( PDF ) Desenvolvimento de um conjunto de diretrizes e ferramenta computacional para endereçar o parâmetro de mantenabilidade no PDP

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS DE CURITIBA

DEPARTAMENTO DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA

E DE MATERIAIS - PPGEM

ANDRE DIOGO MOSCHETO

DESENVOLVIMENTO DE UM CONJUNTO DE

DIRETRIZES E FERRAMENTA COMPUTACIONAL

PARA ENDEREÇAR O PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP

DISSERTAÇÃO

CURITIBA

2009

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ANDRE DIOGO MOSCHETO

DESENVOLVIMENTO DE UM CONJUNTO DE

DIRETRIZES E FERRAMENTA COMPUTACIONAL

PARA ENDEREÇAR O PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP

Dissertação apresentada como requisito parcial

à obtenção do título de Mestre em Engenharia,

do Programa de Pós-Graduação em

Engenharia Mecânica e de Materiais, Área de

Concentração em Engenharia de Manufatura,

do Departamento de Pesquisa e Pós-

Graduação, do Campus de Curitiba, da

UTFPR.

Orientador: Prof. Carlos Cziulik, Ph. D.

CURITIBA

NOVEMBRO - 2009

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TERMO DE APROVAÇÃO

ANDRE DIOGO MOSCHETO

DESENVOLVIMENTO DE UM CONJUNTO DE

DIRETRIZES E FERRAMENTA COMPUTACIONAL

PARA ENDEREÇAR O PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP

Esta Dissertação foi julgada para a obtenção do título de mestre em engenharia,

área de concentração em engenharia de manufatura, e aprovada em sua forma final

pelo Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais.

_________________________________

Prof. Giuseppe Pinttaúde, Dr. Eng.

Coordenador de Curso

Banca Examinadora

______________________________ ______________________________

Prof. Nelson Back, Ph.D. Prof. Osíris Canciglieri Júnior, Ph. D.

(UFSC) (PUC-PR)

______________________________ ______________________________

Prof. José Aguiomar Foggiatto, Dr. Eng. Prof. Carlos Cziulik, Ph. D

(UTFPR) (UTFPR)

Curitiba, 26 de novembro de 2009

BIOGRAFIA DO AUTOR

Andre Diogo Moscheto, nascido em 1979, é formado como Técnico Mecânico

no CEFET-PR (1999) tendo recebido um Diploma de Menção Honrosa por haver se

distinguido como melhor aluno de curso. Em 2004, formou-se como Engenheiro de

Controle e Automação na PUC-PR, tendo o seu trabalho de conclusão de curso

reconhecido com a terceira colocação na competição internacional XPLORE New-

Automation Award 2005. Trabalha desde 1997 em uma indústria automotiva

multinacional focada na produção e desenvolvimento de veículos comerciais

(caminhões e ônibus), atuando em diversas funções relacionadas ao Suporte ao

Produto (redator técnico, engenheiro de diagnóstico e coordenador de planejamento

de peças de reposição e métodos de serviço). Atualmente, exerce a função de

engenheiro da qualidade na divisão de Powertrain desta companhia focando na

assistência técnica de componentes do trem-de-força de veículos comerciais em

campo e em desenvolvimento de novos produtos.

AGRADECIMENTOS

Carlos Cziulik, pela confiança e orientação ao longo da dissertação.

Gustavo Giacomel, por toda a dedicação e ajuda ao longo deste estudo.

Amigos e colegas da vida profissional, por fazerem parte da construção do

conhecimento aqui registrado.

Minha família, pela compreensão nos momentos de ausência.

Meu pai, por dividir as suas experiências que tanto contribuíram para este trabalho.

Minha mãe e sogra, pelo suporte com a filha recém-nascida.

Gabriela e Eduarda, esposa e adorada filha, por estarem sempre presentes.

MOSCHETO, Andre Diogo, Desenvolvimento de um Conjunto de Diretrizes e

Ferramenta Computacional para Endereçar o Parâmetro de Mantenabilidade no

PDP, 2009, Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Programa de Pós-graduação

em Engenharia Mecânica e de Materiais, Universidade Tecnológica Federal do

Paraná, Curitiba, 229p.

RESUMO

Apesar da mantenabilidade ser lembrada como um parâmetro importante

dentro do Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP), acredita-se que a forma

da realização da manutenção do produto não seja devidamente considerada pelos

engenheiros de desenvolvimento. Quer dizer, embora o tema seja relevante, faltam

subsídios para que a equipe de desenvolvimento esteja capacitada para

compreender e assegurar a entrega de desejos/demandas da mantenabilidade no

produto final. O presente trabalho tem como objetivos a proposição de um conjunto

de diretrizes, um modelo e uma ferramenta que auxiliem a correta inclusão do

parâmetro de mantenabilidade no PDP, guiando o grupo de projeto a tratar

corretamente este tópico durante todo o ciclo de desenvolvimento de um produto. A

metodologia para alcançar estes objetivos está ancorada em três pontos principais: i/

estudo da literatura sobre o tema; ii/ conhecimento da forma como este parâmetro

está sendo aplicado na prática; iii/ conversão da prática e da literatura em um

modelo/ferramenta de endereçamento da mantenabilidade. Com este corpo de

conhecimento, foi possível conceber um modelo que demonstra em que momentos a

mantenabilidade deve ser considerada no PDP, e como as ações devem ser

implementadas através da aplicação de uma ferramenta computacional criada em

ambiente CAD, com o auxílio de um conjunto de diretrizes e uma análise de custo-

benefício que considere aspectos do pós-venda. A proposta da dissertação foi

testada através da apresentação do conceito da ferramenta para um grupo

experiente de profissionais em PDP. Através da coleta de respostas em um

questionário de avaliação proposto, pode-se determinar que os resultados obtidos

indicam que a abordagem utilizada pela ferramenta e modelo possuem grande

potencial para melhorar a consideração da mantenabilidade durante o PDP.

Palavras-chave: Mantenabilidade, PDP, DFMT.

MOSCHETO, Andre Diogo, Development of Directives Set and a Computational

Tool to Address Maintainability Parameter during PDP, 2009, Dissertação

(Mestrado em Engenharia) - Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica

e de Materiais, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 229p.

ABSTRACT

Although maintainability is regarded as an important design parameter during

Product Development Process (PDP), it is believed that the actual product

maintenance is not properly considered by development engineers. In other words,

even though this topic is relevant, there is lack of subsidies for the development team

in order to comprehend and assure the inclusion of maintainability desires/demands

in the final product. The current research has the objective to propose a set of

directives, a model and a software tool to support a suitable maintainability

consideration during PDP, by guiding the project team to address this matter along

the whole product development cycle. The approach to fulfill these aims is based on

three major areas: i/ study literature available; ii/ get to know how this parameter is

applied in practice; iii/ converge theory and practice into a model/tool to address

maintainability. With this body of knowledge, it was possible to create a model which

declares in which moment maintainability should be considered during PDP, and how

all maintainability actions can be implemented through a computer tool, together with

a directives set and trade-off analysis which considers aftermarket issues. This

research concept was validated through a presentation given to an experienced

group of PDP professionals. By collecting a proposed questionnaire’s answers, it was

possible to infer that results gathered indicate that model/tool have great potential to

enhance maintainability considerations during PDP.

Keywords: Maintainability, PDP, DFMT

LISTA DE FIGURAS

Figura 1.1 – Manutenção de um veículo comercial ...................................................24

Figura 1.2 – Visibilidade do custo total de um produto..............................................27

Figura 1.3 – Desenvolvimento com consideração da mantenabilidade.....................29

Figura 2.1 – Custo do ciclo de vida do produto .........................................................33

Figura 2.2 – Disponibilidade e tipos de manutenções. ..............................................34

Figura 2.3 – Diferentes níveis de intervenção para realizar a manutenção do produto

...........................................................................................................................37

Figura 2.4 – Manutenção organizacional – exemplo de acesso................................38

Figura 2.5 – Manutenção intermediária – troca de filtro (B) com auxílio da ferramenta

especial (A) ........................................................................................................39

Figura 2.6 – Conceito de Disponibilidade / Indisponibilidade ....................................42

Figura 2.7 – Razão da indisponibilidade durante os reparos ....................................43

Figura 2.8 – Mantenabilidade incorretamente endereçada .......................................44

Figura 2.9 – Combinação série/paralelo de confiabilidade........................................46

Figura 2.10 – Alocação de componentes utilizando o método FRCM.......................47

Figura 2.11 – Espaços requerido para uma posição de trabalho ..............................48

Figura 2.12 – Espaço requerido para uso de ferramentas universal em janela de

acesso................................................................................................................49

Figura 2.13 – Espaço requerido para uso de ferramenta universal...........................49

Figura 2.14 – Revisão do protótipo virtual.................................................................53

Figura 2.15 – Evolução da modelagem em CAD ao longo do PDP ..........................54

Figura 2.16 – Proposta esquemática de integração de equipes multidisciplinares via

modelos em CAD ...............................................................................................55

Figura 2.17 – Compressor de veículo comercial .......................................................56

Figura 2.18 – Compressor com rota de saída solidificada (swept volume) ...............56

Figura 2.19 – Manutenção com diversas cabeças de parafusos...............................60

Figura 2.20 – Modelo virtual de ferramenta...............................................................60

Figura 2.21 – Projeto orientado para a Serviçabilidade.............................................62

Figura 2.22 – Projeto orientado para a Suportabilidade ............................................64

Figura 2.23 – Definição dos DFX’s acerca da mantenabilidade................................67

Figura 2.24 – Divisão do tempo de reparo ................................................................69

Figura 2.25 – Ferramenta especial............................................................................71

Figura 2.26 - Processo de Desenvolvimento do Produto ..........................................79

Figura 2.27 - Vida útil de um Produto........................................................................80

Figura 2.28 - Processo de Desenvolvimento do Produto ..........................................81

Figura 2.29 – Evolução da modelagem no PDP........................................................82

Figura 2.30 – Momento de aplicação de ferramentas no PDP..................................91

Figura 2.31 – Troca de óleo de um veículo com a necessidade de remoção do

protetor de cárter (P)..........................................................................................93

Figura 2.32 – Manutenção de compressor de ar – dificuldade na remontagem por

falta de poka-yoke..............................................................................................94

Figura 2.33 – Motor Diesel – ajuste de válvulas na parte inferior dificulta a

manutenção .......................................................................................................95

Figura 2.34 – Exemplo de utilização da lógica Fuzzy na mantenabilidade ...............96

Figura 2.35 – Exemplo de Matriz Semântica.............................................................98

Figura 2.36 – Exemplo de wave propagation..........................................................100

Figura 2.37 – Definição da rota de saída ................................................................100

Figura 2.38 – Influência de remoção no algoritmo de WP.......................................101

Figura 2.39 – Análise de desmontagem..................................................................102

Figura 3.1 – Modelo de consideração do parâmetro de mantenabilidade no PDP .105

Figura 3.2 – Área de foco desta investigação .........................................................106

Figura 3.3 – Área de foco diretamente relacionada ao ganho de acesso ...............107

Figura 3.4 – Brainstorming sobre fatores ligados a acessibilidade..........................108

Figura 3.5 – Mantenabilidade durante a fase de Esclarecimento da Tarefa ...........109

Figura 3.6 – MTTR da troca de uma lâmpada do farol dianteiro .............................112

Figura 3.7 – Mantenabilidade no projeto conceitual ................................................113

Figura 3.8 – Vantagens da padronização................................................................115

Figura 3.9 – Utilização do banco de dados de peças..............................................116

Figura 3.10 – Menu principal da ferramenta de mantenabilidade............................118

Figura 3.11 – Menu de composição do produto ......................................................119

Figura 3.12 – Peças novas sendo selecionadas na ferramenta de mantenabilidade

.........................................................................................................................119

Figura 3.13 – Peças novas sendo selecionadas pela ferramenta de mantenabilidade

para se obter destaque ....................................................................................120

Figura 3.14 – Peças existentes sem reposição selecionadas na ferramenta de

mantenabilidade...............................................................................................120

Figura 3.15 – Peças existentes com reposição selecionadas na ferramenta de

mantenabilidade...............................................................................................121

Figura 3.16 – Diferentes tipos de cabeça de parafusos ..........................................121

Figura 3.17 – Variados tamanhos de parafusos......................................................122

Figura 3.18 – Ferramenta especial (A) e universal (B)............................................123

Figura 3.19 – Menu da ferramenta para iniciar a análise de ferramental ................125

Figura 3.20 – Análise de ferramental baseada na quantidade de elementos de

fixação..............................................................................................................126

Figura 3.21 – Listagem dos elementos de fixação apresentada na ferramenta de

mantenabilidade...............................................................................................127

Figura 3.22 – Lista de componentes em sistemas CAD..........................................128

Figura 3.23 – Menu para análise de componentes-chave na ferramenta de

mantenabilidade...............................................................................................136

Figura 3.24 – Inclusão da taxa de falha global do produto por parte do projetista ..136

Figura 3.25 – Destaque sobre os componentes-chave do projeto ..........................137

Figura 3.26 – Destaque em apenas um componente-chave do produto.................138

Figura 3.27 – Seleção da função de análise de posicionamento ............................138

Figura 3.28 – Analogia com sistemas de elementos finitos.....................................139

Figura 3.29 – Análise de posicionamento de um componente sob o ponto de vista da

mantenabilidade...............................................................................................140

Figura 3.30 – Análise de posicionamento de todos os componentes-chave do

produto.............................................................................................................140

Figura 3.31 – Análise de posicionamento de um rolamento....................................141

Figura 3.32 – Componentes que devem ser desmontados para acessar o

componente-chave...........................................................................................142

Figura 3.33 – Incremento da confiabilidade gerando melhoras no indicador de

mantenabilidade...............................................................................................142

Figura 3.34 – Melhora da acessibilidade gerando melhoras no indicador de

mantenabilidade...............................................................................................143

Figura 3.35 – Tampa traseira não incluída na lista de componentes para a remoção

do rolamento ....................................................................................................144

Figura 3.36 – Indicador de posicionamento incorreto para o rolamento..................145

Figura 3.37 – Camisa modelada com dimensionamento nominal gera dificuldades na

implementação do indicador de posicionamento .............................................146

Figura 3.38 – Passagem do projeto conceitual para preliminar...............................147

Figura 3.39 – Proposta de concepção de um componente a partir de critérios da

mantenabilidade...............................................................................................150

Figura 3.40 – Reservando espaços em 3D para facilitar a manutenção do produto

.........................................................................................................................151

Figura 3.41 – Análise de interferência em reservas de espaços para a

mantenabilidade...............................................................................................152

Figura 3.42 – Reserva de espaço convertida em produto que atende aspectos da

mantenabilidade...............................................................................................153

Figura 3.43 – Necessidade de executar passos prévios em simulações de

mantenabilidade – abertura de tampa de inspeções........................................154

Figura 3.44 – Uso de layers em sistemas CAD para garantir reserva de espaços .155

Figura 3.45 – Estudo no layer de mantenabilidade sendo automaticamente

informado ao projetista.....................................................................................156

Figura 3.46 – Fase do Projeto Detalhado no PDP ..................................................161

Figura 4.1 – Idade dos participantes da validação ..................................................164

Figura 4.2 – Tempo de atuação dos participantes na empresa...............................165

Figura 4.3 – Tempo de atuação dos participantes no mercado...............................166

Figura 4.4 – Formação acadêmica dos participantes..............................................166

Figura 4.5 – Cargos correntes dos participantes na empresa do setor automotivo.167

Figura 5.1 – Inclusão de ferramentas 3D nas reservas de volumes........................177

Figura A.1 – Ciclo de manutenção corretiva ...........................................................187

Figura A.2 – Manutenção do alternador A...............................................................189

Figura A.3 – Detalhe da montagem do alternador A ...............................................190

Figura A.4 – Desmontagem do alternador B ...........................................................193

Figura E.1 – Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade ......207

Figura E.2 – Apresentação - Agenda ......................................................................208

Figura E.3 – Apresentação – Introdução (Definição de mantenabilidade) ..............208

Figura E.4 – Apresentação – Introdução (Dificuldades na aplicação da

mantenabilidade no PDP) A.............................................................................209

Figura E.5 – Apresentação – Introdução (Dificuldades na aplicação da

mantenabilidade no PDP) B.............................................................................209

Figura E.6 – Apresentação - Objetivo .....................................................................210

Figura E.7 – Apresentação - Justificativa ................................................................210

