DIP_DFM no 84 / 85

DIP_DFM no 85 / 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.

DIP_DFM n o 1 / 85 DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly.

Documents

Transcript of DIP_DFM n o 1 / 85 DFM: Design for Manufacturing DFA: Design for Assembly.