Livro 02

Prévia do material em texto

DESENVOLVIMENTO 
DE PRODUTOS
Roberto Guedes de Nonohay
Métodos para 
detalhamento do produto
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Diferenciar projeto detalhado de projeto conceitual.
 � Selecionar métodos adequados para detalhamento do produto.
 � Estabelecer a documentação técnica do produto.
Introdução
Para produzir um produto, a empresa necessita de informações detalhadas 
sobre ele, que atendam, ao mesmo tempo, aos requisitos de produção, às 
necessidades de sua comercialização e às necessidades dos consumidores 
finais. Dessa forma, o detalhamento do produto é fundamental para evitar 
falhas no processo de produção.
Neste capítulo, você verá o conceito de projeto detalhado, os métodos 
utilizados para o detalhamento do produto e a documentação técnica 
para o detalhamento do produto.
Projeto detalhado
Durante o Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP), diversas atividades 
de projeto são realizadas sem a existência física do produto, quer na forma 
de modelos simulados, quer na forma de protótipos. Essas atividades fazem 
parte dos projetos informacional e conceitual. Nestas duas etapas do PDP, a 
equipe se preocupa em transformar uma ideia na descrição e concepção do 
produto, estabelecendo suas metas e especificações gerais para atender às 
necessidades do usuário, sem entrar no detalhamento final necessário sua 
produção (ROZENFELD et al., 2006).
Já o projeto detalhado deve fornecer todas as informações necessárias 
para a produção e comercialização do novo produto, sem perder o foco nas 
necessidades e desejos do consumidor final. Essa perspectiva ampliada do 
produto leva ao estabelecimento de demandas adicionais relacionadas de 
forma indireta com o produto propriamente dito. Por exemplo, atendimento 
pós-venda, instalação e manutenção do produto, reciclagem e logística reversa, 
entre outras (GEHLEN, 2015).
É preciso ter em mente que um produto não é mais somente uma entidade 
física que deve atender a requisitos também físicos, mas um conjunto de bens 
e serviços tangíveis e intangíveis. Consequentemente, a equipe do projeto 
detalhado deve apresentar profissionais experientes e qualificados para avaliar 
os conceitos estabelecidos e transformá-los em especificações de produto e 
serviço associados (GEHLEN, 2015).
A transformação do projeto conceitual em projeto detalhado pode envolver 
o uso de: protótipos virtuais (simulação) e físicos, normalmente a combinação 
dos dois, e testes diversos, tais como de desempenho e de atendimento às 
diversas normas e à legislação do local de consumo. A definição do protótipo 
e de seus respectivos testes envolve o uso de técnicas diversas, muitas vezes, 
já utilizadas no projeto conceitual.
Figura 1. Modelo de PDP.
Fonte: Rozenfeld et al. (2006).
Métodos para detalhamento do produto2
O moderno desenvolvimento de produtos utiliza a abordagem por processos. Desta 
maneira, atividades que seguiam a lógica sequencial, agora são trabalhadas de maneira 
simultânea, ou seja, a fronteira entre o projeto conceitual e o projeto detalhado é muito 
tênue e muitas vezes ocorrem revisões do conceito do produto devido ao desempenho 
apresentado durante o detalhamento. Saiba, também, que a definição da embalagem 
faz parte do desenvolvimento do produto (GEHLEN, 2015).
Métodos para o detalhamento do produto
O engenheiro de produto tem à sua disposição um elenco de métodos para trans-
formar o projeto conceitual em um produto detalhado tecnicamente. O projeto 
conceitual fornece diversas possibilidades em termos de materiais, dimensões 
e processos produtivos que poderão ser aplicados, ou não, no detalhamento do 
produto e no processo produtivo final. A grande maioria permite a utilização em 
produtos e serviços já existentes e em outras áreas da Engenharia de Produção, 
como por exemplo, na Gestão da Qualidade (GEHLEN, 2015).
A existência de muitos métodos diferentes à disposição da equipe de desen-
volvimento, faz com que seja necessária uma seleção. Normalmente, a cultura 
organizacional existente orienta nesta seleção que, por exemplo, as empresas 
do ramo automotivo e aeroespacial já incorporem, em seus diversos processos, 
a cultura da prevenção de falhas. Portanto, as técnicas de análise de falhas, 
no projeto de novos produtos, são utilizadas de forma intensa.