Figura E.8 – Apresentação – Modelo para aplicação da mantenabilidade no PDP 211

Figura E.9 – Apresentação – Elo entre o modelo e a Ferramenta para aplicação da

mantenabilidade no PDP no ProE....................................................................211

Figura E.10 – Apresentação – Funções da Ferramenta implementadas no ProE...212

Figura E.11 – Apresentação – Análise de reserva de espaço para componentes-

chave................................................................................................................212

Figura E.12 – Apresentação – Primeira etapa na análise de reserva de espaço....213

Figura E.13 – Apresentação – Análise de reserva de espaço salva em um layer de

mantenabilidade...............................................................................................213

Figura E.14 – Apresentação – Ferramenta alertando para a existência de uma

reserva de espaço em um modelo ...................................................................214

Figura E.15 – Apresentação – Análise de interferência contra a reserva de espaço

para a mantenabilidade....................................................................................214

Figura E.16 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias

na ferramenta de mantenabilidade (algoritmo de WP).....................................215

Figura E.17 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias

na ferramenta de mantenabilidade (modularidade)..........................................215

Figura E.18 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias

na ferramenta de mantenabilidade (elementos de fixação)..............................216

Figura E.19 – Apresentação – Aplicação de questionário.......................................216

Figura E.20 – Apresentação – Agradecimento........................................................217

Figura E.21 – Apresentação – Análise de ferramental necessário..........................217

Figura E.22 – Apresentação – Função de elementos de fixação da ferramenta de

mantenabilidade...............................................................................................218

Figura E.23 – Apresentação – Possibilidade de rastrear um único tipo de elemento

de fixação.........................................................................................................218

Figura E.24 – Apresentação – Análise de simplificação..........................................219

Figura E.25 – Apresentação – Fácil visualização da composição do produto.........219

Figura E.26 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

.........................................................................................................................220

Figura E.27 – Apresentação – Visualização dos componentes-chave....................220

Figura E.28 – Apresentação – Relação de quantidade de peças a serem removidas

(análise de componentes-chave) .....................................................................221

Figura E.29 – Apresentação – Relação de taxa de falhas (análise de componentes-

chave) ..............................................................................................................221

Figura E.30 – Apresentação – Métrica aplicada no indicador de posicionamento ..222

Figura E.31 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

(visualização) ...................................................................................................222

Figura E.32 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

(proposta de mudança de conceito).................................................................223

Figura E.33 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

(proposta de mudança de confiabilidade) ........................................................223

Figura AN.1 – Espaços requeridos para diversas posições de trabalho (cm) .........224

Figura AN.2 – Espaço requerido para uso de ferramentas universais em janelas de

acesso (cm)......................................................................................................225

Figura AN.3 – Espaço requerido para uso de ferramentas universais (cm) ............225

Figura AN.4 – Exemplos de parafusos padrão........................................................226

Figura AN.5 – Exemplo de parafuso com sextavado interno...................................226

Figura AN.6 – Exemplo de parafuso borboleta........................................................226

Figura AN.7 – Exemplos de parafuso de máquina com contra-porca .....................227

Figura AN.8 – Exemplo de porcas ou parafusos.....................................................227

Figura AN.9 – Exemplo de anel-trava .....................................................................227

Figura AN.10 – Exemplo de trava tipo drawhook ....................................................228

Figura AN.11 – Exemplo de trava tipo spring clip....................................................228

Figura AN.12 – Exemplo de trava tipo borboleta.....................................................228

Figura AN.13 – Exemplo de trava tipo lift and turn..................................................229

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 – Alocação do MTTR usando o método FRCM.......................................47

Tabela 2.2 – Tempo requerido para a desmontagem (1) ..........................................58

Tabela 2.3 – Tempo requerido para a desmontagem (2) ..........................................58

Tabela AP.1 – Conjunto de Diretrizes para a Mantenabilidade...............................195

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AM - Análise de mantenabilidade

CAD - Computer Aided Design (Projeto Auxiliado por Computador)

DFA - Design For Assembly (Projeto orientado para a Montagem)

DFAM - Design For Aftermarket (Projeto orientado para o Pós-venda)

DFLC - Design For Life-Cycle (Projeto orientado para o Ciclo de Vida)

DFMT - Design For Maintainability (Projeto orientado para a Mantenabilidade)

DFS - Design For Serviceability (Projeto orientado para a Serviçabilidade)

DFS’ - Design For Supportability (Projeto orientado para a Suportabilidade)

DFM - Design for Manufacturability (Projeto orientado para a Manufatura)

DFMA

- Design for Manufacturability and Assembly (Projeto orientado para a

Manufatura e Montagem)

DFR - Design For Reliability (Projeto orientado para a Confiabilidade)

DMU - Digital Mock-Ups (Protótipo virtual)

FMECA

- Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis (Análise dos Modos de

Falha, Efeitos, e Análise de Severidade)

FRACAS

- Failure Reporting, Analysis, and Corrective Action System (Sistema

de Reporte de falhas, Análise, e Ações de Correção)

FRCM

- Failure Rate Complexity Method (Método de Complexidade da Taxa

de falha)

FTA - Fault-Tree Analysis (Análise de Árvore de Falhas)

MTBF - Mean Time Between Failure (Tempo Médio entre Falhas)

MTTR - Mean Time To Repair (Tempo Médio de Reparo)

DP - Desenvolvimento de Produto

PDP - Processo de Desenvolvimento de Produto

RCM

- Reliability-Centered Maintenance (Manutenção Centrada na

Confiabilidade)

WP - Wave Propagation method (Método de Propagação de Ondas)

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................21

1.1 DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO: ASPECTOS DE MANTENABILIDADE .21

1.2 IDENTIFICAÇÃO DA OPORTUNIDADE .............................................................25

1.1.1. CARACTERIZAÇÃO DA OPORTUNIDADE....................................................26

1.2. OBJETIVOS .......................................................................................................28

1.3. RESULTADOS E BENEFÍCIOS ESPERADOS..................................................28

1.4. JUSTIFICATIVA .................................................................................................29

1.5. ABORDAGEM METODOLÓGICA......................................................................30

1.6. ESTRUTURA DO TRABALHO...........................................................................30

2 A MANTENABILIDADE AO LONGO DO DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO 32

2.1 CUSTOS DURANTE O CICLO DE VIDA DE UM PRODUTO.............................32

2.2 O QUE É A MANUTENÇÃO................................................................................32

2.2.1 TIPOS DE MANUTENÇÃO ..............................................................................34

2.2.2 CONCEITO DE SUPORTE PARA MANUTENÇÃO .........................................36

2.2.2.1. NÍVEL DE MANUTENÇÃO...........................................................................37

2.2.2.2. POLÍTICA DE REPAROS.............................................................................39

2.2.2.3. AMBIENTE ...................................................................................................40

2.3 CONFIABILIDADE VERSUS MANTENABILIDADE ............................................40

2.3.1 RELACIONAMENTO DE COMPONENTES.....................................................45

2.3.2 FRCM (FAILURE RATE COMPLEXITY METHOD)..........................................46

2.4 ERGONOMIA ......................................................................................................48

2.5 ENGENHARIA SIMULTÂNEA E O USO DE MODELAGEM EM CAD................49

2.5.1 MODELAGEM EM CAD COMO FERRAMENTA DE ENGENHARIA

SIMULTÂNEA ...........................................................................................................52

2.6 ELEMENTOS DE FIXAÇÃO................................................................................57

2.7 TERMINOLOGIAS DE MANTENABILIDADE......................................................61

2.8 PROJETO ORIENTADO PARA A MANTENABILIDADE ....................................68

2.8.1 MÉTRICAS DA MANTENABILIDADE ..............................................................68

2.8.1.1. MÉTRICAS QUANTITATIVAS .....................................................................68

2.8.1.2. MÉTRICAS QUALITATIVAS ........................................................................69

2.8.2 FERRAMENTAS E EQUIPAMENTOS PARA DIAGNOSE...............................70

2.8.3 TESTABILIDADE..............................................................................................71

2.8.4 PADRONIZAÇÃO.............................................................................................72

2.8.5 MODULARIDADE ............................................................................................72

2.8.6 SIMPLIFICAÇÃO..............................................................................................73

2.8.7 ACESSIBILIDADE............................................................................................73

2.8.8 COLETA DE DADOS DO CAMPO...................................................................74

2.8.8.1. COLETA E ANÁLISE DOS DADOS DE CAMPO .........................................76

2.8.9 FERRAMENTAS DE ENGENHARIA QUE SUPORTAM A

MANTENABILIDADE ................................................................................................77

2.9 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO (PDP)..........................78

2.9.1 A MANTENABILIDADE DENTRO DO PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO

DO PRODUTO..........................................................................................................79

2.9.2 MANTENABILIDADE NO PDP (PAHL E BEITZ)..............................................80

2.9.3 MANTENABILIDADE – BLANCHARD E FABRYCKY ......................................85

2.9.4 ENDEREÇAMENTO DA MANTENABILIDADE NA PRÁTICA..........................87

2.9.4.1. EXEMPLOS PRÁTICOS DO ENDEREÇAMENTO DA

MANTENABILIDADE ................................................................................................93

2.10 FERRAMENTAS DE MANTENABILIDADE.......................................................95

2.10.1 USO DE LÓGICA FUZZY PARA AVALIAÇÃO DA MANTENABILIDADE ......95

2.10.2 ÍNDICE DE MANTENABILIDADE PARA COMPONENTES MECÂNICOS ....97

2.10.3 MÉTODO DE WP (WAVE PROPAGATION)..................................................98

2.10.4 MÉTODO PARA A DESMONTAGEM ..........................................................101

2.11 IDENTIFICAÇÃO DA OPORTUNIDADE E MOTIVAÇÃO PARA A

INVESTIGAÇÃO .....................................................................................................103

3 MODELO PARA A CONSIDERAÇÃO DO PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP...............................................................................104

3.1 ÁREA DE FOCO ...............................................................................................106

3.2 DEFINIÇÃO DE COMPONENTES-CHAVE ......................................................109

3.2.1 LISTA DE COMPONENTES-CHAVE .............................................................109

3.2.2 REQUISITOS RELACIONADOS À MANUTENÇÃO ......................................111

3.3 MANTENABILIDADE NO PROJETO CONCEITUAL ........................................113

3.3.1 ANÁLISE DE SIMPLIFICAÇÃO......................................................................114

3.3.1.1. FUNÇÃO DE ANÁLISE DE SIMPLIFICAÇÃO............................................117

3.3.2 ANÁLISE DE FERRAMENTAL NECESSÁRIO ..............................................121

3.3.2.1. MODELO DE ANÁLISE DE FERRAMENTAL NECESSÁRIO....................124

3.3.3 ANÁLISE DE POSICIONAMENTO DE COMPONENTES-CHAVE

(ACESSIBILIDADE) ................................................................................................127

3.3.3.1. VISUALIZAÇÃO DE COMPONENTES-CHAVE.........................................127

3.3.3.2. INDICADOR DE POSICIONAMENTO DAS PEÇAS ..................................129

3.3.3.3. MODELO DE ANÁLISE DE POSICIONAMENTO DE COMPONENTES-

CHAVE (ACESSIBILIDADE) ...................................................................................135

3.3.3.4. PROBLEMAS NA METODOLOGIA DE WAVE PROPAGATION...............144

3.4 MANTENABILIDADE NA PASSAGEM DO PROJETO CONCEITUAL PARA

PRELIMINAR ..........................................................................................................146

3.4.1 ANÁLISE DE RESERVA DE ESPAÇOS........................................................147

3.4.1.1.ESTUDO DE CASO – RESERVA DE ESPAÇO PARA MELHORAR O

PROCEDIMENTO DE AJUSTE DE VÁLVULAS EM MOTORES DIESEL..............149

3.4.1.2.COLABORAÇÃO ENTRE ENGENHEIRO DE PRODUTO E SERVIÇO

ATUANDO SOBRE A RESERVA DE ESPAÇO......................................................154

3.4.2 APLICAÇÃO DO CONJUNTO DE DIRETRIZES DE REVISÃO DA

MANTENABILIDADE ..............................................................................................156

3.4.2.1.ANÁLISE DE CUSTO-BENEFÍCIO PARA ALTERAÇÕES DE PRODUTO

SUGERIDAS A PARTIR DA APLICAÇÃO DA MANTENABILIDADE......................158

3.4.3 FOLLOW-UP DO DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO..............................160

3.5 MANTENABILIDADE NO PROJETO DETALHADO..........................................160

3.6 VALIDANDO A FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE ................................162

4 APLICAÇÃO DA FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE ..............................163

4.1 REALIZAÇÃO DA VALIDAÇÃO ........................................................................163

4.2 RESULTADOS DA VALIDAÇÃO.......................................................................164

4.2.1 IDENTIFICAÇÃO DOS ENTREVISTADOS....................................................164

4.2.2 AVALIAÇÃO DA ENGENHARIA SIMULTÂNEA.............................................167

4.2.3 AVALIAÇÃO DA FERRAMENTA PARA INCLUSÃO DA

MANTENABILIDADE ..............................................................................................170

4.3 CONSIDERAÇÕES FINAIS SOBRE A VALIDAÇÃO ........................................172

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .........173

5.1 CONCLUSÕES .................................................................................................173

5.2 RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS .....................................176

PRODUÇÃO CIENTÍFICA NO PERÍODO (2006-2009) ..........................................179

REFERÊNCIAS.......................................................................................................180

APÊNDICE A – CONSIDERAÇÕES DE PROJETO ORIENTADO PARA A

MANTENABILIDADE: UMA COMPARAÇÃO ENTRE DFMT E DFMA ...................184

APÊNDICE B – CONJUNTO DE DIRETRIZES PARA A MANTENABILIDADE......194

APÊNDICE C – ENTREVISTA SOBRE MANTENABILIDADE EM UMA EMPRESA

DE AERONÁUTICA (EMBRAER) ...........................................................................198

APÊNDICE D – QUESTIONÁRIO APLICADO AOS PARTICIPANTES DA

VALIDAÇÃO DA FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE....................................202

APÊNDICE E – APRESENTAÇÃO PARA VALIDAÇÃO DA FERRAMENTA DE

MANTENABILIDADE ..............................................................................................207

ANEXO A – ERGONOMIA – ESPAÇOS NECESSÁRIOS PARA REALIZAR

MANUTENÇÃO.......................................................................................................224

ANEXO B – ELEMENTOS DE FIXAÇÃO................................................................226

Capítulo 1 Introdução 21

1 INTRODUÇÃO

1.1 Desenvolvimento do produto: aspectos de mantenabilidade

Na literatura, ou até mesmo durante a criação de novos produtos na prática, a

manufatura tem assumido um papel importante ao integrar as suas demandas ao

longo do processo de desenvolvimento do produto. Porém, com os atuais níveis de

competição nos mercados (sob o efeito da globalização), a margem de lucro nas

vendas do produto está sendo pressionada, forçando as empresas a angariar

dividendos em outros setores ou até mesmo incorporando novas formas de

desenvolvimento de produto que proporcionem maiores lucros. Coubalibaly, Houssin

e Mutel (2008) declaram que o processo de desenvolvimento de produtos atual

chegou no seu limite e que as empresas têm que aprimorar seus conhecimentos em

questões ambientais e do ciclo de vida de produtos se quiserem gerar novas

vantagens competitivas.

Assim, para um produto normalmente apresentar êxito no mercado, faz-se

necessária a correta conversão das novas demandas de um potencial cliente em um

produto que seja capaz de suprir, ou até mesmo superar, estas necessidades. O

procedimento de transformação das demandas em um artigo/serviço/sistema

chama-se Processo de Desenvolvimento do Produto, ou simplesmente PDP.

Nesta sistemática, a equipe de desenvolvimento do produto recebe uma

enorme carga de requisitos a serem atendidos (ZIMMERMAN; BERGSJÖ;

MALMQVIST, 2006), tais como: aspectos de manufatura (como já mencionado),

custo controlado, novas funcionalidades e respeito a padrões de qualidade.

Normalmente, toda essa demanda vem atrelada a uma pressão pela rápida

liberação dos novos desenvolvimentos ao mercado. É exatamente neste contexto

que o setor de DP, eventualmente pode não considerar todos os aspectos

necessários da vida útil do produto, gerando problemas para o Pós-venda

Um dos fatores que normalmente não é priorizado com a devida relevância ao

longo do desenvolvimento é o suporte ao produto. Dentro desta área, estão incluídas

Considera-se Pós-venda todas as funções de uma empresa que estejam direcionadas a suportar o produto no mercado

durante a sua vida útil.

