DFMA

Introduo ao Projeto para Montagem (Menor Custo Efetivo) e Fabricao DFMA (Design for Assembly and Manufacturing)

Propsito

Prover uma viso geral da metodologia DFMA

(Design for Manufacturing and Assembly), que so

usadas para minimizar o custo do produto atravs

do aperfeioamento do projeto e fabricao.

Objetivos

Propiciar aos alunos os seguintes entendimentos: Similaridades e Diferenas entre o Projeto de Fabricao

(DFM) e o Projeto de Montagem (DFA)

Descrever como o projeto de produto tem influncia primria

Critrios Bsicos para Minimizao de Componentes

Analise Quantitativa da Eficincia de Projeto

Analizar o projeto de produto para encontrar maneiras de facilitar a montagem

A importncia de envolver toda a equipe de projeto e produo nas analises seguindo a metodologia DFMA

DFA

Definio: DFA uma metodologia aplicada ao

projeto de produto que visa facilitar a montagem.

Otimizao dos

Componente/Sistem

as de Montagem

DFA uma ferramenta usada para auxiliar as equipes de projeto no

projeto de produto, pensando na montagem e produo ao menor

custo, com foco na reduo do numero de peas/ componentes,

manuseio e facilitao da montagen.

DFM

Definio: DFM o metodo de projeto que visa

facilitar a manufatura dos Componentes que juntos

formaro o produto aps a montagem.

Otimizao dos

Processos de

Fabricao

DFM uma ferramenta usada para selecionar o menor custo efetivo

de material e processo a ser usado na produo. A ferramenta

comea a ser usada nos primeiros estagios do projeto de produto e

juntamente com o DFA guia os projetistas no desenvolvimento.

Diferenas

Design for Assembly (DFA)

Foco somente na reduo do custo de montagem do produto

Minimizar o numero de operaes de montagem

Componentes individualizados tem a tendencia de projeto mais complexo

Design for Manufacturing (DFM)

Foco na reduo do custo geral de produo dos componentes de um produto

Minimizar a complexidade das operaes de fabricao

Uso de principios da cinemtica, como superficies comuns e eixos primarios na fabricao.

Similaridades

Tanto a metodologia DFM como a DFA buscam reduzir o custo de material, despesas gerais, e

custo do trabalho.

Ambos buscam a diminuio do ciclo de desenvolvimento do produto.

Ambos buscam a padronizao como maneira de reduzir os custos.

Terminologia

Assim, o Projeto de Fabricao (DFM) e Projeto de Montagem (DFA) so agora

referenciados como metodologia unica,

Projeto de Fabricao e Montagem (DFMA).

Projeto

70 - 80%

Manufatura

20 - 30%

Qual rea tem maior influncia sobre Preo, Qualidade, & Ciclo de Produto?

Tempo de desenvolvimento do

Projeto de Produto

Po

rce

nta

gem

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

Alto

Low

Custo da Mudana

Liberdade dos

Projetistas para

fazer mudanas

Conhecimento do

comportamento de

projeto

Produo

Conhecimento

da Capabilidade

dos Processos

DFSS Conhecimento

do Marketing

Conhecimento e aprendizagem

Projeto Conceitual

DFA

DFM

Projeto Detalhado

Otimiza o projeto

pensando na

quantidade de

componentes e na

Montagem

Otimiza o Projeto para

melhor fabricao

Sequencia de analise

Projeto para Montagem

DFA um processo que REQUER o envolvimento de Especialistas em Montagem

Princpios do DFA

Minimizar a quantidade de componentes

Projetar Componentes com superficies de fcil /alto-locao

Projetar Componentes com alto-fixao

Minimizar a reorientao de Componentes durante a montagem

Projetar os Componentes de maneira que se obtenha fcil movimentao, manuseio & insero

Dar enfase as montagens Top-Down

Padronizar os Componentes Usar o minimo de Fixaes Roscadas.