Dessa maneira, faz parte do processo de desenvolvimento de um produto 
a seleção dos métodos que serão utilizados pela organização. A utilização de 
todos os métodos disponíveis é inviável devido ao seu grande número. Também 
por este motivo, não serão apresentados todos os métodos existentes, porém, 
será abordada uma seleção com os métodos principais, como: Desdobramento 
da Função Qualidade (QFD), Análise de Falhas, Experimentação planejada e 
Projeto para montagem/manufatura (GEHLEN, 2015). 
Desdobramento da Função Qualidade 
(QFD - Quality Function Deployment )
O método Desdobramento da Função Qualidade foi desenvolvido na década de 
1960, no Japão, pelo Dr. Yoji Akao, devido aos problemas na construção de navios 
no estaleiro da Mitsubishi Heavy Industries. É um dos métodos mais robustos 
3Métodos para detalhamento do produto
dentre os disponíveis aos engenheiros de produto para transformar a concepção 
de um produto em especificações técnicas e de manufatura (ESTORILIO, 2007), 
ou seja, pode ser aplicado desde o projeto conceitual até o projeto detalhado.
Akao define o QFD como sendo a conversão das necessidades dos clientes 
em especificações técnicas e de produção do produto acabado, por meio de 
desdobramentos sistemáticos das relações entre as necessidades do consumidor 
e as especificações do produto (ESTORILIO, 2007).
Rozenfeld et al, (2006) fornecem uma definição mais abrangente para o 
QFD, como método sistemático para projetar a qualidade de um produto ou 
serviço. Transforma as necessidades (e/ou desejos) do cliente em características 
técnicas do produto ou serviço. O método QFD é estruturado a partir de seus 
elementos básicos: tabelas, matrizes e no modelo conceitual.
As tabelas são os elementos iniciais e mais flexíveis do QFD, podem apre-
sentar as informações necessárias no formato que a equipe de desenvolvimento 
julgar mais adequado. Quando utilizada a abordagem por processo, uma tabela 
poderá conter dados de entrada e de saída (GEHLEN, 2015).
Já as matrizes resultam do relacionamento entre duas tabelas. A utilização de 
matrizes desdobradas de forma sucessiva, permite que a equipe de desenvolvi-
mento transforme o projeto informacional em um produto pronto para produção 
e comercialização. Nas matrizes são estabelecidas as relações de conversão 
mencionadas por Akao: extração, relação ou correlação e conversão. 
Figura 2. Matriz com relações básicas
Fonte: Pereira (2009).
No modelo conceitual, é estabelecida a sequência de desdobramentos. 
Normalmente, é uma das primeiras atividades do método e a equipe de de-
senvolvimento deve decidir quais características serão desdobradas. 
Métodos para detalhamento do produto4
Figura 3. Modelo conceitual.
Fonte: Pereira (2009).
O primeiro desdobramento do método é a chamada casa da qualidade, 
é considerada a matriz mais importante por conter a voz do cliente e inicia o 
desdobramento dos seus requisitos em especificações técnicas do produto e do 
processo produtivo (ESTORILIO, 2007). A casa da qualidade é composta de 
elementos provenientes da voz do cliente, que são relacionados na matriz de 
relação com a voz da empresa. Na matriz de relação, é mostrada a influência 
de cada uma das vozes sobre o produto em desenvolvimento, uma vez que 
ela é formada pela interseção da tabela dos requisitos do cliente com a tabela 
dos requisitos da empresa. 
O modelo conceitual mostra o desdobramento da casa da qualidade nas 
demais matrizes do método. Após o preenchimento da casa da qualidade, a 
equipe de desenvolvimento desdobra os requisitos do projeto para estabelecer 
os requisitos dos componentes. Na segunda matriz, os dados de saídada casa 
da qualidade tornam-se seus dados de entrada, reforçando a abordagem por 
processo adotado pelo QFD. Desta maneira, os requisitos dos componentes 
fornecem os dados de entrada da terceira matriz, que os desdobra nos requisitos 
do processo produtivo que são desdobrados na quarta matriz que tem como 
dado de saída o planejamento da produção (GEHLEN, 2015). 