Capítulo 1 Introdução 22

questões-chave, como: suporte ao cliente; disponibilidade de peças de reposição;

tempos de reparo baixos, e diagnósticos assertivos. Por ser o Pós-venda um setor

capaz de devolver à companhia lucros que tenham sido marginalizados na venda, a

não inclusão destes aspectos, pode significar perdas ainda maiores para uma

organização, já que a satisfação do cliente está diretamente atrelada à interface que

este possui com o produto. Logo, uma experiência negativa no Pós-venda pode

significar a perda de vendas futuras.

Portanto, para evitar problemas com suporte após a venda do produto, um item

que não pode deixar de ser considerado no desenvolvimento de novos produtos é a

forma de realização da manutenção. Segundo Blanchard e Fabrycky (2006),

manutenção é a constituição de uma série de ações necessárias para restabelecer

(manutenção corretiva) ou manter um produto (manutenção preditiva e preventiva),

em seu estado operacional. Neste caso, o parâmetro de engenharia a ser

contemplado é a mantenabilidade, enquanto que a manutenção é o resultado

encontrado no produto desenvolvido.

Então, para que a mantenabilidade, assim como outras demandas, cheguem

ao desejado produto final, diversas são as etapas (ou até mesmo, as formas de

realização do PDP) necessárias para desenvolver uma oportunidade. Inicia-se com

pré-estudos e análises conceituais, passa-se pelo desenvolvimento detalhado até

chegar à industrialização, comercialização e follow-up do produto no mercado. Tudo

isso ocorre para que o correto funcionamento do produto seja garantido no momento

da sua utilização.

Porém, por mais que se deseje uma aplicação do produto sem a necessidade

de intervenções ao longo da sua vida útil, isso nem sempre é factível, pois fatores

como, custo do projeto, uso inadequado e restrições tecnológicas, impedem que o

mesmo seja isento de manutenções.

Partindo do pressuposto de que o produto passará por intervenções durante a

sua utilização, fica evidenciada a demanda por contemplar a mantenabilidade ao

longo do desenvolvimento do produto. Para tal, a equipe de desenvolvimento deve

estar capacitada para compreender o quão afetado será o desempenho do produto

por essas intervenções, assim como balizar o seu desenvolvimento por limites

Capítulo 1 Introdução 23

máximos de indicadores de desempenho, considerados como aceitáveis para o

produto em questão, durante a sua aplicação.

Para ilustrar melhor a importância do tema mantenabilidade durante o PDP,

pode-se restringir esta análise a um determinado tipo de produto, os veículos

comerciais (mais especificamente caminhões e ônibus). Neste mercado, a

disponibilidade do produto é um fator preponderante para muitas empresas de

gestão de frota, já que o custo por quilômetro rodado, muitas das vezes, serve como

base para cálculo do faturamento das mesmas. Quer dizer, se o tempo de reparo de

manutenções preventivas for longo e caro, por exemplo, isto terá um impacto direto

no custo por quilômetro rodado já que terá um menor tempo para gerar dividendos,

precisando também desembolsar mais dinheiro para arcar com os reparos

necessários.

Além disso, outro fator relevante neste segmento é o fato do aumento da

competitividade que vem ocorrendo no setor, que degrada a margem de lucro nas

vendas dos produtos, pressionando as empresas a buscarem dividendos em outros

campos, tais como o Pós-venda. Portanto, pode-se afirmar que quanto mais o

produto for mantido em seu estado funcional, maiores serão os lucros assegurados

pela utilização do veículo.

Ainda sob a ótica de veículos comerciais, pode-se afirmar que os clientes deste

segmento têm a ciência de que manutenções diárias, preventivas e até mesmo

corretivas são necessárias para viabilizar a utilização do veículo durante a vida útil

(e.g. troca de óleo e filtros do motor). A questão-chave a ser analisada no PDP é

quanto tempo se demorará a restabelecer e/ou manter este produto em seu

funcionamento original. Para responder a esta pergunta, diversos parâmetros

poderiam ser utilizados para justificar o grau de disponibilidade do veículo, como: i/ a

facilidade de acesso ao componente causador da indisponibilidade (e.g. Figura 1.1);

ii/ massa do componente a ser manipulado (relacionado à ergonomia); iii/ facilidade

de diagnose; iv/ utilização ou não de ferramental exclusivo para realizar o reparo; v/

disponibilidade de peças de reposição e material de apoio; entre outros.

Outra questão que surge é a de se identificar em que momento do PDP tais

parâmetros devem ser considerados, haja vista que as metodologias clássicas de

desenvolvimento do produto apenas abordam o tema de forma muito superficial.

Capítulo 1 Introdução 24

Apesar de Blanchard e Fabrycky (2006), Rozenfeld et al. (2006) e Pahl e Beitz

(1996) ressaltarem a importância da inclusão da mantenabilidade como um

parâmetro de projeto, apresentando de forma sucinta algumas diretrizes e

indicadores (e.g. MTTR), não está clara a forma de se abordar o tema durante o

desenvolvimento do produto tanto quanto hoje a manufatura é endereçada. Quer

dizer, apesar de compreender a importância do tópico, a literatura não traz subsídios

adequados que conduzam um engenheiro de desenvolvimento do produto a

compreender e assegurar a entrega de demandas/desejos de mantenabilidade,

provenientes da fase conceitual, e que sejam incluídos de forma adequada no

produto final.

Figura 1.1 – Manutenção de um veículo comercial

Fonte: Manutenção automotiva (2008).

Finalmente, é também importante ressaltar que existe uma mescla muito

grande de termos nesta área, já que dentro dos DFX’s (Projeto orientado para

“Tudo”) estão compreendidas uma gama de metodologias que visam focar em uma

área específica de estudo dentro do processo de desenvolvimento do produto. Mais

especificamente conectados ao tema deste trabalho, o projeto orientado para a

mantenabilidade, suportabilidade, serviçabilidade, confiabilidade e ciclo de vida,

todos acabam por abordar tópicos comuns, com maior ou menor intensidade,

chegando a gerar uma confusão sobre o quê cada metodologia está devidamente

focando.

Todas as Figuras e Tabelas sem identificação explícita da fonte foram produzidas pelo autor da dissertação.

Capítulo 1 Introdução 25

1.2 Identificação da oportunidade

Baseado na introdução apresentada, ficam expostos os problemas que podem

ser gerados caso a mantenabilidade, ou até mesmo, de uma forma mais completa, o

suporte ao produto não seja considerado como um parâmetro vital no processo de

desenvolvimento.

Ao não incluir os aspectos de manutenção no PDP de um novo produto, ou de

até mesmo negligenciar fatos reais que ocorrem durante a aplicação de versões

anteriores no campo (e.g. componentes com problema de qualidade e com altos

tempos de reparos), a equipe de projeto pode criar um produto que estará fadado a

desaparecer do mercado, desde que a concorrência se mostre mais eficiente neste

quesito (se tomado como base veículos comerciais concorrentes com preços de

venda similares). Isto ocorre já que além do problema de qualidade prejudicar a

imagem do produto (e uma possível futura venda), a demora de reparo causa ainda

a perda de disponibilidade do mesmo, gerando frustrações ainda maiores para o

cliente final.

Ao aceitar o fato de que o produto vai executar a sua função durante um

período determinado, seguindo condições de uso previamente definidas

(confiabilidade), e que no momento de uma falha, ou até mesmo de uma ação

preventiva sobre este produto, será necessária a manutenção do mesmo para que a

confiabilidade do próximo período seja assegurada, não deixa dúvidas de que a

mantenabilidade deve ser um fator de grande relevância dentro do PDP. Além disso,

um produto mal projetado sobre o aspecto de manutenção pode encarecer em muito

os custos de garantia caso a confiabilidade não seja assegurada.

Outros quesitos de extrema relevância que podem ser afetados caso a

indisponibilidade de um produto, por exemplo um veículo, se torne alta pela falta de

endereçamento de aspectos de mantenabilidade, são a segurança da carga e a

demora de entrega da mesma. Em uma situação de parada não planejada em uma

auto-estrada devido a problemas técnicos, tomando-se como modelo o mercado

brasileiro, pode ser extremamente arriscado deixar sobre a borda da rodovia uma

carga com alto valor agregado. O outro fator mencionado, prazo de entrega, também

está diretamente ligado à mantenabilidade, já que a demora para restabelecer o

Capítulo 1 Introdução 26

veículo a sua condição original, pode acarretar no não cumprimento de prazos de

entrega previamente estabelecidos.

Nota: apesar de utilizar o setor automotivo como referência nas análises ao

longo da dissertação, o conceito da aplicação da mantenabilidade pode ser

facilmente migrado e compreendido em outras áreas de interesse (produtos

manufaturados).

1.1.1. Caracterização da oportunidade

Apesar da mantenabilidade ser considerada como um parâmetro vital no

desenvolvimento de produtos na literatura, diversos aspectos do PDP levam a

acreditar que a forma de se realizar manutenções ao longo da vida útil do produto

não está sendo devidamente contemplada.

Historicamente, o parâmetro de mantenabilidade foi considerado como sendo

de senso comum para a equipe de desenvolvimento (MIL-HDBK-470A, 1997).

Normalmente, dentro da prática do mercado, todas as questões relacionadas ao

suporte ao produto (incluindo a mantenabilidade) são endereçadas tardiamente, em

fases de projetos onde alterações de concepção se tornam praticamente inviáveis

(MARKESET; KUMAR, 2003). Isso ocorre principalmente pelo fato de existir uma

brecha considerável entre o conhecimento do engenheiro de desenvolvimento do

produto e o engenheiro de campo (ZIMMERMAN; BERGSJÖ; MALMQVIST, 2006),

já que a transferência de experiências entre as funções não é tão intensa na grande

maioria das empresas. Este fato também pode ser confirmado através da MIL-

HDBK-470A (1997), que declara: “Desenvolver um produto que seja fácil de operar,

montar, e manter é, normalmente, dificultado pela comunicação ineficiente entre o

time de projeto e o pessoal habilitado para operar, montar ou manter um

equipamento existente ou similar.”

Além disso, os modelos tradicionais de levantamento de custos de projetos

consideram apenas itens relacionados aos processos produtivos e de engenharia,

deixando à parte custos que tenham sido gerados a partir do incorreto

endereçamento de mantenabilidade. Quer dizer, no caso hipotético de um veículo

comercial em que a manutenção seja complexa demandando ferramental novo e

treinamento extensivo de pessoal, todo custo envolvido na tratativa destas questões

Capítulo 1 Introdução 27

durante a introdução deste novo projeto no mercado não é levado em conta dentro

do PDP. Blanchard, Verma e Peterson (1995) relatam que os custos de longo termo

da vida útil de um determinado produto que não são endereçados dentro do PDP

podem chegar até 75%. Isso cria o chamado “efeito iceberg” que está demonstrado

na Figura 1.2.

Figura 1.2 – Visibilidade do custo total de um produto

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Portanto, torna-se relevante para o avanço do conhecimento dentro do

processo de desenvolvimento do produto, que a mantenabilidade passe a ser melhor

investigada. Por ser este um parâmetro de projeto que está diretamente ligado à

satisfação do cliente, e por hoje não se dispor uma literatura consistente no

direcionamento das ações necessárias para que o tema seja devidamente abordado

ao longo do PDP, que existem diversas possibilidades de melhoria no conhecimento

científico da área.

Capítulo 1 Introdução 28

1.2. Objetivos

O objetivo do presente trabalho é propor um conjunto de diretrizes, um modelo

e uma ferramenta computacional capaz de auxiliar o engenheiro de desenvolvimento

do produto a incluir corretamente o parâmetro de mantenabilidade ao longo do PDP,

mostrando como e quando este tópico deve ser considerado. Bens de capital da

indústria automotiva, mais especificamente motores em veículos comerciais

(caminhões e/ou ônibus) formaram a base para estudo. Além disso, este projeto tem

como escopo facilitar a análise de custo-benefício entre soluções propostas,

provando se melhorias referentes à manutenção serão ou não vantajosas durante a

aplicação do produto ao longo da sua vida útil.

1.3. Resultados e benefícios esperados

Espera-se que as informações trazidas a partir deste projeto sejam capazes de

clarificar, não somente o que deve ser feito para incluir o parâmetro de

mantenabilidade, como também, como e onde os aspectos de manutenção devem

ser tratados ao longo do PDP.

Outro fator importante a ser esclarecido é o fato de existir uma mescla grande

de terminologias nesta área, já que DFS, DFMT, DFLC , DFR, todos estes DFX’s

abordam de certa forma a mantenabilidade, porém sempre de uma maneira

superficial, gerando confusão durante o uso das diretrizes destas metodologias

(HUANG, 1996).

Além de prover aos engenheiros de desenvolvimento do produto maiores

subsídios para trabalhar com aspectos de manutenção, deseja-se que produtos

desenvolvidos a partir da utilização das diretrizes e da ferramenta criada, sejam

capazes de retornar os produtos ao seu estado original de funcionamento no menor

tempo possível, com a utilização de um número mínimo de ferramentas e

conhecimentos extras necessários.

Com isso, acredita-se que o produto desenvolvido (bens de capital da indústria

automotiva) a partir das contribuições deste projeto serão melhores aceitos no

mercado no que tange as questões de manutenção, contribuindo para uma evolução

da satisfação do cliente dentro do Pós-venda (conforme evidencia a figura 1.3),

Capítulo 1 Introdução 29

gerando assim maiores dividendos para a organização que buscar se beneficiar

destes conhecimentos integrando-os ao seu PDP.

Figura 1.3 – Desenvolvimento com consideração da mantenabilidade.

Fonte: Adaptado de Slavila, Decreuse e Ferney (2005).

1.4. Justificativa

Acredita-se que com a aplicação do modelo e da ferramenta dentro do

desenvolvimento do produto, alguns aspectos do mesmo tendam a evoluir, tais

como:

a) Redução do tempo de reparo;

b) Melhoria da manutenção de componentes-chave (também batizados de

golden components pelo autor do presente trabalho e de componentes

críticos na literatura de confiabilidade – Blanchard, Verma e Peterson, 1995);

c) Melhoria da manutenção preventiva;

d) Diminuição da necessidade de diferentes ferramentas universais/especiais;

e) Maior interação entre engenheiros de desenvolvimento do produto com

diferentes setores da organização (engenharia simultânea);

f) Possibilidade de inspeção dos componentes;

g) Ganho de simplicidade do produto;

h) Diminuição do nível de instrução necessária para reparar o produto.

Capítulo 1 Introdução 30

Logo, ao pesquisar a mantenabilidade trazendo novas informações de como

aplicar este parâmetro no PDP, virá a somar à literatura já existente, podendo então

auxiliar pessoas ligadas ao PDP na compreensão e aplicação de um tema tão

relevante.

1.5. Abordagem metodológica

O presente trabalho envolverá uma abordagem teórico-prática. O foco principal

será a elaboração da ferramenta, do modelo e das diretrizes, os quais estarão

estruturados por meio de um levantamento bibliográfico em conjunto com a

experiência prática do presente autor na indústria de veículos comerciais.

O tipo de pesquisa a ser desenvolvida, do ponto de vista da sua natureza, será

pesquisa aplicada, uma vez que estará destinada à geração de conhecimentos para

aplicação prática, direcionados para a solução de um problema específico –

estabelecer uma ferramenta, modelo e um conjunto de diretrizes para incluir

corretamente o parâmetro de mantenabilidade ao longo do PDP.

1.6. Estrutura do trabalho

No capítulo 1, além de uma breve introdução sobre a mantenabilidade, foram

expostos os objetivos e as justificativas para a realização de um projeto que

considere a mantenabilidade ao longo do PDP.

O próximo capítulo explora a forma como a manutenção vem sendo abordada

na literatura clássica dentro do PDP, a proposta de aplicação deste parâmetro por

outros autores que tenham publicado artigos nesta área, bem como a sua aplicação

na prática em uma empresa do setor de veículos comerciais.

Um conjunto de diretrizes e uma ferramenta (modelo de mantenabilidade) são

apresentadas no terceiro capítulo na busca de atingir o objetivo do presente trabalho

sobre a melhora da inclusão da mantenabilidade dentro do PDP. Além disso, uma

proposta de como tratar o tema durante todo o ciclo de desenvolvimento do produto

é apresentada.

No quarto capítulo, uma aplicação do modelo é executada trazendo à tona as

vantagens e desvantagens da aplicação do modelo de mantenabilidade por

Capítulo 1 Introdução 31

engenheiros com experiência em desenvolvimento do produto em sistemas CAD,

bem como possíveis melhorias que possam ser implementadas.