Encorajaro projeto modular

Projetar com Componente de locao base em relao aos demais componentes

Projetar componentes com simetria para facilitar a insero

Etapas de Processo da metodologia DFA

Informao do produto: Requerimentos funcionais Analise Funcional Identificar componentes que podem ser padronizados Determinar a quantidade de componentes eficiente

Passo 2

Passo 1

Analizar dados para novo projeto

Passo 3

Identificar oportunidades em relao ao manuseio (Aperto & orientao)

Passo 4

Identificar oportunidades em relao a insero (locao & segurana)

Passo 5

Passo 6 Identificar oportunidades em relao a reduo de operaes secundrias

Identificar oportunidades em relao a qualidade (Prova de erros)

Marcas de Referncia quando possivel

Determinar a quantidade de componentes pratica

Passo 7

DFA - Planilha de Analise

Cummins Tools


Passo 1

Consideraes/Suposies

O componente base essencial

Componentes no essenciais: Fixadores

Espaadores, arruelas, O-rings

Conectoress, pinos

No incluir liquidoss como Componentes (Exemplos: Cola, Selantes, Lubrificantes, etc)

Passo 1

Identificao dos Componentes

Lista de Componentes/

Materiais no pedido

de montagem

So take it apart!

Contagem dos Componentes & Interfaces

Listar numero de Componentes (Np)

Listar numero de interfaces (Ni)

Resumo

Lista de Materiais/ Componentes no pedido de montagem.

Atribuir nmero de pea para manter-se como componente.

Listar numero de Componentes (Np)

Listar numero de interfaces (Ni)

Current

Design

Consider

Specification

Other

Options

Does the part

move relative

to all other

Componente

s already

assembled?

Is the part of

a different

material, or

isolated from,

all other

Componente

s already

assembled?

Is the part

separate to

allow for its

in-service

adjustment or

replacement?

Is the

movement

essential for

the product

to function?

Is a different

material or

isolation

essential for

the product

to function?

Is the

adjustment or

replacement

essential?

Must the part

be separate

to provide the

required

movement?

Must the part

be separate

to satisfy the

different

material or

isolation

requirement?

Must the part

be separate

to enable the

adjustment or

replacement?

Y

Y

Y Y

Y

Y

Essential

Part

N N N

N N N

Y

Y

Y

N N N

Non

Essential

Part

Determine No. Min. de Componentes Terico

Mo

ve

me

nt

Iso

latio

n

Ad

justm

en

t o

r

Re

pla

ce

me

nt

Current Design Consider Specification Other Options

O componente se

move em relao

aos demais durante

a Montagem?

O componente de

material diferente

ou isolado dos

demais durante a

montagem?

O componente

separado para

garantir em servio

seu ajuste e

alinhamento?

Esse movimento

essencial para a

funo do produto?

Esse material

diferente ou a

isolao essencial

para a funo do

produto?

o ajuste ou a

realocao

essencial?

O componente deve

ser separado para

providenciar o

movimento

requerido?

Deve ser separado

para satisfazer os

requisitos de

material diferente

ou isolao?

O componente deve

ser separado para

possibilitar o ajuste

ou realocao?

Y

Y

Y Y

Y

Y

Componente

Essencial

N N N

N N N

Y

Y

Y

N N N

Componente

No Essencial

Analise Funcional M

ovem

en

to

Iso

lao

Aju

ste

ou

Rea

locao

Determine se o Componentes pode ser padronizado

Podem os Componentes atuais serem padronizados?:

Dentro da estao de montagem

Dentro da completa montagem

Dentro da planta de montagem

Dentro da corporao/ empresa

Com a industria

Devem eles serem?

(So coloque Y se as duas respostas forem sim)

Quantidade Eficiente de Componentes - Terico

Qtde Eficiente

Componentes

No. Min. Componentes (T)

No. Total de Componentes

Qtde Eficiente 1

Componente 10

Qtde Eficiente

Componentes

=

= * 100

= 10%

* 100

Objetivol Rule of Thumb Objetivo de

Qtde de Peas > 60%

Fator de Complexidade Definio

Cummins Inc. mtrica para avaliar a complexidade do projeto de produto

So dois Fatores Np Numero de Componentes

Ni Numero de interfaces Parte-Parte

Multiplique os dois e obtenha a raiz quadrada do total

Assim, conhecido o Fator de Complexidade DFA.