5Métodos para detalhamento do produto
Análise do Modo e Efeito da Falha 
(FMEA - Failure Mode and Effect Analisys)
Assim como o método QFD, a técnica FMEA também foi desenvolvida na 
década de 1960, porém, o seu objetivo era aprimorar a confiabilidade de um 
produto inédito: os veículos espaciais que a NASA estava desenvolvendo. É 
uma das ferramentas mais importantes no desenvolvimento de novos produtos 
e processos por sua fácil utilização, e o registro das diversas decisões estabele-
cidas ao longo do processo evita falhas que possam afetar o consumidor final.
O manual de FMEA (INSTITUTO..., 2013) estabelece que a FMEA é um 
método sistemático que torna possível à equipe de projetos reconhecer e avaliar 
falhas potenciais, identificar ações para eliminar ou reduzir a ocorrência dessa 
falha potencial e documentar o processo. Esse método pode ser utilizado de 
forma integrada com outros métodos de desenvolvimento de produtos.
Amaral e Toledo (2000) estabeleceram que o método FMEA é aplicado tanto 
no desenvolvimento do produto, como no processo de produção. Enquanto a 
FMEA de produtos (DFMEA) considera falhas potencias do produto, a FMEA 
de processo (PFMEA) considera falhas potenciais de processo com impacto 
sobre o desempenho do produto.
Ambos os tipos aplicam a mesma metodologia para identificar e avaliar 
as falhas em potencial.
 Na identificação de uma falha, são estabelecidas as funções do produto 
ou processo, quais os tipos de falha, seus efeitos sobre o consumidor e, final-
mente, suas causas.
Já na etapa de avaliação, são estabelecidos os índices de severidade, ocorrência 
e detecção de cada falha potencial. Os índices são estabelecidos pela equipe 
de projeto, a partir de tabelas específicas para cada tipo de FMEA. As tabelas 
apresentam índices numéricos de 1 a 10, de acordo com o tipo de avaliação que 
está sendo realizada. De posse dos índices de severidade (S), ocorrência (O) e 
detecção (D), a equipe de projeto poderá calcular o índice de prioridade de risco 
– RPN – pelo produto dos três índices: RPN = S 3 O 3 D (GEHLEN, 2015).
A avaliação de um índice deve ser independente dos demais, por exemplo, 
a avaliação do índice de detecção não deve ser influenciada pelos índices 
de severidade e ocorrência, e vice-versa. Da mesma forma, recomenda-se 
a utilização dos índices estatísticos Cp e Cpk para determinar o índice de 
ocorrência na PFMEA (AMARAL; TOLEDO, 2000).
O índice de severidade de uma falha estabelece o impacto dela sobre 
o consumidor final ou sobre a próxima etapa do processo (inclusive sobre 
o operador do processo). A determinação do índice de severidade leva em 
Métodos para detalhamento do produto6
consideração o nível de satisfação do usuário, a presença de alerta de falha e 
os impactos sobre a legislação e a segurança. O maior índice de severidade 
deverá ser o escolhido em qualquer situação. Da mesma forma, a priorização 
das ações corretivas utilizará como critério a presença de altos índices de 
severidade e o valor do RPN (INSTITUTO..., 2013).
Experimentação planejada
A etapa de detalhamento de um produto apresenta, com muita regularidade, 
situações com várias alternativas técnicas que têm o potencial de atender, de 
forma satisfatória, às mesmas demandas. O método tradicional de tentativa 
e erro pode levar a uma decisão sem embasamento técnico ou levar tempo 
demasiado, prejudicando o cronograma. Nesta situação, a utilização de méto-
dos de experimentação planejada – DOE (do inglês Design of Experiment) 
encaminha a decisões com embasamento técnico estatístico, além de consumir 
menos tempo do desenvolvimento do produto (GEHLEN, 2015). 
A utilização do planejamento de experimentos tem dois objetivos prin-
cipais (ROZENFELD, 2014): criar um produto com desempenho funcional 
superior e mais robusto e reduzir o tempo e o custo do desenvolvimento. O 
método exige a utilização intensa de estatística e base de cálculos, associado 
ao conhecimento técnico da equipe de desenvolvimento. 
Devido à grande dependência de técnicas estatísticas, o planejamento de 
experimentos pode apresentar diversas formas de acordo com os diversos 
autores da área, porém, os métodos com maior aplicação concentram-se em 
três grandes grupos (GEHLEN, 2015):
1. Blocos: aplicado quando os fatores envolvidos são conhecidos, porém, 
sua variabilidade deve ser controlada. Podem levar em consideração 
ou não a existência de interações. O método de Placket-Burmann é um 
exemplo deste tipo de experimentação.
