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Prof. Luiz Minioli Ferramentas de Projeto Projetos de Navios I Os empreendedores de alta tecnologia do Vale do Silício, na Califórnia ainda continuam a operar basicamente em moldes do século XIX. Eles ainda crêem no que dizia Benjamim Franklin: "Se você inventar uma ratoeira melhor, o mundo inteiro abrirá um caminho para chegar até sua porta". No entanto, não ocorreu a eles perguntar o que faz uma ratoeira "ser melhor" ou para quem? Peter Drucker Gerenciando os conflitos dos projetos Os armadores desejam novidades, melhores navios, com pouco investimento e rápido retorno do capital investido Os engenheiros de produção desejam simplicidade na fabricação e facilidade de montagem Os projetistas gostariam de experimentar novas formas, materiais e processos Projeto de Navios Um novo projeto é um processo de transformação para atender as necessidades dos consumidores O projeto começa com um conceito, é impactado pelas diversas restrições e termina na tradução desse conceito em especificação de algo que possa ser produzido Características Desejadas do Produto Estética agradável Desempenho esperado ou surpreendente Confiabilidade durante seu tempo de vida útil Projeto de Produtos e Serviços Atividade de projeto Concepção de um produto ou serviço Responsável pela aquisição de estrutura Processos Adequados Otimizando o Desempenho do Projeto Otimizar o desempenho do projeto é considerar os requisitos de mercado a serem incorporados no produto/processo, sua estruturação para viabilidade econômica com valor reconhecido pelo consumidor e sua robustez. Há diversas técnicas que podem ser empregadas nesta etapa. Aqui, abordamos três que se mostram especialmente úteis: 1. Desdobramento da função qualidade (QFD - Quality Function Deployment); 2. Engenharia de valor (VÊ - Value Engineering); 3. Engenharia robusta - Métodos de Taguchi. Projeto de Produtos e Serviços Ferramentas e Técnicas de Desenvolvimento Engenharia de Valor Objetivos Reduzir custos, agregando somente valores reconhecidos pelos clientes Envolvidos Projetistas, gerentes de produção, área de compras e analistas financeiros Engenharia de Valor Value Engineering Objetivo – reduzir custos desnecessários (desperdícios do lean) incorporando ao produto somente o que for reconhecido pelo cliente. Exige raciocínio inovador com procedimento formal de identificação dos objetivos do projeto Telefone celular Objetivo – comunicação interpessoal Função básica – ouvir e falar com outras pessoas Funções secundárias – agenda, câmera fotográfica, Bluetooth, MP3, calculadora, etc... Engenharia de Valor Value Engineering % Acumulado Função % de Custo do Custo Operações de controle 24,41 24,41 Prover ou restringir movimento 24,48 52,82 Distribuir água 11,09 63,91 Reter água 8,89 72,8 Aquecer água 4,29 77,09 Proporcionar proteção 10,07 87,16 Peças de posicionamento 6,67 93,82 Aparência atraente 6,18 100 A B C A – a função lavagem B – Uma máquina prática “como” C – Um produto vendável Projeto de Produtos e Serviços Ferramentas e Técnicas de Desenvolvimento Engenharia Simultânea Objetivos Reduzir tempo de desenvolvimento, facilitar processos de manufatura, evitar erros de projeto e entender as demandas dos consumidores Envolvidos Projetistas, gerentes de produção, área de compras, analistas financeiros e consumidores Engenharia Reversa Objetivos Entender a montagem de produtos concorrentes e procurar melhorá-los Envolvidos Projetistas, gerentes de produção QFD – Desdobramento da função Qualidade Desdobramento da função qualidade – QFD Técnica desenvolvida no estaleiro Mitsubishi no Japão Amplamente usada no ambiente lean da TOYOTA Serve para incorporar no produto ou serviço as reais necessidades do consumidor QFD “Casa da qualidade” Projeto de um novo produto de sistema de informação QFD – Desdobramento da função Qualidade O quê "requisitos dos consumidores“ Como "características do projeto" Leitura do texto: AVALIAÇÃO E MELHORIA DO PROJETO Para avaliarmos a característica de projeto “Firewalls”, faríamos: 8x9 + 6x1 = 78 QFD – Desdobramento da função Qualidade Basicamente composto por quatro perguntas: 1. Qual é a imagem que você faz quando utiliza nosso produto / serviço? 2. Que características você considera importante para a especificação do produto/ serviço ? 3. Quais reclamações você faz em relação ao produto / serviço sendo oferecido ? 