Finalmente, conclusões sobre o estudo e propostas de futuros trabalhos são

apresentadas.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 32

2 A MANTENABILIDADE AO LONGO DO DESENVOLVIMENTO DO

PRODUTO

2.1 Custos durante o ciclo de vida de um produto

O ciclo de vida de um produto incorpora diversos custos, que passam por

(BLANCHARD, VERMA e PETERSON, 1995):

a) Pesquisa e desenvolvimento;

b) Produção e construção;

c) Operação e manutenção;

d) Retirada e descarte.

Blanchard e Fabrycky (2006) vai um pouco além e desmembra estas quatro

classes de custo de vida em maiores detalhes (conforme mostrado na Figura 2.1).

Assim como foi declarado no capítulo 1, o processo de desenvolvimento do

produto tradicional foca na sua grande maioria o custo de aquisição (ver Figura 1.3),

deixando de lado os custos que por ventura possam ser gerados na sua fase de

utilização. Nesta fase, um dos sub-custos declarados é a manutenção do produto.

Sendo a manutenção o objeto de estudo do presente trabalho, nas próximas

seções este termo será detalhado, procurando clarificar o que é, quando é realizado

e como está sendo incorporado no PDP.

2.2 O que é a manutenção

Segundo Pahl e Beitz (1996), sistemas e/ou produtos estão sujeitos a

desgastes e quebras, redução da vida útil, corrosão, contaminação e mudanças nas

propriedades de materiais que alteram ao longo da vida útil. Após um período de

tempo, seja em uso ou não, a condição de utilização do produto pode não ser mais a

desejada.

Portanto, para restabelecer ou manter o produto ao seu estado operacional, um

conjunto de ações e recursos são necessários. Este conjunto é denominado de

manutenção.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 33

Figura 2.1 – Custo do ciclo de vida do produto

Fonte: Adaptado de Blanchard e Fabrycky (2006).

Já a mantenabilidade é o parâmetro de engenharia que busca facilitar,

economizar tempo e recursos para que um produto possa ser mantido ou

restabelecido a uma condição especificada quando a manutenção for realizada por

pessoal capacitado, usando procedimentos e recursos definidos (MIL-HDBK-470A,

1997). Quer dizer, a mantenabilidade está diretamente ligada à busca por facilitar e

baratear a manutenção de um produto e/ou sistema.

Deste modo, durante o PDP, ao focar na melhora de mantenabilidade de um

produto atuando sobre este parâmetro de engenharia, o seu resultado final será a

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 34

própria forma de realizar a manutenção, contemplando todas as ações e recursos

para que a mesma seja conduzida.

2.2.1 Tipos de manutenção

De acordo com Blanchard, Verma e Peterson (1995) a manutenção pode ser

desmembrada em dois principais tipos, a preventiva e a corretiva (assim como

mostra a Figura 2.2).

Figura 2.2 – Disponibilidade e tipos de manutenções.

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

A manutenção corretiva tem por objetivo restabelecer um produto à sua

condição operacional após um estado de pane (ocorrência de falha). Os seus

passos, descritos na Figura 2.2, são os seguintes:

1. Preparação para a manutenção: busca por ferramentas, computadores de

diagnóstico, manuais de serviço, entre outros;

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 35

2. Busca e identificação da falha: ao observar o produto, o pessoal envolvido

deve ser capaz de identificar o problema, seja por sintomas que o mesmo

apresenta (relacionados pelo cliente ou por testes operacionais), ou por

meio de análises visuais e/ou códigos de falha (no caso de diagnose

embarcada existente);

3. Desmontagem (ganho de acesso): neste passo o pessoal envolvido deve

retirar ou afastar eventuais peças que estejam interferindo no acesso à(s)

peça(s) defeituosa(s). Nota: deve-se evitar ao máximo a necessidade de

remoção de peças periféricas para a troca de um componente;

4. Reparo do item no local ou remoção do item falhado e substituição por

peças de reposição: dependendo do local e do produto a ser consertado,

bem como da disponibilidade/formatação das peças de reposição, pode-se

optar por realizar a substituição completa e/ou parcial do componente

defeituoso;

5. Remontagem: após corrigir o item falhado, todas as peças precisam ser

retornadas para que o produto volte à sua composição anterior à

desmontagem;

6. Ajuste, alinhamento ou calibração: dependendo do produto, ajustes,

alinhamentos e calibrações podem ser necessários (apesar de não

desejados sob o ponto de vista da mantenabilidade);

7. Verificação final: após retornar o produto à sua condição de trabalho, é

importante validar todo o procedimento de manutenção certificando se o

mesmo executa as suas atribuições da forma desejada pelo cliente.

A manutenção preventiva utiliza manutenções em intervalos determinados,

buscando manter o estado operacional do veículo em um nível desejável. Segundo

Pallerosi (2007), a manutenção preventiva se divide em programada e controlada. A

programada é efetuada de acordo com um programa de intervenções pré-

estabelecido, enquanto que a controlada, também denominada preditiva, utiliza

técnicas de análise por meios de supervisão centralizados ou de amostragem que

são capazes de definir com maior exatidão o momento certo de realizar uma

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 36

manutenção sem causar perda de disponibilidade. Seguindo a Figura 2.2, a

manutenção preventiva se divide em quatro etapas:

a) Preparação: busca por ferramentas, computadores de diagnóstico,

manuais de serviço, entre outros;

b) Inspeção: inspecionar quanto a possíveis deteriorações do produto ou

prováveis quebras/falhas;

c) Execução do serviço: limpar, lubrificar, realizar trocas de itens preventivos

(e.g.: filtros, óleo, entre outros), realizar ajustes programados (e.g.:

reaplicação de torques) ou executar a manutenção em componentes que

tenham sido encontrados fora do critério especificado (item b);

d) Saída: término da atividade preventiva (provavelmente focada em

questões administrativas).

Nota: conforme foi declarado anteriormente, o objetivo do presente projeto visa

incluir corretamente o parâmetro de mantenabilidade ao longo do PDP, mostrando

como e quando este tópico deve ser endereçado. Porém, o foco deste estudo está

relacionado principalmente aos processos de manutenção relacionados à: inspeção;

desmontagem e montagem; execução do reparo; e ajuste, alinhamento ou

calibração. Não faz parte do escopo deste trabalho investigar melhores soluções

relacionadas a procedimentos de diagnose de produtos com eletrônica embarcada,

ou até mesmo prover métodos capazes de aprimorar a identificação das falhas a

partir de possíveis sintomas. Além disso, questões puramente logísticas

(ferramentas e/ou peças de reposição) e administrativas também não serão

cobertas.

2.2.2 Conceito de suporte para manutenção

Para definir a melhor forma de trabalhar com a manutenção, é importante

compreender como o produto é utilizado, aonde é reparado, qual desempenho é

esperado sobre o aspecto da disponibilidade e com quais peças de reposição o

pessoal envolvido poderá contar. Na seção 2.4, maiores detalhes são apresentados

sobre a forma de endereçar estas questões dentro do PDP. No entanto, é importante

descrever alguns outros pontos que possuem forte influência sobre a forma de

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 37

pensar o projeto para a mantenabilidade: nível de manutenção; política de reparos; e

ambiente de atuação.

2.2.2.1. Nível de manutenção

Os níveis de manutenção podem ser divididos segundo o local da sua

intervenção (conforme figura 2.3):

Figura 2.3 – Diferentes níveis de intervenção para realizar a manutenção do produto

a) Manutenção organizacional: são manutenções realizadas pelo próprio

cliente, ou que sejam cumpridas no próprio sítio de aplicação do produto.

Neste nível, as intervenções possuem baixo nível de complexidade e

necessitam pouco ferramental sendo, na maioria das vezes, executadas por

pessoal com baixo conhecimento do produto. Estas atividades se limitam a

verificações, inspeções, limpezas e ajustes periódicos, além da remoção e

instalação de componentes completos – considerados neste nível como

caixas pretas (principalmente durante o período de garantia). Neste nível,

inspeções devem possuir acessos diretos e possíveis reparos devem ser

realizados, na medida do possível, sem a utilização de ferramentas.

Ferramentas especiais neste tipo de intervenção devem ser

preferencialmente evitadas. Como exemplo adicional, a figura 2.4 mostra o

acesso facilitado que um motorista de automóvel possui para o tanquinho

de gasolina (A – tanque de gasolina para auxílio na partida de carros flex),

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 38

tanque do líquido de arrefecimento (B), vareta de nível de óleo (C) e bocal

de enchimento do óleo de motor (D);

Figura 2.4 – Manutenção organizacional – exemplo de acesso

b) Manutenção intermediária: neste nível as manutenções já contam com

pessoal treinado e com disponibilidade de ferramental capaz de realizar

intervenções que vão além de simples trocas de peças completas, podendo

envolver até o recondicionamento de componentes. Diagnoses mais

precisas são realizadas, pois computadores de diagnósticos estão

disponíveis, assim como um conjunto completo de literatura técnica (e.g.:

concessionárias – ver figura 2.5). Neste modo de intervenção, acesso a

peças passíveis de manutenções freqüentes, seja por trocas preventivas

e/ou de qualidade, devem possuir acesso facilitado bem como um baixo uso

de ferramentas universais/especiais. Trocas de componentes completos

também podem ser consideradas neste nível de intervenção se o projeto

entender que a capacidade de reparo está aquém do necessário;

c) Manutenção do fabricante/fornecedor: neste nível de intervenção, os

melhores ferramentais, as pessoas mais capacitadas, e uma grande

disponibilidade de informações / peças e recursos estão disponíveis.

Normalmente, neste nível o próprio fabricante e/ou fornecedor atuam (e.g.:

montadoras do setor automotivo).

Portanto, um engenheiro de produto deve sempre compreender onde o produto

em desenvolvimento será reparado, já que estes fatos determinam as condições em

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 39

que a manutenção será realizada. Erros de entendimento sobre os níveis de

intervenção podem causar fortes frustrações no cliente final, bem como gerar custos

desnecessários (e.g.: reparos que deveriam ser simples que acabam por ser

repassados a níveis superiores de intervenção).

Figura 2.5 – Manutenção intermediária – troca de filtro (B) com auxílio da ferramenta especial

(A)

2.2.2.2. Política de reparos

A política de reparos define se um componente de um sistema deve ser

reparado ou não. Blanchard e Fabrycky (2006) dividem peças em três diferentes

classes segundo a possibilidade de manutenção, sendo elas:

a) Item não reparável: composto por itens com baixa possibilidade de falha, custo

relativamente baixo, ou que seja sensível a manutenções no nível organizacional

e/ou intermediário. Neste contexto, é importante garantir a possibilidade de

identificação do item não reparável como peça causadora de uma falha já que a

mesma não pode ser desmembrada (e.g.: diagnose embarcada ou por sintoma) e

prover acesso de remoção e instalação para a peça. Normalmente, a tomada de

decisão por não desmembrar um produto em diversas peças de reposição ocorre

por se tratar de um item de segurança, e/ou pela falta de conhecimento,

ferramental e cuidados durante um possível reparo no nível organizacional e/ou

intermediário;

b) Item parcialmente reparável: dentro de um mesmo componente podem existir

diferenças na forma de desmembrar as suas peças de reposição. Geralmente, as

políticas de reposição se preocupam em dispor somente peças que apresentem

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 40

desgastes naturais da operação ao longo da vida útil, tendo que somente realizar

uma troca completa em caso de danos com origem externa (e.g. quebra de

carcaça, batida acidental). Outros componentes, além dos habituais relacionados

a uma manutenção preventiva, somente deverão ser desmembrados se o custo

final perante a solução completa for viável financeiramente. Nesta classe, além

de prover acesso ao produto, toda a funcionalidade interna do mesmo deve ser

desenvolvida de acordo com aspectos da mantenabilidade.

Nota: sempre devem ser levados em conta os preços das peças durante a troca,

a mão-de-obra e os riscos da realização de manutenções incorretas

(dependendo da sensibilidade à manutenção que o componente apresente),

antes de se optar por uma política de reparo;

c) Item reparável: todo o desmembramento de peças é disponibilizado para a

reposição. Isto ocorre quando:

c1) existe forte influência da concorrência onde a busca por custos mais baixos

de manutenção se tornam relevantes;

c1) existem problemas de qualidade em componentes internos que acabam

justificando a troca de um item interno ao invés do componentes completo;

c1) existe a necessidade de liberar peças de desgaste natural, e itens externos

pois a peça está sujeita a deteriorações provenientes de agentes externos.

2.2.2.3. Ambiente para realização da manutenção

Além de entender os níveis de intervenção e a provável composição das peças

de reposição, a equipe de DP deve avaliar o ambiente em que a manutenção será

realizada. Quanto mais inóspito for o ambiente de operação, maior será a dificuldade

de remover/mover o produto para análise em níveis de reparo superiores (e.g.:

reparo de um automóvel em uma auto-estrada).

2.3 Confiabilidade versus mantenabilidade

A confiabilidade e a mantenabilidade estão diretamente ligadas, já que são

consideradas disciplinas complementares (MIL-HDBK-470A, 2007).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 41

Assim, tem-se que confiabilidade é a capacidade, expressa por uma

probabilidade, de um item desempenhar uma função especificada, sob condições e

intervalo de tempo predeterminado (PALLEROSI, 2007). Portanto, a confiabilidade

pode ser definida pelas equações apresentadas em 2.1, sendo F(t) a probabilidade

que o sistema irá falhar no tempo t.

∫

∞

=−=

dttftFtR )()(1)(

Eq. 2.1

Segundo Blanchard, Verma e Peterson (1995), duas das principais medidas

para se avaliar a confiabilidade de um produto são: taxa de falha (equação 2.2) e

MTBF (equação 2.3 – assumindo uma distribuição exponencial).

operaçãodehorasdetotaln

falhasden

Eq. 2.2

=MTBF

Eq. 2.3

Onde:

• λ = taxa de falhas

• MTBF = Tempo Médio entre Falhas.

Desta forma, se um produto é desenvolvido sob uma expectativa de uma taxa

de falha durante a sua vida útil, existe um momento no tempo t que o mesmo irá

falhar (ou passará por manutenção preventiva). Deste modo, dependendo da forma

como a política de reparo do produto foi definida (seção 2.2.2), o mesmo necessitará

de uma intervenção. A figura 2.6 demonstra um exemplo de um produto em que a

indisponibilidade (downtime) e a disponibilidade (uptime) são declaradas ao longo do

seu uso.

Nos momentos em o produto passa por ações de manutenção

(indisponibilidade), o objetivo deve ser sempre de reparar o produto no menor

intervalo de tempo possível, já que o mesmo deve ser retornado ao seu estado

funcional. A equação 2.4 define o MTTR, onde Mct é a soma de todos os tempos de

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 42

reparos para cada ciclo de manutenção preventiva/corretiva executado no produto

(ver figura 2.2) e n é o tamanho da amostra de análise.

Figura 2.6 – Conceito de Disponibilidade / Indisponibilidade

Fonte: Adaptado de Blanchard e Fabrycky (2006).

Mct

MTTR

∑

Eq. 2.4

Onde,

MTTR = Tempo Médio de Reparo

Mct = soma de todos os tempos de reparos

n = tamanho da amostra

Logo, a equação 2.5 (MIL-HDBK-470A, 2007) procura demonstrar a relação

entre MTBF e MTTR, definindo assim a disponibilidade (A

MTTRMTBF

MTBF

Eq. 2.5

Portanto, se o produto nunca falhar ou se o tempo de reparo for igual à zero, a

disponibilidade seria igual a 100%. Deste modo, para se garantir uma disponibilidade

maior do produto, duas alternativas podem ser utilizadas durante o PDP: melhorar a

confiabilidade ou buscar a redução do tempo de reparo do produto.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 43

Assim, durante o desenvolvimento do produto, a equipe deverá ser capaz de

avaliar se para melhorar a disponibilidade o ideal é aumentar a confiabilidade (o que

poderia ser custoso dependendo do desafio tecnológico) ou se a manutenção

poderia ser aprimorada diminuindo o tempo médio de reparo. Normalmente, uma

análise de custo-benefício (trade-off) será necessária para se chegar a uma

conclusão da melhor rota a ser seguida.