S Np x S Ni

Fator de Complexidade DFA Alvo

Menos Melhor (Minimize Np e Ni)

Encontre Npt = Numero Minimo de Componentes Terico

Da Analise Funtional

Npt = 5

Encontre Nit = Numero Minimo de Interfaces

Nit = 2(Npt-1)

Nit = 2(5-1) = 8

Part 2 Part 3

Part 4

Part 5

Part 1

DCF = S Np x S Ni

DCFt = S Npt x S Nit

DCFt = 5 x 8 = 6.32

Determine os nveis de Custo Relativo dos Componentes/ Peas

Somente Estimativa Subjetiva

Low(Baixo)/Medium/High (Alto) relativos aos

outros Componentes na

Montagem e/ou Linha do

Produto

Cost Breakdown Relao entre Custos

Media paper 21.4%

Centertube 3.6%

Endplates (2) 3.0%

Plastisol 2.6%

Inner Seal 4.0%

Spring 0.9%

Shell 31.4%

Nutplate 21.0%

Retainer 4.8%

Loctite 0.3%

End Seal 7.0%

Passo 2

Determinar a quantidade de componentes

pratica

Determinar a quantidade de componentes prtica

Avaliao da equipe de projeto para mudanas

prticas

Verificao / Compensaes entre o

custo do componente e

o custo de montagem

Inovao

No.

Componentes

Projeto Atual

No.

Componentes

Min. Pratico

Prtico & Alcanavel

Numero Teoretico de

Componentes...

No.

Componentes

Min. Terico

Cu Azul

Creatividade & Inovao

Quantidade de Componentes - Reduo

Montagem (DFA)

Manufatura(DFM)

Reduo dos Custos

Otimo

Reduo Total

Custo de Montagem Vs Custo de Manufatura

Implementao

Risco

Alto Mdio Baixo

Curto Prazo

Medio Prazo

Longo Prazo

Passo 2

Ideia de Classificao

No se restringir a uma melhoria incremental, a menos que voc precise!

Este extrator de grampos no rasga o papel assim como o extrator

em forma de garra no o faz, mas muito mais barato para produzir!

Passos 1

& 2

Informao do Produto: Requerimentos funcionais

Analise Funcional

Identificar componentes que podem ser padronizados

Determinar a quantidade de componentes eficiente

Determinar a sua quantidade prtica de componentes

Instrues

Resumo...

Fixaes

Um estudo realizado pela Ford Motor Co. mostrou que fixaes roscadas so a maior

causa de reparos usando a garantia.

Uma pesquisa com mecnicos automotivos indicou que em aproximadamente 80% dos

casos de consertos que foram realizados,

ocorreram devido a perda ou fixao incorreta.

Passo 1

Eliminao de Componentes Exemplo: Rollbar Reprojetado

24 Componentes (Total)

8 Componentes diferentes

Multiplos processos de

Manufatura & Montagem

necessrios

2 Componentes 2 Dois processos de manufatura &

Um passo de montagem

..Se mais de 1/3 dos componentes de um produto so fixaes, A lgica de montagem deve ser questionada.

Fixadores: Conjunto de Motores

Dado: Munroe & Associates - Outubro 2002

Motor Tipo Numero de

Componentes

Numero de

Fixadores

Percentual

de Fixadores

B Series, 6 Cyl 5.9L 1086 436 40%

B Series, 4 Cyl 3.9L 718 331 46%

C Series, 8.3L 1111 486 44%

Padronizao do Tamanho de Parafusos

Minimizar tamanhos extras de parafusos reduzem o inventario e eliminam confuso durante a montagem

M5 x .8 M6 x 1.0 M8 x 1.25 M10 x 1.5 M11 x 1.25M12 x 1.25M12 x 1.75 M14 x 1.5 M16 x 2.0 Qty Required