2. Quadrados latinos e Greco-latinos: aplicados quando os resultados do 
fator de interesse em estudo podem ser afetados por fontes de variação 
ou outras variáveis experimentais. Não considera as interações entre 
as variáveis.
3. Experimentos fatoriais: aplicado quando vários fatores serão estudados 
de forma simultânea em dois ou mais níveis e suas interações devem 
ser consideradas. O método de Taguchi é um exemplo deste grupo.
7Métodos para detalhamento do produto
Apesar dos diferentes métodos à disposição da equipe de desenvolvimento, 
todos apresentam algumas características em comum (ROZENFELD, 2014):
a) Variáveis controladas ou dados de entrada: fatores (L).
b) Faixas de valores para a variação dos fatores: níveis (k).
c) Dados de saída, resultado da variação nos dados de entrada: variável 
resposta. 
Projeto para manufatura/montagem (DFA - Design 
for Manufacturing – DFM e Design for Assembly)
Os métodos do Projeto para manufatura e projeto para montagem (do inglês, 
– DFA) têm aplicação voltada para a área industrial. A sigla DFAM é utilizada 
quando a equipe de projeto trabalha de forma integrada com os dois conceitos. 
O método foi desenvolvido no século XIX, pelo exército norte-americano 
na fabricação de armamentos padronizados e com peças intercambiáveis 
(BARBOSA, 2007).
Os princípios de trabalho aplicados ao DFA e DFM são (BARBOSA, 2007): 
simplicidade, abordagem modular, padronização de componentes, ajuste de 
tolerâncias e adequação ao nível de produção.
A partir dos princípios elencados, foram estabelecidas algumas regras 
práticas para a aplicação do DFA/DFM (NAVEIRO, 2007): reduzir o número 
de peças, fabricação de baixo custo, adequação do produto ao processo de 
fabricação, evitar cantos vivos, ferramentas padronizadas e de uso geral, além 
da redução de peso. 
Figura 4. DFM: Redução do número de peças.
Fonte: Adaptada de Boothroyd, Dewhurst e Knight (2002).
A utilização de montagens automatizadas não inviabiliza a aplicação 
do DFA, considerando que montagens manuais complexas também serão 
complexas quando automatizadas.
Métodos para detalhamento do produto8
Atualmente, o método DFA/DFM foi ampliado para projeto para X, em que X assume 
diversas abordagens, como por exemplo, ambiente, custo, qualidade, entre outras ou 
pode ser substituído pela palavra inglesa excelence, com todos os esforços aplicados 
para atingir a excelência do produto e de seu processo produtivo em todos os aspectos, 
gerando a sigla DFX (NAVEIRO, 2010).
A FMEA de processo considera que o processo produtivo opera de forma previsível, 
portanto, a determinação de seu desempenho é importante, por isso a necessidade 
de se calcular os índices Cp/Cpk, em que Cp indica a variação do processo em relação 
ao especificado e Cpk indica o desvio em relação à média (GEHLEN, 2015).
9Métodos para detalhamento do produto
Detalhamento do produto
O detalhamento do produto consiste, na prática, na sua definição técnica, ou 
seja, no estabelecimento das especificações de engenharia que permitam a sua 
inspeção, fabricação e avaliação do desempenho esperado pelo consumidor 
(GEHLEN, 2015). 
A atividadeindustrial gera a necessidade da existência de documentos 
relacionados diretamente ao produto e outros relacionados ao processo pro-
dutivo (GEHLEN, 2015): desenho do produto, normas técnicas, desenho de 
componentes, folhas de processo, plano de controle, fluxogramas, entre outros.
Além da documentação de uso industrial, existe uma série de documentos 
que deve ser preparada pela equipe de desenvolvimento, pois será utilizada 
pelo consumidor quando da instalação e do uso do produto, como por exem-
plo: manual do proprietário, manual do usuário, bula, informações sobre uso 
seguro, etiqueta, entre outros (GEHLEN, 2015).
Testes do produto
Para completar o detalhamento técnico do produto, deve constar no desenho 
as normas que foram utilizadas para estabelecer o seu desempenho adequado. 
Geralmente, é utilizada uma combinação de normas internacionais, como as 
normas ISO, nacionais com aceitação internacional, como é o caso das normas 
ASTM e DIN, com as normas específicas da organização que desenvolve o 
produto ou estão adquirindo (GEHLEN, 2015). 