Ao escolher o caminho da melhoria da mantenabilidade para aprimorar a

disponibilidade do produto, a equipe de desenvolvimento poderá trabalhar com todos

os passos definidos em um ciclo completo de manutenção corretiva e/ou preventiva

(conforme demonstrados na figura 2.7 – regiões A e B). No contexto deste trabalho,

passos de logística e diagnose não fazem parte do escopo de análise da presente

dissertação e, portanto, devem ser desconsideradas na figura 2.7.

Figura 2.7 – Razão da indisponibilidade durante os reparos

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Alguns pontos que podem ser melhor abordados pela equipe de

desenvolvimento são (sendo que os itens abordados a seguir são parte dos

objetivos almejados pelo presente estudo):

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 44

a) Acesso facilitado: buscar sempre dar acesso direto a componentes

considerados “chave” sem a necessidade da remoção de componentes

periféricos

(fato este confirmado na prática – ver entrevista em uma

empresa Aeronáutica no Apêndice C). A Figura 2.8 mostra um exemplo de

motor diesel em que para acessar os parafusos de fixação do cabeçote

(“P”) faz-se necessária a remoção do coletor de admissão (“C”). Este

conceito também é reforçado por Blanchard e Fabrycky (2006);

Figura 2.8 – Mantenabilidade incorretamente endereçada

b) Reparo do item: definir uma política de peças de reposição que viabilize

uma indisponibilidade menor. Ou focar na diminuição de tempo de reparo

criando uma modelagem que considere aspectos de mantenabilidade (e.g.:

menor necessidade de ferramentas universais/especiais);

c) Simplificar o produto diminuindo o nível de instrução necessário para

reparar o item no nível de manutenção organizacional.

Se, ao contrário, a equipe de DP optar pela via da melhoria de confiabilidade,

existe uma literatura extensa que aborda técnicas para se trabalhar com a

confiabilidade. Questões desde a estruturação de componentes do produto em

séries e/ou paralelo, incluindo ou não redundâncias no sistema, bem como métodos

de FMECA e FTA, são facilmente encontrados na literatura vigente podendo ser

utilizado como referência neste tipo de desenvolvimento

Segundo Slavilla, Decreuse e Ferney (2005), o objetivo principal do DFS (Design for Serviceability) é justamente possibilitar o

acesso, a manutenção ou a substituição dos componentes de um produto a partir do seu exterior.

Conforme relata a norma MIL-HDBK-470A (1997), que foi mantida em inglês para manter o seu significado original: “The

reliability data, such as failure frequency and failure mode and effects, play a role in maintainability predictions as well, since it is

the failure modes, their effects and frequency of occurrence that ultimately define individual maintenance tasks to be

performed”.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 45

No entanto, para o presente trabalho, focado na melhoria da mantenabilidade,

apenas dois aspectos extras da confiabilidade serão abordados: i) o relacionamento

de componentes dentro de um sistema (confiabilidade em série e/ou paralelo); e ii) o

método FRCM (Failure Rate Complexity Method). Ambos os assuntos são utilizados

como base para a proposta de uma das funcionalidades da ferramenta que está

apresentada no capítulo 3.

2.3.1 Relacionamento de componentes

Segundo Smith (2005), os componentes de um sistema podem ser alocados de

forma serial, paralela ou por uma combinação de ambos (conforme visto na figura

2.9). Para alocar a confiabilidade no projeto, a equipe de desenvolvimento do

produto deve:

a) Observar dentro da configuração do produto, componentes que possuam

histórico de falhas e/ou informações disponíveis a partir de seu fornecedor

específico;

b) Identificar as mudanças de design que estão sendo aplicadas no projeto

para mapear áreas que não estejam cobertas por um histórico de taxa de

falhas;

c) A partir da experiência do grupo de projeto, deve-se mapear todo o sistema

determinando o peso de cada componente/sub-sistema perante o produto

completo;

d) Determinar a taxa de falhas desejada para componentes-chave de modo a

alcançar ao final do cálculo o índice de confiabilidade total almejado. Para

determinar quais componentes a equipe de projeto vai buscar reduzir a taxa

de falhas, deve-se buscar sempre a maior confiabilidade com o menor

esforço possível (menos recursos necessários a serem aplicados).

Tendo o trabalho de relacionamento entre os componentes como base, pode-

se discutir o método de FRCM apresentado na seção a seguir.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 46

Figura 2.9 – Combinação série/paralelo de confiabilidade

Fonte: Adaptado de Blanchard e Fabrycky (2006).

2.3.2 FRCM (Failure Rate Complexity Method)

Basicamente, este método apresentado na MIL-HDBK-470A (1997)

, consiste

em alocar os valores de MTTR mais baixos requeridos nos pré-requisitos para

componentes com menor confiabilidade. Quer dizer, para itens que tenham maior

probabilidade de falhar ao longo da vida útil do produto, deve-se focar esforços na

busca pela diminuição do MTTR, já que desta forma o MTTR global do projeto

diminuirá.

Para aplicar este método os seguintes passos (correlacionados à Tabela 2.1)

devem ser seguidos (MIL-HDBK-470A, 2007):

1. Determinar N

: quantidade de cada item dentro do produto;

2. Identificar λ

: taxa de falha para cada item;

3. Multiplicar N

por λ

para encontrar

– contribuição para a taxa de falha

total;

4. Expressar o MTTR de cada item (M

) como o produto de (λ

/ λ

) e M

–

sendo h o item que apresenta a maior taxa de falha;

5. Multiplicar o resultado do passo 4 pela taxa de falha correspondente ao item

);

O método de Failure Rate Complexity recebe esta denominação já que, normalmente, as peças que apresentam maior

complexidade também detêm as maiores taxas de falha dentro de um sistema.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 47

6. Utilizar a equação 2.6 para calcular o MTTR do item que apresenta a maior

taxa de falha;

fiiMi

oduto

CMConde

MTTR ×==

∑

Eq. 2.6

7. Calcular o MTTR dos outros itens do produto multiplicando o MTTR do

passo 6 por (λ

/ λ

) do item em questão.

Tabela 2.1 – Alocação do MTTR usando o método FRCM

Item

Passo 1

Passo 2



(x10

-3

)

Passo 3

(x10

-3

)

Passo 4

Passo 5

A15 5

5 Ma

B 1 1,111 1,111 4,5 Ma 5 Ma

C 1 0,833 0,833 6 Ma 5 Ma

ΣCfi = 6,944

ΣC

= 15 M

= 4 horas

MTTR

Produto

=> 1,44 = 15 Ma / 6,944 => Ma = 0,67 horas

Passo 6

Passo 7

= 3 horas

Fonte: MIL-HDBK-470A (1997).

A composição do produto proposto na tabela 2.1 também pode ser verificada

na Figura 2.10.

Figura 2.10 – Alocação de componentes utilizando o método FRCM

Fonte: MIL-HDBK-470A (1997).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 48

Observa-se que este método se utiliza do MTTR global do produto como

premissa para a utilização do mesmo. Como nem sempre dentro do

desenvolvimento do produto se é capaz de assumir um MTTR total do projeto, no

capítulo 3, ao invés de trabalhar com o MTTR, o uso da taxa de falha servirá como

base para implementar a função da ferramenta proposta. Acredita-se que a

possibilidade de angariar dados sobre taxas de falhas de componentes sejam mais

assertivos

do que assumir um MTTR global durante a fase de desenvolvimento.

2.4 Ergonomia

Assim como a ergonomia deve ser considerada durante o PDP para que a

interface de utilização entre o ser humano e o produto seja adequada durante a vida

útil, a equipe de desenvolvimento também não pode esquecer da forma como o

produto será reparado sob o ponto de vista ergonômico.

Não é a intenção do presente trabalho abordar profundamente este tema

relevante para a mantenabilidade, porém alguns exemplos sucintos sobre as

posições de trabalho bem como espaços necessários para uso de ferramentas

universais estão mostradas nas figuras 2.11 à 2.13

. Ao não contemplar estes

conceitos durante o design, erros como o cometido na figura 2.8 podem se tornar

constantes na solução implementada no produto final.

Figura 2.11 – Espaços requerido para uma posição de trabalho

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Por contar normalmente com dados de falhas provenientes do campo e/ou assumir taxas de falhas de novos componentes

baseados na experiência do grupo de projeto e histórico de produtos semelhantes. Smith (2005), por exemplo, traz um lista de

taxas de falhas genéricas a serem utilizadas como referência caso o projeto não tenha o histórico de alguns componentes do

produto.

Todas as medidas são expressas em cm. Para maiores detalhes ver o Anexo A.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 49

Figura 2.12 – Espaço requerido para uso de ferramentas universal em janela de acesso

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Figura 2.13 – Espaço requerido para uso de ferramenta universal

Fonte: Adaptado de Blanchard, Verma e Peterson (1995).

2.5 Engenharia simultânea e o uso de modelagem em CAD

Outro fator preponderante da aplicação da mantenabilidade no PDP é a forma

como ocorre a transmissão de informações entre a equipe de desenvolvimento e a

própria aplicação dos produtos correntes no mercado (doravante o mercado de

aplicação também poderá ser denominado de “campo”).

Segundo Smith (1997), os quatro fundamentos que servem de base para a

engenharia simultânea são: i) a importância crescente da manufatura nas decisões

tomadas ao longo do desenvolvimento do produto; ii) a criação de equipes

multifuncionais durante o PDP; iii) o foco nas demandas dos clientes; e iv) o uso do

prazo de entrega (lead-time) como uma fonte de vantagem competitiva. Apesar de

considerar as equipes multifuncionais como um dos fundamentos, fica muito claro no

estudo detalhado sobre a engenharia simultânea realizado por este autor, que a

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 50

manufatura, historicamente, foi o primeiro processo que começou a impor suas

demandas ao longo do PDP (como comentado no capítulo 1). Ele também declara

que o grande problema que sempre existiu, seja na manufatura, no marketing ou

mesmo para a manutenção de campo, foi que a engenharia do produto acabava

“jogando o produto pronto por sobre o muro” (throwing the design over the wall),

fazendo com que outros processos da empresa tivessem que se ajustar ao conceito

entregue (e.g.: criando custos desnecessários para a manutenção e/ou manufatura).

Afirma também que ao criar equipes multidisciplinares, o engenheiro do produto

acaba por compreender diferentes demandas provenientes de outras funções da

empresa. Isto torna o produto mais ajustável ao parque industrial corrente e/ou os

equipamentos/conhecimentos já existentes para realizar a manutenção do produto

no campo.

Para reforçar ainda mais a importância da engenharia simultânea, a MIL-

HDBK-470A (1997) declara que a mantenabilidade é realmente um parâmetro a ser

considerado no design já que qualquer tentativa para aprimorar a mantenabilidade

herdada após o “congelamento” do desenvolvimento do produto será cara e

ineficiente (fato este confirmado na figura 1.3). Quer dizer, a comunicação entre

engenheiros de serviço (que lidam com questões de aplicação do produto

diariamente) e a equipe de desenvolvimento de novos projetos devem ser constante

para que se assegure o sucesso de novos produtos sob o ponto de vista da

mantenabilidade.

Porém, esta comunicação entre campo e desenvolvimento nem sempre ocorre,

sendo a lista a seguir, um conjunto das prováveis causas:

a) A estrutura organizacional da empresa mantém estas duas funções

afastadas (organização departamental);

b) Falta de tempo para compartilhar experiências (recurso humano);

c) Falta de empatia entre as funções. Quer dizer, o engenheiro de serviço

(campo)/desenvolvimento não demonstra interesse ou compreensão sobre

outras funções;

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 51

d) Durante o desenvolvimento conceitual e detalhado, os modelos em CAD

não são compartilhados entre as funções dificultando a comunicação entre

as mesmas (item a ser melhor explorado na seção 2.5.1).

Para Blanchard, Verma e Peterson (1995), durante suas explanações sobre

como criar uma estrutura organizacional voltada aos anseios da mantenabilidade, a

comunicação entre as duas funções deve ser baseada em conhecimento técnico

(technical trust). Declara que para o engenheiro de serviço poder contribuir no

processo de desenvolvimento, além de possuir um conhecimento profundo na sua

disciplina, deve ser capaz de compreender todas as tecnologias e práticas na área

de projetos, bem como ser apto a se comunicar com engenheiros de

desenvolvimento (be able to “talk the designer’s language”) se adequando a sua

forma de pensar/atuar. Os autores chegam a listar um conjunto de conhecimentos

que o engenheiro de serviço deve possuir:

a) Preferencialmente formação de engenharia (na área de atuação);

b) Entendimento do PDP;

c) Compreender os sistemas acerca do desenvolvimento do produto (e.g.:

CAD, sistemas de elementos finitos);

d) Entendimento dos relacionamentos existentes entre diferentes funções da

empresa.

No entanto, os autores deixam de mencionar o lado reverso, em que o

engenheiro de desenvolvimento, apesar de ser o maior responsável pelo produto da

origem ao descarte (from cradle to grave), também deve se atualizar e buscar

compreender como este produto será utilizado assim que sair da produção. No

conhecimento prático do presente autor desta dissertação, fica evidenciado a falta

de entendimento por parte de engenheiros de desenvolvimento sobre a forma como

é realizada a manutenção de produtos correntes (esta falta de conhecimento acaba

por gerar produtos como o apresentado na figura 2.8). Como pode então, a equipe

de desenvolvimento conceber uma modelagem de um produto sem ao menos

conhecer a forma (conhecimentos, ferramentas e local de atuação) como o seu

produto é reparado?

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 52

Assim, falta de conhecimento da equipe de desenvolvimento sobre a aplicação

do produto no campo será utilizada como premissa para o endereçamento de

algumas funções da ferramenta do capítulo 3. Isto ocorre com intuito de dar maior

independência à equipe de desenvolvimento durante a fase conceitual podendo-se

utilizar de conhecimentos de campo que possam ser registrados e recuperados em

modelagens CAD.

Portanto, para se assegurar que a mantenabilidade será corretamente

endereçada no DP, ambas as funções devem estar aptas a compreender as funções

correlatas (desenvolvimento versus manutenção/serviço). Assim sendo, uma

ferramenta que atualmente é utilizada para integrar estas funções é a modelagem

em sistemas CAD. Na próxima seção maiores detalhes sobre esta ferramenta serão

abordados.

2.5.1 Modelagem em CAD como ferramenta de engenharia simultânea

Para Pahl et al. (2005), “um modelo digital do produto também é pré-condição

para o trabalho em paralelo no processo de um produto (Simultaneous Engineering,

Concurrent Engineering)”. A chamada “realidade virtual” de modelagem 3D trazida

ao desenvolvimento do produto pelos sistemas CAD possibilitam que o parâmetro de

mantenabilidade seja averiguado antes mesmo que um modelo ou um protótipo real

sejam construídos (HAO; YU e XUE, 2002), evitando assim custos desnecessários e

melhorando o prazo de entrega do produto.

A revisão dos modelos 3D podem ocorrer durante revisões de protótipos

virtuais (design reviews – ver figura 2.14), verificações em tempo real por parte dos

engenheiros de serviço para se inteirar do andamento das atividades de um projeto

(como poderá ser constatado na seqüência desta seção) ou simplesmente como

uma ferramenta para exemplificar uma provável solução em discussão entre a

equipe de desenvolvimento e os representantes do pós-venda em um projeto.

Normalmente, o engenheiro de serviço se utilizará da realidade virtual para

analisar os seguintes tópicos (MIL-HDBK-470A, 2007):

a) Acessibilidade;

b) Visão de campo (field of view);

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 53

c) Ergonomia (e.g.: seção 2.4);

d) Verificação de diretrizes sobre a mantenabilidade;

e) Verificação de tempos padrões.

Figura 2.14 – Revisão do protótipo virtual

Fonte: Rozenfeld (2007).

Vale salientar que a verificação de tempos-padrão normalmente ocorre pela

experiência elevada do engenheiro de serviço sobre o produto corrente e a

capacidade de compreender as alterações que estão sendo propostas no sistema

CAD para o projeto em questão. Quer dizer, uma previsão de quanto o tempo

padrão irá aumentar ou diminuir é utilizado para dar a realimentação à equipe de

desenvolvimento. Apesar de possíveis ferramentas existirem para auxiliar o

projetista (seção 2.10), nenhuma delas é capaz de suprir por completo todo o

conhecimento de um experiente engenheiro de serviço que seja capaz de interpretar

os tópicos relatados acima e os pontos somados a seguir:

a) Verificação de seqüências de reparo;

b) Verificação da padronização e simplificação do produto;

c) Modularidade;

d) Uso de ferramentas especiais e universais existentes;

e) Análise de custo-benefício (em conjunto com outras funções do projeto).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 54

Para que o engenheiro de serviço possa fazer uso dos protótipos virtuais, este

deve ter a consciência sobre quais momentos irá atuar sobre o projeto bem como se

a modelagem em uso está em um nível de maturidade suficiente para que se

comece a dedicar recursos nas análises relevantes para a mantenabilidade. Durante

o desenvolvimento, o leiaute dos modelos em CAD sofre diversas alterações.