12mm 0

14mm 2 2

16mm 3 3

20mm 4 8 8 20

25mm 6 6 12

30mm 3 8 11

35mm 10 35 45

39.5mm 32 12 10 4 58

40mm 41 27 6 74

45mm 22 9 1 32

50mm 4 9 25 18 12 68

60mm 13 8 15 36

70mm 6 6

Required 2 7 93 152 75 16 21 0 1 367

Candidatos a eliminao

Custo de Fixao

Selecione o

metodo

menos

custoso que

atenda aos

requisitos Pino plstico

Rebitadas

Parafusadas

snap fit alto ajustvel

Princpios Gerais de Projeto

Componentes com Alto-fixao


Componente

Assimetrico

Componentes Simtricos fazem

com que a montagem seja facilitada

Simetria elimina Reorientao


Montagem Top-Down


Montagem Modular 1. Imaging

2. Drives

3. Development

4. Transfer/Stripping

5. Cleaning

6. Fusing

7. Charge/Erase

8. Copy Handling

9. Electrical Distribution

10. Photoreceptor

11. Input/Output Devices Xerox photocopier

Projetados

Detalhados

Prototipados

Produzidos

Demolidos

Testados

Comprados

Progredidos

Recebidos

Inspecionados

Rejeitados

Estocados

Desatualizados

Baixados

Incertos

Reciclados

Final do Fornecedor!

Componentes eliminados Nunca so

Passo 3

Identificar oportunidades em relao a

qualidade (Prova de Erro)

Questes sobre a Prova de Erros

Impossibilidade de colocar componente errado

Impossibilidade de omitir componente

Impossibilidade de montar o componente na posio

errada Componentes Simtricos

Componentes Assimetricos

Questes sobre a Prova de Erros

72 Numeros de

Componentes -

Cabeamento

Blindados

CDC - Rocky Mount,

NC

Passo 4


Critrio Quantitativo

Tempo de Manuseio: Baseado no Processo de Montagem e Complexidade dos Componentes

Quantas mos so requiridas?

necessaria alguma assistencia para aperto?

Qual o efeito da simetria do componente na montagem?

O componente de fcil alihamento/posicionamento?

Dificuldades de Manuseio

Tamanho

Espessura

Peso

Fragilidade

Flexibilidade

Slipperiness

Stickiness

Necessidade do uso: 1) Duas mo, 2) Auxilio optico, ou 3) Assistncia mecnica

Dificuldades de Manuseio

tamanho escorregadio

pontiagudo flexivel

Eliminar Entrelaamentos/Travamentos

Passo 5

Identificar oportunidades em relao a insero (Locao & segurana)

Critrio Quantitativo

Tempo de Insero: baseado na dificuldade de insero requerida para cada componente

o componente fixado e seguro logo aps sua insero?

necessrio manter o componente pressionado para manter a locao?

Qual tipo de fixao utilizado? (mecnica, termica, outra?)

O componente de fcil alinhamento/ posicionamento?

Questes sobre inseres

Providenciar Componentes de alto-locao & alto-alinhamento


Assegurar que os Componentes no precisem ser posicionados


Componentes de facil acesso.

Providenciar acesso adequado e visibilidade


Providenciar acesso adequado e visibilidade

Passo 6

Identificar oportunidades em relao a

reduo de operaes secundrias

Eliminar Operaes Secundrias

Re-orientao (Montagem no eixo Z)

Aparafusar, furar, torcer, rebitar, flexionar, cravar, etc.

Rebite

Eliminar Operaes Secundrias

Soldagem, colagem.

Pintura, lubrificao, aplicar lquido ou gas.

Testar, medir, ajustar.