Os testes de produto, devem abranger todas as características estabelecidas no 
projeto conceitual, garantindo que sejam devidamente atendidas. Os testes podem 
envolver verificações dimensionais, funcionais, de desempenho do produto, 
entre outras. Todas as especificações devem constar na documentação técnica, 
quer na forma de notas, quer como normas elencadas no desenho detalhado.
Documentação técnica do produto
O desenho de produto associado às normas técnicas utilizadas no seu desen-
volvimento, constituem a documentação técnica, diretamente, relacionada 
ao desempenho do produto. É por intermédio destes documentos que serão 
acessadas todas as informações necessárias para a manufatura, avaliação e 
eventuais alterações no produto. A utilização de softwares de dimensionamento 
de produto permitem, por exemplo, a integração do desenho com o processo 
de manufatura via sistemas CAD/CAM (GEHLEN, 2015).
Métodos para detalhamento do produto10
Apesar da grande variação entre os modelos de desenho adotados pelas 
diferentes organizações, alguns elementos em comum são encontrados, por 
exemplo: data de validade e assinatura de aprovação. Também fazem parte do 
desenho de produto a indicação das características críticas e significativas, ou 
seja, aqueles elementos do produto cuja variação poderá afetar o desempenho 
do produto ou a segurança do usuário. Normalmente, são estabelecidas durante 
a preparação da FMEA.
O dimensionamento geométrico, a definição do material, bem como as 
suas tolerâncias e demais características do produto são estabelecidas com o 
uso de diversos métodos de detalhamento do produto, como por exemplo, a 
aplicação integrada do QFD com DOE, FMEA e DFA/DFM.
De forma geral, o desenho de produto apresenta a lista de materiais, lista 
de componentes, sua escala, campo para notas e indicação de alterações, além 
das já mencionadas posições de validade e aprovação. 
Um exemplo clássico da utilização do QFD pela indústria automotiva. Especificamente, 
a Toyota Motor Company, em suas plantas japonesas, conseguiu reduzir o custo e o 
tempo de desenvolvimento de um novo veículo em mais de 20%. Da mesma forma, a 
Xerox Corporation e a Ford Motor Company, ambas nos EUA, utilizam de forma intensa a 
ferramenta no aprimoramento de seus produtos e processos (GEHLEN, 2015).
11Métodos para detalhamento do produto
AMARAL, D.C.; TOLEDO, J.C. FMEA: análise do tipo e efeito da falha. São Carlos: UFS-
CAR, 2000.
BARBOSA, G. F. Aplicação da metodologia DFMA: Design for Manufacturing and As-
sembly no projeto e fabricação de aeronaves. 165 f. 2007. Dissertação (Mestrado em 
Engenharia Mecânica) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2007.
BOOTHROYD, G.; DEWHURST, P.; KNIGHT, P. Product Design for Manufacture and Assembly. 
2. ed. Ohio: Loan Marinescu, 2002.
ESTORILIO, C. QFD Desdobramento da Função Qualidade: notas de aula. Curitiba: 
UTFPR, 2007.
NAVEIRO, R. M. Projeto do Produto. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010.
GEHLEN, R.Z.C. Gerenciamento de Projetos e Desenvolvimento de Produtos. Canoas: Ed. 
ULBRA. 2015.
INSTITUTO DE QUALIDADE AUTOMOTIVA. Manual: análise do modo e efeitos de falha 
potencial. 4. ed. São Paulo: IQA, 2013.PEREIRA, M. A. Gestão da Qualidade: notas de 
aula. Lorena: EEL/USP, 2009. Disponível em: <http://www.marco.eng.br/qualidade/
aulas/Aula-08-QFD-Parte-01.pdf >. Acesso em: 06 nov. 2017.
ROZENFELD, H. Planejamento de Experimentos (DOE). São Paulo: USP, 2014. Dispo-
nível em: <http://www.portaldeconhecimentos.org.br/index.php/por/Conteudo/
Planejamento-de-Experimentos-DOE>. Acesso em: 06 nov. 2017. 
ROZENFELD, H. et al. Gestão de desenvolvimento de produtos: uma referência para a 
melhoria do processo. São Paulo: Saraiva, 2006.
12Métodos para detalhamento do produto