4. Qual aplicação futura você deseja do nosso produto / serviço ? QFD – Desdobramento da função Qualidade Exercício Elaborar uma matriz QFD identificando os requisitos dos clientes para: 1. Produzir uma pipoca saborosa 2. Oferecer um serviço de sauna agradável 3. Oferecer um ótimo pacote de turismo de aventuras 4. Produzir um excelente telefone celular 5. Oferecer um serviço de transporte coletivo Univille – Centro eficiente 6. Produzir uma ótima a ração para cachorro 7. Desenvolver um serviço “delivery”de academia de ginástica com trailer, ônibus, van, etc. Projeto de Produtos e Serviços Ferramentas e Técnicas de Desenvolvimento Engenharia Robusta Objetivos Desenvolver produtos “insensíveis” aos ruídos Envolvidos Projetistas, gerentes de produção e consumidores Projeto Robusto de Produtos e Serviços GENICHI TAGUCHI PROJETO ROBUSTO Desenvolvimento de produtos e serviços com auxílio da Engenharia Robusta Projeto Robusto de Produtos e Serviços Genichi Taguchi Defende a idéia que um projeto deve manter seu desempenho mesmo em condições adversas extremas Ex.: Um telefone deveria funcionar mesmo quando tivesse caído no chão; uma obra de engenharia deveria funcionar mesmo com chuva Vídeos http://www.youtube.com/watch?v=nFM2czO_3ng http://www.youtube.com/watch?v=rOadERbdEA4 http://www.youtube.com/watch?v=nFM2czO_3ng&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=Xx06W6BrcC4 Exemplos: Panasonic Toughbook Notebook Celular Samsung B2100 Seis Sigma – Ferramenta de Projeto Seis Sigma Sigma é a 18ª letra do alfabeto grego e corresponde ao nosso “s”. O termo “Seis Sigma” origina-se do Programa de Qualidade Seis Sigma da Motorola, lançado em 1987. Alcançar o Seis Sigma, segundo Mario Perez-Wilson (Seis Sigma, Qualitymark, 2000), “significa reduzir defeitos, erros ou falhas a zero defeito e/ou reduzir o sigma ou desvio padrão a um valor que permitirá encaixar 12 vezes o valor do sigma entre os limites superior e inferior de especificação, ao mesmo tempo em que se mantém a média o mais próximo possível do meio das especificações”. George Alukal Seis Sigma – Ferramenta de Projeto Originalmente, foi definido como uma métrica para medir defeitos e melhorar a qualidade. É uma metodologia para reduzir os níveis de defeitos abaixo de 3,4 ocorrências por milhão de oportunidades. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto Pode ser definido como uma metodologia Para trabalhar de forma sistêmica na gestão dos desvios para eliminar estes defeitos. O objetivo de 6-Sigma é fornecer performance de classe mundial, confiabilidade e valor para o cliente final. Para gerenciar variações nosprocessos que causam defeitos, definidos como um desvio inaceitável da média, ou objetivo. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto Seis Sigma é uma marca registrada de serviço da Motorola, a qual reportou mais de 17 bilhões de dólares em economias com 6-sigma até hoje. • General Electric - reportou benefícios de mais de 300 milhões de dólares no seu primeiro ano de aplicação • Ford, Caterpillar, Microsoft, Raytheon, Siemens e muitas mais Seis Sigma – Ferramenta de Projeto METODOLOGIA O 6-Sigma tem 2 metodologias chave - DMAIC e DMADV. DMAIC é usado para melhorar um processo de negócios existente. DMADV é usado para criar um novo design de produto ou processo de forma a obter uma performance mais previsível, madura e livre de defeitos. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto DMAIC A metodologia básica consiste nos 5 estágios seguintes: •Definir (Define) formalmente os objetivos de melhoria do processo que sejam consistentes com as demandas do cliente e a estratégia da empresa. •Medir (Measure) para definir as medições base no processo atual para comparação futura. Mapear e medir o processo em questão e coletar os dados necessários do processo. •Analisar (Analyze) para verificar o relacionamento e causalidade dos fatores. Qual é o relacionamento? Há outros fatores que não foram considerados? •Melhorar (Improve) e otimizar o processo em base à análise usando técnicas como desenho de experimentos. •Controlar (Control) o processo com testes piloto, realizar a transição para a produção e depois medir continuamente o processo para garantir que as variações são corrigidas antes de se transformarem em defeitos. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto PAPÉIS REQUERIDOS NA IMPLEMENTAÇÃO O 6-Sigma identifica 5 papéis principais para sua implementação com sucesso: •Liderança Executiva inclui o CEO e outros membros de equipe na alta direção. São responsáveis por implementar uma visão para a implementação do 6-Sigma. Também transferem autoridade aos outros papéis com a liberdade e recursos para explorar novas idéias para melhorias importantes. •Champions são responsáveis pela implementação do 6-Sigma através da organização de maneira integrada. A Liderança Executiva os escolhe da alta gerência. Os Champions também são mentores dos Black Belts. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto •Master Black Belts atuam como especialistas internos para o 6- Sigma na organização. Eles dedicam 100% de seu tempo ao 6- Sigma. Ajudam os Champions e guiam Black Belts e Green Belts. Fora do rigor tradicional da estatística, seu tempo é usado garantindo uma implementação integrada do 6-Sigma nas várias funções e departamentos da empresa. •Black Belts operam abaixo dos Master Black Belts para aplicar a metodologia em projetos específicos. Dedicam 100% de seu tempo ao 6-Sigma. Seu foco primário é a execução de projetos, enquanto Champions e Master Black Belts se enfocam na identificação de projetos para 6-Sigma. •Green Belts são os empregados que participam da implementação do 6-Sigma junto às suas outras responsabilidades no trabalho. Operam sob a supervisão dos Black Belts e os suportam na realização de bons resultados gerais. Seis Sigma – Ferramenta de Projeto EXEMPLOS DE ALGUMAS FERRAMENTAS USADAS •Failure Modes Effects Analysis (Análise de Efeitos de Modos de Falha) •Cost Benefit Analysis (Análise Custo-Benefício) •Customer Output Process Input Supplier Maps •Mapas de Processos •Gráficos •Histogramas •Diagrama de Causa e Efeito ("Espinha de Peixe", ou Ishikawa) •Homogeneidade da Variância •ANOVA •Modelo Linear Geral •Regressão •Correlação •Desenho de Experimentos - Taguchi •Projeto Robusto - Taguchi •Gráficos de Controle Análise de Falhas - FMEA FMEA – Failure Mode and Effect Analysis Técnica utilizada para prevenir ou para analisar não conformidades em projetos, processos e produtos. Análise de Falhas - FMEA • É um sistema lógico que hierarquiza as falhas potenciais e fornece as recomendações para as ações preventivas. • É um processo formal que utiliza especialistas dedicados a analisar as falhas e solucioná-las. Existem três níveis de FMEA: projeto, processo e sistema Análise de Falhas - FMEA FMEA NO PROJETO Destina-se a eliminar as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrentes do projeto. É comumente denominada também de FMEA de produto FMEA NO PROCESSO Focaliza como são consideradas as falhas no planejamento e execução do processo FMEA NO SISTEMA Preocupa-se com as falhas potenciais e gargalos no processo global, da mesma forma que uma linha de produção Análise de Falhas - FMEA A metodologia obedece a sete fases: Fase 1 – A especificação do problema é realizada respondendo ás seguintes perguntas: • O que falhou? • Qual é a falha? • Onde ocorreu a falha? • Quando ocorreu a falha? • Como ocorreu a falha? • Qual é a magnitude da falha? • O que é e o que não é característico da falha? Análise de Falhas - FMEA Fase 2 – Uma vez especificado o problema, devem ser enunciadas as hipóteses de causa. Fase 3 – Verificar cada hipótese com a especificação do problema. Fase 4 – Analisar os controles existentes para impedir a ocorrência das falhas. Análise de Falhas - FMEA Índice 1 10 Ocorrência da falha Remota Muito alta Severidade da falha Mínima Muito grave Detecção da falha Muito grande Muito pequena Risco Multiplicação dos 3 itens Fase 5 – Avaliação dos índices de ocorrência – Risco. NPR = O x S x D Análise de Falhas - FMEA Índice Ocorrência Proporção Cpk 1 Remota 1:1.000.000 Cpk > 1,67 2 3 Pequena 1:20.000 1:4.000 Cpk > 1,00 4 5 6 Moderada 1:1000 1:400 1:80 Cpk <1,00 7 8 Alta 1:40 1:20 9 10 Muito Alta 1:8 1:2 Cpk – coeficiente de capabilidade de processo OCORRÊNCIA DE FALHAS Índice de Capabilidade – Cpk Avaliação do cálculo do índice Processo incapaz: Cpk < 1 Processo aceitável:1 ≤ Cpk ≤ 1,33 Processo capaz: Cpk ≥ 1,33 Avalia com está o desempenho do processo Análise de Falhas - FMEA Índice Severidade Critério 1 Mínima O cliente mal percebe que a falha ocorre 2 3 Pequena Ligeira deterioração no desempenho com leve descontentamento do cliente 4 5 6 Moderada Deterioração significativa no desempenho de um sistema com descontentamento do cliente 7 8 Alta Sistema deixa de funcionar é grande o descontentamento do cliente 9 10 Muito Alta Idem ao anterior porém afeta a segurança SEVERIDADE DA FALHA Análise de Falhas - FMEA Índice Detecção Critério 1 2 Muito grande Certamente será detectado 3 4 Grande Grande probabilidade de ser detectado 5 6 Moderada Provavelmente será detectado 7 8 Pequena Provavelmente não será detectado 9 10 Muito pequena Certamente não será detectado DETECÇÃO DA FALHA Análise de Falhas - FMEA Fase 6 – Desenvolvimento de ações corretivas. Fase 7 – Acompanhamento das ações. Análise de Falhas - FMEA Exemplo: O que falha? Máquina copiadora tipo XEROX 1002 Qual é a falha? Manchas e escurecimento das folhas. Onde a falha está ocorrendo? Nas cópias. Quando a falha está ocorrendo? Após tirar cercade 300 cópias. Como a falha está ocorrendo? Intermitente a partir do momento que inicia a ocorrência da falha. Qual é a magnitude da falha? 