Prova de = Somar todos Ys Error Columns

Erro No. Min. Componentes Terico

ndice de = Somar todos Ys Handling Columns

Manuseio No. Min. Componentes Terico

ndice de = Somar todos Ys Insertion Columns

Insero No. Min. Componentes Terico

ndice. = Somar todos Ys 2nd Op. Columns

Op. Sec. No. Min. Componentes Terico

Mtricas de Montagem

Analise todas as Metricas

Primeiro considere:

Reduzir quantidade de componentes & tipo

Aps pense sobre:

Prova de Erro ndice de erro

Ento pense sobre:

Facilitar o Manuseio ndice de Manuseio

Facilitar a Insero ndice de Insero

Eliminar operaes sec. ndice de Op. Secundria

Indicar alvos para essas medidas

Quantidade eficiente de Componentes & Fator de Complexidade DFA

Complete as colunas restantes & calculatar o indice de Montabilidade do seu produto

Instruo

Passos 2

- 6

Resumo...

Passo 7


Etapas de Processo da metodologia DFA


Passo 2

Passo 1


Passo 3


Passo 4

Identificar oportunidades em relao a insero (locao & segurana)

Passo 5

Passo 6 Identificar oportunidades em relao a reduo de operaes secundrias

Identificar oportunidades em relao a qualidade (Prova de erros)

Marcas de Referncia quando possivel

Determinar a quantidade de componetes pratica

Passo 7

Na ordem de importancia:

DFA Guidelines

Reduzir quantidade de componentes & tipos

Assegurar que os Componentes no podem ser instalados incorretamente

Se empenhar para eliminar ajustes

Assegurar aos Componentes alto-locao & ajuste

Assegurar acesso adequado & viso irrestrita

Assegura que os Componentes sejam facilmente manuseados e transportados do estoque ou armazenamento

Minimizar a Reorientao (Montagem sempre que possivel usando o eixo Z top-down) & operaes secundrias durante a montagem

Fazer os Componentes simentricos ou assimetrico de maneira obvia.

Considerao entre os Custos Reais de Produo

e os Custos em Lista de Componentes.

Custeio Tpico Custo Total

Pareto por Custo de

Componentes 1. Fundio $$

2. Forja $$

3.

-------

------

------

-------

------

n. Fixaes c

Pareto por Custo Total

1. Fixaes $$$$$

2. -----

3. ------

-------

------

------

-------

------

n. Fundio $$

Entendendo os Custos de Produto

Foi selecionado o melhor Processo ou tecnologia

para fabricar os Componentes?

necessrio ferramental

difcil...

Seleo do Processo de Manufatura

Foi selecionado o melhor Material que atende

aos requisitos de funo e de custo

adequadado?

Foram verificadas todas as

novas tecnologias que esto

disponiveis

O Projeto direcionado para a

possibilidade de Automao?

O Produto configurado

com acesso, e os

Componentes projetados

de forma a permitir a

implementao de

automao?

Seleo do Processo de Manufatura

Caractersticas do componentes que

so Criticas para a Qualidade

Funcional do Produto

Cada desenho

apresentado

no Critico

para

Funcionalidade

e Qualidade

Compreenso das Particularidades dos Componentes

Princpios chaves da metodologia DFMA

Minimizar a Quantidade de Componentes

Padronizar Componentes e Materiais

Criar Montagens Modulares

Projeto para Juno Eficiente

Minimizar a Reorientao dos Componentes

durante a Montagem e/ou na Fabricao

Simplificar e Reduzir o numero de Operaes de

Fabricao

Especificar o Acabamento superficial Aceitavel pensando na funcionalidade

1. Assembly Automation and Product Design

G. Boothroyd, Marcell Dekker, Inc. 1992

2. Product Design for Manufacture and Assembly

G. Boothroyd and P. Dewhurst, Boothroyd Dewhurst, Inc. 1989

Marcell Dekker, Inc. 1994

3. Design and Analysis of Manufacturing Systems

Prof. Rajan Suri University of Wisconsin 1995

4. Product Design for Assembly: The Methodology Applied

G. Lewis and H. Connelly

5. Simultaneous Engineering Study of Phase II Injector Assembly line

Giddings & Lewis 1997

6. Design for Manufacturing Society of Manufacturing Engineers,

(VIDEO)

Referencias

Documents

DFMA