Inicialmente os componentes nascem como uma pura alocação de espaço, passam

por uma “metamorfose” até chegar a seu leiaute definitivo, sendo por último

disponibilizados o detalhamento de todos os seus componentes para que então

sejam produzidos (conforme demonstrado na figura 2.15).

Figura 2.15 – Evolução da modelagem em CAD ao longo do PDP

Fonte: Barreto (2007).

É justamente neste contexto que Zimmerman e Malmqvist (2007) relatam não

só a importância da modelagem em CAD (DMU – protótipo virtual) como forma de

garantir o compartilhamento entre diferentes funções de uma empresa ao longo do

PDP, mas também a necessidade de se assegurar a distribuição e uso de

visualizações em 3D de uma forma confiável.

Para o engenheiro de serviço, além de ter a certeza que o seu estudo está

baseado em modelos que correspondam à realidade do projeto no presente

momento, também deve ser garantido que a sua análise será levada em conta pela

equipe de desenvolvimento (realimentação do processo). A figura 2.16 ilustra os

passos propostos pelos autores para se trabalhar de uma forma simultânea com

sistemas CAD. O passo 5 neste processo demonstra justamente a realimentação

entregue pelo engenheiro de serviço na análise da troca de um compressor de ar

para a equipe de desenvolvimento.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 55

No entanto, apesar do engenheiro de serviço estar alocando este estudo de

mantenabilidade e disponibilizando ao grupo de projeto, Zimmerman e Malmqvist

(2007) não deixam claro como o engenheiro de desenvolvimento será avisado sobre

uma nova mudança e/ou proposta de melhoria sob a ótica da manutenção. Apesar

de alertarem que o compartilhamento dos modelos deve possibilitar o rastreamento

das alterações, não está explicito quando e nem como o engenheiro de

desenvolvimento deve atuar.

Figura 2.16 – Proposta esquemática de integração de equipes multidisciplinares via modelos

em CAD

Fonte: Zimmerman e Malmqvist (2007).

É exatamente nesta lacuna que o estudo do capítulo 3 será focado, buscando

clarificar e propor uma forma com que os engenheiros de produto e serviço deverão

se comunicar por modelos virtuais. Este tópico se torna ainda mais relevante se for

levada em conta a carga de requisitos com os quais a equipe de projeto deve estar

atuando. Portanto, somente análises em componentes-chave deverão ser

consideradas, e não toda e qualquer simulação/análise realizada para averiguar

questões relacionadas ao suporte ao produto.

Indo além, para explorar uma forma de repassar uma análise de

mantenabilidade para a equipe de desenvolvimento, que será utilizada como

exemplo ao longo do capítulo 3, a figura 2.17 mostra um compressor de ar (o mesmo

do passo 5 da figura 2.16) de um veículo comercial.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 56

Figura 2.17 – Compressor de veículo comercial

Fonte: Distribution of 3D Visualization data for aftermarket (2009).

A rota de saída deste compressor foi solidificada (Figura 2.18) simulando a

forma como este componente seria removido em caso de manutenção no campo.

Neste caso, o que o engenheiro de serviço está buscando é a reserva de espaço

para que nenhuma peça obstrua a remoção deste componente no caso de uma

eventual intervenção. O objetivo desta rota é possibilitar uma análise de

interferência entre o caminho de saída solidificado e outros possíveis componentes

que possam por ventura ser adicionados ao conjunto de modelos CAD ao longo do

PDP.

Figura 2.18 – Compressor com rota de saída solidificada (swept volume)

Fonte: Distribution of 3D Visualization data for aftermarket (2009).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 57

Outra forma de se trabalhar com sistemas CAD (realidade virtual em 3D)

atualmente é utilizando manequins virtuais que simulam a participação de um

mecânico realizando a execução ou até mesmo validando a acessibilidade de

componentes sob o aspecto ergonômico. Apesar de todo o potencial deste tipo de

tecnologia, de nada adianta usar um manequim virtual se o usuário do sistema CAD

não possuir a competência necessária para compreender e representar a forma de

atuação de um mecânico. Uso de ferramentas, posição de reparo, disponibilidade ou

não de elevador para elevação de um automóvel formam, por exemplo, fatores

essenciais na pré-composição do ambiente de manutenção antes de se iniciar a

simulação virtual com o auxílio de um manequim 3D.

Maiores detalhes sobre a forma de atuar na análise de modelos virtuais serão

contemplados no capítulo 3.

2.6 Elementos de fixação

Durante a desmontagem de um produto para se ganhar acesso ao componente

desejado, diversos passos podem ser seguidos até que se chegue ao item almejado.

Em componentes mecânicos (foco do estudo do presente trabalho) o procedimento

de desmontagem e montagem está repleto de elementos de fixação que fazem o elo

entre dois ou mais componentes do produto. Parafusos, travas, contra-pinos, rebites,

montagens por interferência são algumas das formas com que os componentes

podem ser unificados.

Para Coulibaly, Houssin e Mutel (2008), os elos de montagem existentes entre

os componentes em uma modelagem CAD trazem informações relevantes sobre a

dificuldade e a facilidade com que a remoção destes elos pode ocorrer. Dentro da

metodologia apresentada por estes autores, sugere-se o uso de um fator de tempo

em relação a dificuldade de se realizar a desmontagem do elo de fixação (Tabela

2.2).

Da mesma forma, a MIL-HDBK-470A (1997) reforça algumas ações

elementares de manutenção para elementos de fixação disponibilizando inclusive

tempos aproximados em minutos conforme pode ser verificado na Tabela 2.3

correlacionada as Figuras AN.4 à AN.13.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 58

Tabela 2.2 – Tempo requerido para a desmontagem (1)

Tipo de elo de fixação Tempo requerido

Sem contato 0

Contato 1

Clipping

Roscamento 3

Parafuso/Porca 4

Encapsulamento 7

Cola 8

Dobradiça 3

Solda 10

Fonte: Coulibaly, Houssin e Mutel (2008).

Nota: alguns exemplos desta literatura de elementos de fixação não foram

apresentados por estarem fora do escopo deste trabalho.

Tabela 2.3 – Tempo requerido para a desmontagem (2)

Descrição

Remoção / instalação

(

min

)

Figura

Parafusos padrão 0,42 AN.4

Parafusos com sextavado interno 0,60 AN.5

Parafuso borboleta 0,14 AN.6

Parafuso de máquina com contra-porca 0,67 AN.7

Porcas ou parafusos 0,78 AN.8

Anel trava 0,27 AN.9

Trava tipo

drawhook

0,06 AN.10

Trava tipo spring clip 0,07 AN.11

Trava tipo borboleta 0,10 AN.12

Trava tipo

lift and turn

0,07 AN.13

Fonte: MIL-HDBK-470A (1997).

Logo, pela analogia de tempos padrões propostos para elementos de fixação

(seja em minutos ou na forma de um fator), fica evidenciado que a equipe de DP ao

decidir a forma de criar um elo entre dois ou mais componentes, possui uma

responsabilidade quanto ao tempo que será dedicado a remoção dos mesmos. Quer

dizer, dependendo do tipo e da quantidade de elementos de fixação escolhidos, o

tempo de manutenção será fortemente influenciado. Pode-se concluir que fixações

mais rígidas como a soldagem e a por rebites, assim como sistemas de “parafuso e

contra-porca” devem ser preferencialmente evitados.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 59

Basicamente, além da escolha do elemento de fixação, por uma questão

puramente técnica (baseado em cálculos que garantam a fixação desejada), a

equipe de DP deverá fazer uma escolha entre a facilidade da montagem produtiva

versus a dificuldade da manutenção (e.g.: rebitar uma chapa lateral de proteção ao

calor em um motor de ônibus pode ser rapidamente executado na produção, porém,

extramente complicado de se trabalhar na manutenção). Além disso, deve-se levar

em conta a disponibilidade do produto em campo, bem como a sua imagem caso

manutenções consideradas freqüentes se tornem complicadas por utilizar elementos

de fixação inadequados para a função do item.

Outro fator relevante na escolha do elemento de fixação diz respeito ao tipo de

ferramenta utilizada para realizar a remoção/instalação do mesmo. Diversos tipos de

parafusos e porcas podem ser selecionados no desenvolvimento do produto. Este

universo de alternativas acaba por gerar produtos como o mostrado na Figura 2.19,

onde diversos modelos de cabeças de parafusos foram aplicadas (neste exemplo,

tem-se cabeça multidentada interna/externa, sextavado interno e cabeça sextavada).

Portanto, para trabalhar com o trem de força do veículo de passeio da figura 2.19,

em apenas três fotos, seriam necessárias no mínimo quatro chaves diferentes para

se realizar a manutenção. No entanto, é importante lembrar que para alguns tipos de

parafusos, apesar de possuírem cabeças diferentes, ainda é possível utilizar o

mesmo conjunto de ferramentas (e.g.: cabeça de fenda e fenda cruzada).

Nota: uma das razões para se observar vários parafusos/porcas dentro de um

mesmo produto seriam as diferenças de componentes entre fornecedores quando se

selecionam produtos de “prateleira”

para evitar aumentos de custos em projetos.

Ou, até mesmo, uma busca de vanguarda da manutenção do veículo na procura por

proteção contra o mercado paralelo (ao escolher parafusos/porcas não usais).

Além de garantir um número reduzido de ferramentas e elementos de fixação

levando em conta o tempo de reparo que isto pode acarretar, a equipe de DP

também deve ser capaz de analisar a necessidade de espaços para que as

ferramentas possam acessar os componentes objetivados. Com os sistemas CAD, já

comentados na seção anterior, também é possível incluir análise de mantenabilidade

Componentes de prateleira são produtos que são oferecidos por fornecedores sem qualquer alteração do seu conceito

original. Ao propor uma adaptação do produto original para atender demandas de um projeto, estas alterações podem significar

aumento no custo de produto.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 60

que observem se existe ou não espaço para aplicação de ferramentas universais e

especiais utilizando modelos virtuais como o mostrado na figura 2.20. Maiores

detalhes de como aplicar este conceito no PDP serão abordados no capítulo 3.

Figura 2.19 – Manutenção com diversas cabeças de parafusos

Figura 2.20 – Modelo virtual de ferramenta

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 61

2.7 Terminologias de mantenabilidade

Durante a revisão da literatura sobre a mantenabilidade no PDP, foi observado

que existe uma variação de termos dentro desta área de estudo (o que pode gerar

confusões), principalmente relacionados às nomenclaturas definidas para alguns

DFX’s. Esta seção tem como objetivo clarificar estas terminologias trazendo à tona

as diferentes visões dos autores na busca pela padronização destes termos. Sendo

eles:

• DFMT: Design For Maintainability: Projeto orientado para a

Mantenabilidade;

• DFS: Design For Serviceability: Projeto orientado para a Serviçabilidade

(GLOSSÁRIO ON-LINE, 2009);

• DFS’: Design For Supportability: Projeto orientado para a Suportabilidade.

Para Dhillon (1999), as definições de alguns termos desta área são as

seguintes:

a) Mantenabilidade: referente aos aspectos do produto que melhoram a

serviçabilidade (serviceability) e a reparabilidade, aumentando a relação

custo benefício da manutenção, e assegurando que o produto atenda todos

os requisitos ao qual foi projetado;

b) Reparabilidade: é a probabilidade de que um produto falhado será reparado

e retornado ao seu estado funcional dentro de um tempo ativo

de reparo

definido;

c) Serviçabilidade: é o grau de dificuldade com que um produto falhado é

retornado ao seu estado funcional ao passar por um reparo;

d) Tempo ativo de reparo: é o tempo dentro da indisponibilidade de um

produto durante um procedimento de manutenção preventiva e/ou corretiva

(ver figura 2.7) em que o mecânico está realmente executando o reparo;

e) Tempo logístico: é o tempo dentro da indisponibilidade de um produto

durante um procedimento de manutenção preventiva e/ou corretiva (ver

figura 2.7) em que peças e/ou ferramentas estão sendo aguardadas.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 62

Analisando o trabalho de Huang (1996), este define o DFS como um

procedimento de análise que abrange as operações de desmontagem e montagem

comumente executadas em reparos de produtos. Basicamente, o DFS procura

propor uma metodologia em que os componentes do produto são revisados quanto

os seguintes critérios:

a) A peça/módulo (no sentido de sub-montagem) removida é/ou contém o item

a ser reparado?

b) A peça/módulo removida é uma tampa/capa que deve enclausurar o

componente a ser reparado ou proteger o mecânico do mesmo?

c) A peça/módulo deve ser removida para isolar o componente a ser reparado

ou o módulo que o contém?

Como esta metodologia na verdade segue alguns conceitos do DFA, os

critérios acima estão, na verdade, avaliando a real necessidade da existência de

cada peça proposta pelo engenheiro de desenvolvimento. A figura 2.21 mostra a

transformação de um gravador de pressão após ser reavaliado sob a ótica do DFS,

notando-se claramente que a mudança do conceito do produto seguiu uma das

diretrizes básicas do DFA, a simplificação.

Figura 2.21 – Projeto orientado para a Serviçabilidade.

Fonte: Adaptado de Huang (1996).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 63

Partindo para a MIL-HDBK-470A (1997), esta define a mantenabilidade como o

parâmetro de engenharia que busca facilitar, economizar tempo e recursos para que

um produto possa ser mantido (manutenção preventiva) ou restabelecido a uma

condição operacional especificada (manutenção corretiva) quando a manutenção for

realizada por pessoal capacitado, usando procedimentos e recursos definidos.

Apesar desta norma não definir o termo de serviçabilidade, ela acrescenta que

a consideração do tempo logístico (também definido por HUANG, 1996), somado ao

DFMT (Design for Maintainability), compõe o chamado DFS’ (Design for

Supportability). Fazendo então uma analogia com os termos apresentados até aqui,

o que a norma propõe é que a melhora da serviçabilidade seria uma parte

constituinte do parâmetro de mantenabilidade, já que este abrange não só a melhora

da facilidade com que se repara um produto, mas também todo o conceito de

manutenção, desde o seu endereçamento como um requerimento de projeto

(partindo do histórico de reparos/problemas no campo), passando pelo

desenvolvimento do conceito do produto com listas de verificações (check lists),

analisando-o e testando-o sob este aspecto, até chegar a execução da manutenção

do produto final nas mãos do cliente.

A definição de mantenabilidade por Blanchard e Fabrycky (2006) segue a

mesma linha da MIL-HDBK-470A (1997), porém focando na abordagem das

métricas quantitativas (MTTR, MTBF, entre outros). No entanto, estes mesmos

autores reservam um capítulo completo para o Projeto orientado para a

Suportabilidade e definem este DFX como: toda a “logística associada com a

aquisição inicial, produção, e distribuição do sistema/produto e seus elementos a

base operacional de seu cliente; e a subseqüente sustentação da manutenção e

suporte durante toda a vida útil do produto”.

No entanto, apesar da figura 2.22 demonstrar claramente toda a abrangência

do Projeto orientado para a Suportabilidade, Blanchard e Fabrycky (2006) também

denominam este DFX como Projeto orientado para a Serviçabilidade, contrariando a

forma como o DFS é compreendido por Huang (1996).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 64

Figura 2.22 – Projeto orientado para a Suportabilidade

Fonte: Adaptado de Blanchard e Fabrycky (2006).

Rozenfeld et al. (2006), é sucinto ao relatar algumas definições de DFX’s:

a) “Projeto orientado para Serviço (Design for Service, DFS): compreende na

adequação do produto para a operação, manutenção, fácil acesso a

componentes, de maneira a garantir a performance contra conflitos entre

diferentes serviços que possam ser executados no produto.” – esta

abordagem converge com a de Huang (1996);

b) “Projeto orientado para a Mantenabilidade (Design for Maintainability,

DFMt): concentra-se no projeto para manter o produto em funcionamento

durante o seu ciclo de vida, levando em conta a manutenção, inspeção,

reparo, padronização, entre outros. Tem forte relacionamento com métodos

que tratam da ergonomia, estética, confiabilidade e montagem”;

c) “Projeto orientado para o Auxílio na Logística (Design for Supportability):

consiste no gerenciamento dos recursos, suprimentos, instalações,

equipamentos, etc, compondo todas as considerações necessárias para o

projeto com um efetivo e econômico auxílio durante todo o ciclo de vida”. -

Aqui, o autor foi de certa forma confuso ao expressar a definição do DFS’.