90% das cópias. O que existe de diferente entre a peça que falhou e a que não falhou? Com a oura máquina no setor de exportação, os operadores receberam treinamento e existe um programa de manutenção para as máquinas. Causas prováveis: O cilindro de aplicação da máquina está gasto e a máquina não está tendo manutenção adequada. Testes: O operador da máquina da exportação avaliou e verificou que o cilindro está gasto. Ação corretiva: Trocar o cilindro até dia 15/10, treinar o operador e fazer um contrato de manutenção Análise de Falhas - FMEA Importância A metodologia FMEA é importante porque pode proporcionar para a empresa: • uma forma sistemática de se catalogar informações sobre as falhas dos produtos/processos; • melhor conhecimento dos problemas nos produtos/processos; • ações de melhoria no projeto do produto/processo, baseado em dados e devidamente monitoradas (melhoria contínua); • diminuição de custos por meio da prevenção de ocorrência de falhas; • o benefício de incorporar dentro da organização a atitude de prevenção de falhas, a atitude de cooperação e trabalho em equipe e a preocupação com a satisfação dos clientes. Projeto de Produto Lean Todos trabalham para otimizar os processos e produtos, conferindo robustez e qualidade ao produto final (SOBEK II, 1998). A Toyota é mundialmente reconhecida pelo seu inovador sistema de produção (TPS-"Toyota Production System"). O que nem todos ainda perceberam é que grande parte do sucesso atribuído ao TPS tem sua origem em fases anteriores à produção em si, no PROJETO. Projeto de Produto Lean A eliminação dos desperdícios em todas as atividades da empresa, como sabemos, é um dos objetivos fundamentais da filosofia lean. Allen Ward identifica os três mais relevantes desperdícios presentes nos fluxos e atividades envolvidas especificamente com o processo de desenvolvimento de projetos: Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean Dispersão É o desperdício decorrente de mudanças freqüentes no modo de se fazer as coisas. Perde-se conhecimento e know-how adquiridos ao longo do tempo. A toda hora inicia-se uma nova "curva de aprendizagem", requerendo requalificações. O problema pode se agravar à medida que mudanças tornam-se mais constantes e abrangentes. Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean Hands off Causado pela separação entre conhecimento, responsabilidade e autonomia de ação. Muitas empresas separam essas três dimensões, buscando fragmentar as atividades ao máximo, acreditando que quanto maior a divisão do trabalho, melhor. Existem gerentes que detém a responsabilidade, porém não entendem nada sobre design. Especialistas determinam os parâmetros para o design, mas não o fazem. Supervisores de engenharia aprovam as partes, mas não participam do design. Ou, o operador do CAD determina as formas, mas não conhece nada de engenharia e não tem nenhum grau de responsabilidade sobre o desempenho do projeto. Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean Wishful thinking Desperdício decorrente da inadequação de decisões tomadas de forma precipitada, carentes de dados corretos, experimentações e questionamentos adequados. Os projetistas tradicionais frequentemente tomam decisões sem base em dados, causando enormes desperdícios que vão acumulando-se ao longo do tempo. As especificações iniciais de um projeto comumente impõem inúmeras restrições ao longo do ciclo de vida do produto Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean A concepção de um projeto lean deve ser estruturada em um sistema fundamentado em cinco elementos integrados: 1. Foco na criação de valores rentáveis 2. Liderança empreendedora sistêmica 3. Cadência, fluxo contínuo e puxado 4. Times de especialistas responsáveis 5. Engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 1. Foco na criação de fluxos de valor rentáveis O objetivo final de um processo de desenvolvimento lean deve ser o funcionamento pleno de um fluxo de valor rentável. Pensar o produto a ser manufaturado conjuntamente com as operações das quais resultará, é fundamental para que se consiga otimizar a utilização dos recursos, evitando desperdício e garantindo a rentabilidade econômica. Os fluxos envolvidos nos processos de desenvolvimento devem estar orientados para a criação de valor para o cliente final. Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 2. Liderança empreendedora sistêmica Todo o processo de desenvolvimento na Toyota possui um líder empreendedor experiente. A relevância desse líder chama a atenção, pois seu papel permeia praticamente todas as dimensões envolvidas no processo. Esse líder deve conhecer profundamente os desejos e aspirações do cliente final, deve garantir a rentabilidade do projeto, deve administrar impasses, levando a consensos, deve ser oferecer suporte técnico; enfim, deve ser capaz de nortear todo o processo de forma a garantir seu sucesso Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 3. Cadência, fluxo contínuo e puxado Assim como no chão de fábrica, o ritmo cadenciado e a lógica do fluxo contínuo e puxado também são os elementos operacionais essenciais que garantem a agilidade e os baixos custos dos processos de desenvolvimento. Deve-se garantir que a informação e o conhecimento fluam de maneira cadenciada ("takt time"), contínua (sem esperas, sem retornos) e puxada (de acordo com a demanda real da próxima etapa) durante todo o desenvolvimento. A informação certa deve estar disponível no momento certo, no lugar correto e na quantidade adequada. Uma das maiores fontes de desperdícios verificadas nos processo de desenvolvimento diz respeito ao uso incorreto que se faz do conhecimento e da informação gerada Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 4. Times de especialistas responsáveis Especialistas devem ser combinados de forma a comporem equipes multidisciplinares, suficientemente autônomas, co-responsáveis pelo projeto. A tarefa de criar novos conhecimentos, sistematizá-los e comunicá-los ao resto das pessoas envolvidas no projeto fica a critério dos times de especialistas responsáveis. São esses especialistas os responsáveis pela transposição de barreiras tecnológicas e de conhecimento envolvidas na busca de fluxos de valor enxutos e rentáveis. A visão sistêmica de otimização do todo e não das partes é fundamental Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 5. Engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções Os designers da Toyota pensam em termos de conjunto de possíveis alternativas num primeiro momento, e à medida que a data limite para o lançamento do produto se aproxima, esse conjunto de alternativas vai sendo reduzido. As possíveis soluções vão se afunilando. O que se mostra inviável é descartado e o que resta continua a ser estudado. O resultado final, portanto, não fica sujeito a mudanças. A solução é definitiva Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 5. Engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções (cont.) Informações mesmo incompletas, não definitivas e antecipadas são passadas paraos fornecedores, que seguem o mesmo método: apresentam uma gama de soluções e, junto com a montadora, vão descartando as alternativas que se mostram menos viáveis. A relação da Toyota com seus fornecedores é bastante peculiar com parcerias efetivas, e usa a sua cadeia de fornecedores como fonte de conhecimento e melhoria de competitividade Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean 5. Engenharia simultânea baseada em conjuntos de possíveis soluções (cont.) Para que conceber o produto nos mínimos detalhes, sem considerar as restrições a que estarão sujeita a manufatura desse produto? Desperdícios mais relevantes no desenvolvimento de projetos Lean O "Aprendizado Emergente" está implícito nessa dinâmica, pois trata-se de saber gerir o conhecimento acumulado com as experiências, ao longo do tempo. Não se reinventa a roda a cada novo projeto. Dá-se enorme importância às lições aprendidas, que não se perdem. Projeto de Produto Lean Poka Yoke A expressão japonesa poka yoke, que, traduzida com certa liberdade, significa à prova de erros, engloba os conceitos desenvolvidos por Shingo na década de 60. Inicialmente, a técnica era direcionada à identificação dos potenciais erros que poderiam ocorrer durante o processo de fabricação, buscando eliminá-los o mais próximo possível de suas causas, através da adoção de dispositivos capazes de detectar os erros imediatamente após sua ocorrência, corrigindo-lhes as causas. Assim, os erros não se tornariam defeitos. Posteriormente introduziu-se seu conceito a utilização do produto pelo usuário final, introduzindo-se especificações no projeto para sua utilização a prova de erros. Poka Yoke Dispositivos Poka Yoke
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