Porém, é explícito sobre a inclusão de questões logísticas o que, segundo

outros autores, forma parte do conteúdo deste DFX. No entanto, questões

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 65

como treinamentos e suporte ao produto foram esquecidas ou mal

endereçadas na definição.

Para Pahl e Beitz (1996), a forma de declarar o DFX é ligeiramente diferente,

tratando a mantenabilidade como Design for Ease of Maintenance (Projeto orientado

a facilidade de realizar manutenção). Entretanto, apesar da diferença na

nomenclatura, estes autores estão em linha com a forma de tratar o Projeto

orientado para a Mantenabilidade, já que aplicam a forma como a mantenabilidade é

definida na MIL-HDBK-470A (1997). Assim como na norma, não definem claramente

o conceito de serviçabilidade e consideram o “serviço” como a simples ação de

manter um item operacional (e.g. lubrificação, limpeza, entre outros). O conjunto de

diretrizes apresentados se resume a: i) simplificar o produto e procedimentos; ii)

possibilitar a verificação dos reparos executados; iii) utilizar poka-yokes, simplificar

acessos e inspeções; iv) evitar calibrações e ajustes se possível; v) aplicar o

conceito de modularidade; e vi) otimizar o uso de ferramentas. Pelas diretrizes e o

que já foi abordado nesta seção até aqui, pode-se notar que para Pahl e Beitz

(1996), o Projeto orientado para a Serviçabilidade proposto por Huang (1996) está

contemplado no Design for Ease of Maintenance, ao objetivar a simplificação da

desmontagem e montagem do produto. Além disso, parte do Projeto orientado para

a Suportabilidade também estaria sendo examinado pela busca da simplificação dos

procedimentos de reparo.

Para finalizar esta seção, é necessário concluir qual é, na realidade, a

abrangência de cada um dos DFX’s estudados. Para tal, é importante agregar

algumas argumentações do autor da presente dissertação. São elas:

a) Durante todo o ciclo de vida do produto, iniciando no PDP e

acompanhando-o durante o seu uso, todo o trabalho realizado para dar

suporte ao produto no mercado com a edição de literatura técnica (catálogo

de peças de reposição e manuais de serviço), endereçamento da

mantenabilidade em projetos, definição de tempos de reparo padrões,

preparação de treinamentos e seus materiais de descrição e

funcionamento, definição das peças de reposição e composições de

inventários, criação de ferramentas especiais e ferramentas de diagnósticos

são, normalmente, acompanhados por um setor denominado de Suporte ao

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 66

Produto (Product Support) – podendo variar de

denominação/responsabilidades de empresa para empresa. A

responsabilidade desta área, focada em questões de suporte ao Pós-venda,

não abrange questões logísticas da produção, por exemplo;

b) Dentro da literatura revisada, Blanchard e Fabrycky (2006) foram os únicos

a abordar o Projeto de Suportabilidade como Projeto orientado para a

Serviçabilidade;

c) Apesar de alguns autores não mencionarem ou não reconhecerem, o termo

serviçabilidade (serviceability) é usualmente utilizado na indústria

automotiva como a facilidade com que o reparo pode ser realizado;

d) Apesar da importância do Projeto orientado para a Serviçabilidade, o

mesmo representa apenas parte do escopo do Projeto para

Mantenabilidade;

e) O Projeto orientado para a Mantenabilidade (que será detalhadamente

abordado na próxima seção), objetiva diversas das responsabilidades do

suporte ao produto, conforme apresentado anteriormente. Enquanto a

tratativa da mantenabilidade visa facilitar a diagnose de falha e diminuir o

número de ferramentas especiais/universais simplificando o produto, o

Suporte ao Produto/Projeto orientado para a Suportabilidade visam a forma

de declarar e disponibilizar estas informações/ferramentas para o campo;

f) Mesmo que o DFMT esteja diretamente ligado ao tempo ativo de reparo, a

aplicação do parâmetro de mantenabilidade durante o PDP garante ganhos

substanciais na melhoria da suportabilidade, já que fatores como a redução

do número de peças, a simplificação do produto, a diminuição da

quantidade de ferramentas irão ter efeito positivo sobre os tempos

logísticos;

g) Para atender o preceito da mantenabilidade, onde a manutenção é

realizada por pessoal capacitado, usando procedimentos e recursos

definidos, o Projeto orientado para a Suportabilidade deve correr em

paralelo durante o PDP para garantir que o suporte ao produto esteja

adequado no momento de lançamento do produto;

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 67

h) O Suporte ao Produto representa essencialmente a fatia de atividades do

Projeto orientado para a Suportabilidade destinadas ao suporte do produto

no campo, não se importando com questões internas como logísticas para a

produção ou o desenvolvimento de fornecedores.

Logo para concluir, a figura 2.23 busca sintetizar a opinião do autor do presente

trabalho baseado na revisão bibliográfica realizada sobre DFS, DFS’ e DFMT.

Lembrando que o DFS’ é o único DFX (dos abordados na dissertação) que possui

alguma responsabilidade pela produção, sendo os demais focados em ações no

pós-venda. Acredita-se ser relevante esta revisão para que estes DFX’s passem a

ser melhor compreendidos na sua totalidade.

Figura 2.23 – Definição dos DFX’s acerca da mantenabilidade

Estas considerações podem auxiliar a evitar situações como a apresentada por

Wani e Gandhi (2002), que alegam que a melhora do endereçamento da tribologia

do produto (desgaste e fricção) garante melhora da mantenabilidade de sistemas

mecânicos. Voltando a relembrar a Figura 2.6, pode-se concluir que a melhora do

desgaste e fricção, garantindo um aumento no intervalo de trocas de óleos ou

lubrificação de um componente mecânico, gerará uma disponibilidade maior do

produto, portanto aumentando a sua confiabilidade e não melhorando a

mantenabilidade como afirmam os autores.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 68

2.8 Projeto orientado para a Mantenabilidade

No início do capítulo 2, uma visão geral sobre a mantenabilidade foi

formalizada, começando com a definição da manutenção e os seus tipos,

entendendo a forma como é suportada (ambiente, política de reposição e nível de

suporte), declarando o relacionamento próximo com a confiabilidade e a ergonomia,

passando pelo entendimento da comunicação entre engenharia de campo e produto

(utilizando a realidade virtual), compreendendo a influência dos elementos de

fixação nesta área até chegar as terminologias acerca da mantenabilidade.

Tudo isto serviu para que a base de conhecimento sobre o Projeto orientado

para a Mantenabilidade fosse formalizada. Além destes tópicos, esta seção traz

maiores detalhes que devem ser observados quando da aplicação do parâmetro de

mantenabilidade no desenvolvimento do produto. No entanto, o exame deste tópico

ao longo das fases do PDP (que será tratado nas próximas seções) será melhor

abordado como uma proposta no capítulo 3.

Para reforçar a revisão bibliográfica sobre a mantenabilidade, o Apêndice B

apresenta um conjunto de diretrizes compiladas a partir de diversos autores.

Complementos da vivência prática do autor do presente trabalho e conceitos

abordados ao longo do capítulo 3 também fazem parte do conteúdo das diretrizes

deste apêndice.

2.8.1 Métricas da mantenabilidade

As métricas sobre a mantenabilidade podem ser divididas entre quantitativas e

qualitativas. Estas métricas normalmente são utilizadas para guiar o trabalho da

engenharia, servindo de requisitos de projeto durante o PDP.

2.8.1.1. Métricas quantitativas

As diversas métricas quantitativas são amplamente abordadas na literatura. As

principais delas, já apresentadas na seção 2.3, são o MTTR (utilizado para a

manutenção corretiva) e a disponibilidade do produto. Outras métricas propostas

circulam sobre mão-de-obra por reparo, tempo médio de manutenção preventiva,

máximo tempo ativo de manutenção corretiva, entre outros.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 69

Tomando novamente como exemplo o mercado de veículos comerciais, onde a

disponibilidade do produto representa um forte requerimento do cliente, basicamente

o que se deve assegurar é a disponibilidade prometida. Para tal, além de garantir a

confiabilidade mínima esperada do produto, deve existir um foco intenso em

operações de manutenção corretiva que tenham uma freqüência de falha

conhecida/esperada e desenvolver produtos que possuam o menor tempo de

manutenção preventiva garantindo uma maior disponibilidade dos mesmos.

Normalmente, baseados em dados de campo, objetivos quantitativos de máximo

tempo de reparo ativo são endereçados em componentes considerados “chave”. É

sobre o tempo ativo de reparo que a engenharia normalmente irá direcionar esforços

para melhorar o tempo de reparo padrão. Esta prioridade pode ser confirmada na

Figura 2.24 já que 84% do tempo total do reparo está focado na desmontagem e

montagem do produto, segundo Huang (1996).

Divisão do tempo de reparo (%)

35%

49%

Desmontagem do produto Montagem do produto Busca pela ferramenta

Busca pelas peças Devolução das ferramentas

Figura 2.24 – Divisão do tempo de reparo

Fonte: Adaptado de Huang (1996).

2.8.1.2. Métricas qualitativas

Segundo a MIL-HDBK-470A (1997), as métricas qualitativas formam o conjunto

de demandas que asseguram que o produto a ser desenvolvido seja manutenível.

Exemplos destas métricas são:

a) Nenhuma nova ferramenta especial será criada para dar suporte ao novo

produto;

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 70

b) A composição do novo produto deve ser de no mínimo 85% das peças já

previamente existentes no inventário da empresa;

c) O acesso a componentes considerados “chave” (lista de componentes

disponível ao grupo de projeto) deve ser livre – fica vedada a remoção de

qualquer peça periférica nestes itens.

Apesar de não possuírem uma fórmula específica (predeterminada, como o

MTTR), estas métricas normalmente expressam desejos/demandas de clientes

internos (outros setores da empresa)/externos podendo significar ganhos

importantes para a empresa dentro da suportabilidade do produto.

2.8.2 Ferramentas e equipamentos para diagnose

Para realizar a manutenção de qualquer produto, o ideal é sempre manter o

número de ferramentas para realizar a desmontagem, a montagem, o diagnóstico,

testes em bancadas, e equipamentos de segurança no menor nível possível.

Deixando de lado equipamentos de teste e diagnóstico mais orientados a

produtos com eletrônica embarcada, pode-se compilar as ferramentas em dois

grupos principais:

a) Ferramentas universais: são ferramentas comumente encontradas no

mercado tais como uma chave de fenda, chave torx, chave allen, catracas,

sacadores universais, entre outros (Figura 2.20 é um exemplo de

ferramenta universal);

b) Ferramentas especiais: são ferramentas especialmente desenvolvidas pelo

fabricante para atender ao design do seu produto. Estas ferramentas visam

realizar o trabalho de manutenção de forma segura, rápida e funcional (e.g.:

copos para montagem de retentores, cavaletes específicos para segurar

motores, caixa de câmbio ou diferenciais para procedimentos de

recondicionamento fora de veículo, caixa de pinos para testes de sinais

elétricos de módulos eletrônicos e/ou sensores, entre outros).

As ferramentas especiais também podem ser categorizadas por outros dois

fatores clássicos:

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 71

a) Proteção de mercado: criam-se empecilhos sobre o uso de ferramentas

universais para se garantir que o cliente só repare o produto dentro da rede

de assistência técnica do fabricante;

b) Não consideração da mantenabilidade ao longo do PDP: ao não conhecer a

forma, o local, o ferramental e o nível de conhecimento em que a

manutenção está inserida, problemas conceituais sérios do produto podem

ser gerados:

b1) Aumento do MTTR do item em virtude da dificuldade em se realizar a

manutenção;

b2) Geração de custos no desenvolvimento e distribuição de ferramental

exclusivo. A Figura 2.25 mostra um exemplo em que uma ferramenta

especial foi criada para a tubulação de alta pressão de um sistema

common rail que foi concebida de forma a cobrir um erro conceitual do

projeto do produto;

b3) Cobrir lacunas de projeto para garantir a correta montagem/ajuste de

componentes.

Figura 2.25 – Ferramenta especial

2.8.3 Testabilidade

Para que a diagnose de um produto seja facilitada, é sempre importante

compor o produto com possibilidades de testes para verificação, antes e após o

reparo. Em veículos, por exemplo, são necessários pontos reservados para a

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 72

instalação de nípeis de verificação da pressão de óleo do motor ou da pressão de

um sistema de ar comprimido, janelas de inspeção para análise de desgaste e

montagem de um sistema de freio a disco, acesso livre a conectores de sensores e

módulos eletrônicos, entre outros, formam exemplos de como a testabilidade deve

ser considerada.

2.8.4 Padronização

A MIL-HDBK-470A (1997) afirma que a padronização encoraja o uso de itens

comuns (não se referindo apenas a peças, mas também a processos, sistemas,

softwares, ferramentas, entre outros).

A padronização de um produto com mais itens de “prateleira” (e.g.: filtro de ar,

filtros de combustível e óleo, parafusos, porcas, anéis elásticos, bujões de drenagem

de óleo, entre outros) sob a ótica do parâmetro de mantenabilidade pode acarretar

nos seguintes benefícios:

a) Menor uso de diferentes ferramentas especiais/universais;

b) Menor risco de montagem de peças incorretas durante reparos;

c) Diminuição da necessidade de treinamento caso a família de produtos da

mesma empresa se utilize de componentes padronizados.

A não padronização normalmente ocorre pela falta de conhecimento da equipe

de desenvolvimento sobre a gama de itens disponíveis dentro da própria empresa e

pelo não endereçamento da padronização com fornecedores-chave do projeto.

No entanto, Dhillon (1999) alerta para o fato de que a padronização não pode

se tornar uma busca excessiva ao ponto de barrar a entrada de novas tecnologias

bloqueando os avanços naturais de desenvolvimento do produto.

2.8.5 Modularidade

A modularização de um produto significa a separação das funcionalidades do

mesmo em componentes/sub-montagens diferenciadas, podendo ser

removidas/instaladas como entidades independentes.

As vantagens da modularização são:

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 73

a) menor necessidade de conhecimento necessária na assistência técnica do

produto – pode-se dividir o reparo por especialidades (e.g. elétrica,

pneumática, hidráulica, entre outros);

b) menor número de ferramentas;

c) reconhecimento, isolamento e substituição de componentes defeituosos é

simplificado;

d) agilidade no reparo já que módulos são normalmente facilmente

intercambiáveis;

e) minimização da possibilidade de contaminar outras peças durante o reparo

(e.g. soldagem para soltar peças podendo danificar o produto – ver exemplo

de desmontagem de um alternador no Apêndice A);

f) Ao definir interfaces padronizadas entre diferentes módulos pode-se

aprimorar/adequar (substituir por componentes disponíveis no momento do

reparo) o produto ao longo da vida útil (e.g. a troca de um diferencial “curto”

para “longo” mudando a aplicação de um caminhão de construção para

rodoviária ou a mudança de um compressor de ar com menor para um de

maior capacidade).

2.8.6 Simplificação

A simplificação do produto (já demonstrada na Figura 2.21) deve ser sempre

perseguida pelos desenvolvedores do produto. Assim como a concepção do produto

leva em conta a forma de pensar e atuar do cliente final, o

engenheiro/desenvolvedor deve ser capaz de compreender a forma com que o

projeto será reparado. Entender as capacidades do pessoal da assistência técnica,

bem como o ambiente e as ferramentas disponíveis, já formam um grande passo

para que o produto seja desenvolvido para estes fins – normalmente levando a

simplificação do design.

2.8.7 Acessibilidade

Dhillon (1999) referencia uma norma do exército americano para definir a

importância da acessibilidade no desenvolvimento de um produto: “Obter acesso a

um equipamento é, provavelmente, a segunda tarefa que mais consome tempo,

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 74

perdendo apenas para a isolação da falha, e quando existe um sistema de detecção

automática de falhas, com certeza obter acesso passa a ser a tarefa mais

demorada”.

A facilidade de se acessar um módulo ou um componente do produto se torna

primordial sempre que a freqüência com que o item será verificado (preventiva) ou

corrigido (corretiva) for relevante na determinação da disponibilidade do produto.

Acesso a elementos de fixação, a troca de componentes-chave sem a necessidade

de remoção de outros itens (a partir do seu exterior), a possibilidade de visualizar o

resultado do reparo/ajuste executado ou se o desgaste de um determinado

componente vai levar ou não a uma intervenção, formam valores básicos do

endereçamento da acessibilidade no PDP (maiores detalhes serão repassados no

conjunto de diretrizes para a mantenabilidade).

Este parâmetro deve ser um dos focos básicos dos desenvolvedores do

produto/serviço ao endereçar a mantenabilidade com a realidade virtual (assim como

mostrado nas figuras 2.17 e 2.18). A modelagem em sistemas CAD possibilita que o

projeto seja verificado quanto aos seus respectivos acessos de manutenção, seja

sobre o ponto de vista ergonômico ou de ferramental pré-existente.

Além disso, este termo não deve ser utilizado somente sob o conceito de

espaço, mas também sob a forma de dificuldade em acessar algo. Por exemplo, ao

compor uma tampa de inspeção com um número elevado de parafusos, isso trará

um aumento excessivo no tempo de acesso ao item almejado. Nesta mesma linha, o

engenheiro do produto deve estar atento a possíveis conflitos entre as vantagens de

uma montagem empilhada sugerido pelo DFMA e as suas possíveis conseqüências

para a manutenção de um produto. Na manutenção, parafusos que podem ser

facilmente apertados e soldados por processos de sub-montagens na produção,

podem não ser acessados na composição final do produto (ver estudo de caso sobre

alternadores no Apêndice A para maiores informações).

2.8.8 Coleta de dados do campo

A vivência da aplicação real dos produtos no campo possibilita que uma carga

imensa de conhecimentos seja gerada para uma empresa. Ao tomar ciência de

problemas de qualidade provocados por aplicação indevida, erros de projetos, ou

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 75

por manufatura incorreta, as áreas de suporte acabam por conhecer a fundo o

comportamento de um produto durante a sua vida útil. Suas vantagens e

desvantagens, como corrigir os problemas de forma rápida (com uma ação de

contenção), endereçar soluções definitivas após a engenharia ter solucionado a

questão, ou até mesmo conviver com o item já que o defeito foi concebido desta

forma no projeto, são atribuições que o engenheiro de serviço vivencia diariamente.

Voltando a seção 2.5, que retrata a comunicação entre o engenheiro de

produto e serviço (engenharia simultânea), pode-se afirmar (pela experiência prática

do presente autor e pela revisão da literatura) que boa parte da carga de

conhecimento concebida no campo não retorna às equipes de desenvolvimento para

a próxima geração de produtos. Casos conhecidos de problemas críticos no campo

(com alta taxa de falha) são normalmente tratados via qualidade, sendo o problema

corrigido ainda na versão atual do produto. No entanto, questões mais subjetivas

como serviçabilidade ruim são contornadas com operações de reparo mais longas,

ferramentas adaptadas, sugestões técnicas formalmente encaminhadas para a

assistência técnica no nível da manutenção organizacional ou intermediária, não

sendo devidamente examinadas junto aos engenheiros ligados diretamente e

exclusivamente ao desenvolvimento do produto.

Informações de campo também podem ser coletadas em testes de protótipos

reais já que representam uma fonte importante de conhecimentos sobre a aplicação

do produto, e portanto, se bem retro-alimentados, eventuais problemas na

concepção da manutenção podem ser melhorados antes do lançamento final do

item.

Mesmo assim, por mais que se trabalhe dentro dos conceitos ideais da

engenharia simultânea durante o desenvolvimento, convertendo problemas de

protótipos em melhorias de produto, seguindo fielmente todos os passos do PDP,

existirão sempre problemas que somente serão notados após o lançamento do

produto durante a sua aplicação real no campo

. Isto decorre do maior número de

situações que o produto estará exposto em diferentes ambientes, momentos e

usuários (WECKMAN; SHELL; MARVIN; 2001).

Conforme declara a MIL-HDBK-470A (1997), que teve seu texto mantido no idioma original para repassar fielmente o seu

conteúdo: “Despite our best efforts to design properly and to validate the design through development testing, some problems

may not evidence themselves until the product has been fielded”

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 76

2.8.8.1. Coleta e análise dos dados de campo

Ao coletar e analisar os dados sobre a aplicação do produto no campo, pode-

se compreender os seguintes aspectos do produto:

a) desempenho;

b) problemas com altas taxas de falhas/defeitos segundo o momento da

montagem e/ou momento do reparo;

c) tempos-padrão de reparo insuficientes para execução do reparo;

d) dificuldades na compreensão/execução do procedimento de reparo;

e) uso incorreto por parte dos usuários;

f) manutenção incorreta do produto no nível organizacional e/ou intermediário;

g) configuração de reposição insuficiente para atender os anseios do campo.

Para que estes dados sejam coletados de uma maneira segura, além de definir

um conjunto de informações fundamentais (sugerido por Smith, 2005) a serem

registradas durante a intervenção do produto no campo, é necessário que se tenha

um sistema capaz de coletar/armazenar todo este banco de dados para o uso no

momento apropriado por parte da equipe de desenvolvimento ao longo do PDP. A

fonte destas informações podem ser as seguintes:

a) sistema de garantia;

b) sistema de vendas de peças para reposição;

c) sistema de qualidade: registro de problemas e soluções para casos de

campo e produção;

d) sistemas de assistência técnica: histórico dos problemas relatados e

solucionados entre os diferentes níveis de manutenção (do organizacional

até o nível do fabricante);

e) histórico de serviços ao longo da vida útil: para fabricantes automotivos

normalmente é possível levantar fichas de todos os reparos e trocas de

peças executados em concessionárias;

f) registro de visitas técnicas executadas por engenheiros de serviço no nível

intermediário ou organizacional abordando problemas singulares que não

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 77

se enquadrem no sistema da qualidade (e.g. erros de aplicação, falta de

conhecimento do produto, conceitos da mantenabilidade endereçados

erroneamente durante o desenvolvimento);

g) desempenho e aplicação do produto – caso o mesmo possua registro

interno de diferentes fatores da sua utilização (produtos com eletrônica

embarcada). Neste caso, pode-se ter: horas do produto em atividade, horas

de utilização do produto em cada tipo de função previamente definida,

temperatura ambiente, pressão atmosférica durante o uso, entre outros.

A intenção com a coleta destes dados é prover informações confiáveis e

relevantes à equipe de desenvolvimento do produto. Com todas as informações na

mão poderão ser definidos quais itens prioritários devem ser melhorados/abordados

durante o melhoramento do produto corrente ou futuro.

Nota: além de utilizar bancos de dados, a experiência constituída na equipe de

desenvolvimento deve ser capaz de discernir e utilizar sempre que necessário

conhecimentos empíricos formados tanto no âmbito de campo (engenheiro de

serviço) quanto no desenvolvimento de produtos (engenheiro do produto), que por

ventura não tenham sido formalmente registrados.

2.8.9 Ferramentas de engenharia que suportam a mantenabilidade

Existem diversas metodologias dentro do PDP, que se não foram concebidas

única e exclusivamente para tratar o parâmetro de mantenabilidade, ao menos suas

análises e resultados servem como base para a melhora da manutenção de um

produto final.

Não é a intenção do presente trabalho trazer os detalhes de cada uma destas

ferramentas. No entanto, faz-se necessário lembrar a existência das mesmas na

literatura e compreender o que pode ser retirado destas técnicas que possa resultar

em avanços na aplicação da mantenabilidade.

O FMECA (Failure Mode, Effects, and Criticality Analysis) ajuda a melhorar

o produto já que auxilia na determinação de pontos de testes, no desenvolvimento

de sistemas de diagnósticos, na percepção de possíveis componentes-problemas

que não sejam fáceis de ser acessados, entre outros.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 78

O FTA (Fault Tree Analysis) determina para cada modo de falha trabalhado

toda a gama de possíveis eventos que podem resultar no problema estudado. Assim

como o FMECA, o método de FTA pode trazer importantes identificações de

problemas para a manutenção do produto, podendo-se tratá-las antes do

“congelamento” da modelagem do projeto.

O diagrama de causa e efeito também pode ser utilizado para se buscar

compreender as potenciais causas de um modo de falha.

O processo de alocação da mantenabilidade, segundo a MIL-HDBK-470A

(1997), consiste na divisão de requisitos de manutenção para os sub-níveis de uma

montagem. Quer dizer, se um sistema possui um objetivo global de MTTR a ser

atingido, este objetivo deve ser rateado entre sub-sistemas, equipamentos e

componentes, para que se monitore e alcance o requerimento de manutenção

desejado ao longo do PDP. Um exemplo de alocação da mantenabilidade já

anteriormente abordado nesta dissertação e que reflete bem a intenção destes

procedimentos é o FRCM (para maiores detalhes ver a seção 2.3.2).

O RCM (Reliability-Centered Maintenance) é um método analítico utilizado

para identificar quais peças devem passar por manutenções preventivas em uma

relação custo benefício assegurando a confiabilidade do sistema entre as

intervenções planejadas.

2.9 Processo de desenvolvimento do produto (PDP)

Para transformar uma idéia em um produto de sucesso no mercado,

normalmente faz se necessária a aplicação de um processo de desenvolvimento do

produto (PDP). Para Rozenfeld et al. (2006), o PDP contêm as seguintes fases:

Planejamento do Projeto, Projeto Informacional, Projeto Conceitual, Projeto

Detalhado, Preparação para Produção e Lançamento do produto (conforme pode ser

visto na Figura 2.26). Já para Pahl e Beitz (1996), o PDP envolve Clarificação da

Tarefa, Projeto Conceitual, Projeto Preliminar e Projeto Detalhado.

Apesar da metodologia variar de autor para autor, seja no número de fases

e/ou na composição de cada uma delas, basicamente pode-se afirmar que a

“espinha dorsal” do PDP é a mesma. Inicia-se com a transformação das

necessidades do cliente (após um estudo de mercado) em uma especificação de

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 79

produto (e.g. com o auxílio da Casa da Qualidade). Com isso, buscam-se os

problemas essenciais para compor uma estrutura funcional do produto e a partir

desta, geram-se diversas alternativas que possam solucionar os problemas

existentes (e.g. uso do brainstorming e matriz morfológica). Então, após uma

avaliação das alternativas geradas (e.g. uso da matriz de avaliação absoluta),

escolhe-se um conceito com o qual a equipe de desenvolvimento de projeto irá se

aprofundar e detalhar até que se chegue ao desejado produto final.

Figura 2.26 - Processo de Desenvolvimento do Produto

Fonte: Rozenfeld et al. (2006).

2.9.1 A mantenabilidade dentro do processo de desenvolvimento do produto

Ao longo de todo o PDP, pode-se afirmar que o engenheiro de

desenvolvimento do produto recebe uma forte influência de diferentes setores da

organização, que demandam a consideração de diversos requisitos durante a

criação da concepção do produto (ZIMMERMAN; BERGSJÖ; MALMQVIST, 2006).

Tipicamente, tais demandas incluem aspectos da manufaturabilidade, qualidade,

cumprimento de custos e a inserção de funcionalidades requisitadas pelo marketing.

E é exatamente por haver esta disputa pelas soluções geradas a partir dos

engenheiros de DP que, normalmente, coexiste com recursos limitados, e em função

da pressão pela rápida entrega do produto ao mercado, que requisitos como a

mantenabilidade e o suporte ao cliente podem ser preteridos, pois sucumbem a

outras necessidades.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 80

Porém, sabendo que tanto a manutenção quanto o suporte ao cliente ocorrem

após a introdução do produto ao mercado, e que é justamente no pós-

desenvolvimento que os lucros são revertidos a empresa (ver Figura 2.27), não é

difícil compreender que um projeto mal desenvolvido sob estes aspectos poderá

causar sérios danos a lucratividade do produto ao longo da sua vida útil.

Figura 2.27 - Vida útil de um Produto

Fonte: Adaptado de Pahl e Beitz (1996).

Portanto, para compreender melhor como o parâmetro de mantenabilidade está

atualmente inserido no PDP, uma revisão foi realizada sobre duas referências

consideradas clássicas pelo presente autor deste estudo na compreensão do

processo de desenvolvimento do produto. Na seção 2.9.2 uma revisão sobre o

trabalho de Pahl e Beitz (1996) e em 2.9.3 Blanchard e Fabrycky (2006) são

analisados sob a ótica da mantenabilidade. Para Blanchard e Fabrycky (2006),

apenas uma revisão sobre a forma de atuar sobre as métricas que envolvem a

mantenabilidade é utilizada, enquanto para Pahl e Beitz, uma análise fase a fase

sobre os aspectos da mantenabilidade é trazida a tona. Já na seção 2.9.4, a vivência

do autor desta dissertação no desenvolvimento de produtos sob o aspecto da

mantenabilidade é explorada.

2.9.2 Mantenabilidade no PDP (Pahl e Beitz)

Para Pahl e Beitz (1996), as fases do desenvolvimento do produto podem ser

resumidas conforme apresentado na Figura 2.28.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 81

Antes de entrar em cada fase proposta por estes autores vale observar que

dentro dos fundamentos de sistemas técnicos que propõem, eles declaram que além

de satisfazer a funcionalidade e o inter-relacionamento entre os componentes, deve-

se também garantir que uma solução atenda os aspectos da mantenabilidade,

garantindo a conservação, a possibilidade de inspeção e reparo do produto.

Aconselham ainda que este parâmetro seja já endereçado na fase conceitual, pelo

menos na sua essência.

Figura 2.28 - Processo de Desenvolvimento do Produto

Fonte: Adaptado de Pahl e Beitz (1996).

Resumidamente, pode-se afirmar que as fases são compostas pelas seguintes

definições:

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 82

a) Esclarecimento da Tarefa: fase responsável pela compilação das

necessidades dos clientes convertendo-as em uma especificação do produto;

b) Projeto Conceitual: fase responsável pela definição dos problemas existentes

para se atingir a especificação do produto e pela criação de uma estrutura

funcional. É nesta etapa que se elaboram e se avaliam diversos princípios

funcionais para se chegar a um conceito do produto;

c) Projeto Preliminar: fase responsável pela transformação do conceito em um

leiaute definitivo da solução técnica (desenhos em escala e disposição do

produto no espaço definidos);

d) Projeto Detalhado: fase responsável pelo detalhamento do leiaute da solução

técnica (e.g. inclusão de dimensões, propriedades superficiais, material e do

detalhamento do processo produtivo).

Pode-se mesclar as Figuras 2.15 e 2.28 para que fique mais clara a evolução

da modelagem do produto ao longo do andamento nas fases de Pahl e Beitz (1996),

conforme apresentado na Figura 2.29.

Esclarecimento

da Tarefa

Projeto

Conceitual

Projeto

Preliminar

Projeto

Detalhado

Leiaute

preliminar

Leiaute

preliminar

Leiaute

Definitivo

Leiaute

Definitivo

Desenho p/

Produção

Desenho p/

Produção

Figura 2.29 – Evolução da modelagem no PDP

Dentro da primeira fase, Esclarecimento da Tarefa, os autores demonstram

como construir uma especificação do produto. Nela, a mantenabilidade aparece

como um item de uma lista de verificações trazendo exemplos da empregabilidade

da manutenção (e.g. intervalos de troca, inspeções, reparo, troca de componentes,

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 83

pintura e limpeza), servindo como um guia de sugestões a serem analisadas nesta

fase. Assim como qualquer outro requerimento da lista de verificações (check list), o

tópico manutenção não é aprofundado, já que os autores se dedicam mais a

demonstrar como gerar uma lista de verificações ao invés de detalhar diferentes

áreas de interesse. No entanto, através da explicação da criação do formato da lista

e de exemplos práticos, deixam evidente a necessidade de se gerar requisitos claros

e que possam ser quantificados (e.g. intervalo de manutenção do componente “x”

deve ser maior do que 12 meses). Outro fato relevante na formatação dos requisitos

é a demarcação dos itens entre “desejos” ou “demandas”, sendo este primordial e

aquele um requerimento a ser considerado.

Ao passar para a fase do Projeto Conceitual, primeiramente os problemas

essenciais são identificados. Uma análise funcional é criada e convertida em

princípios funcionais, que na seqüência são transformados em uma estrutura

funcional. Com a combinação destas estruturas, geram-se diferentes soluções que

devem ser sabatinadas por diferentes ferramentas que validam ou não os conceitos

contra aspectos técnicos e econômicos do projeto. Novamente, a mantenabilidade é

lembrada em uma lista de verificações que serve de auxílio para a avaliação do

projeto na fase conceitual. Neste guia, a simplicidade, a limpeza, a fácil inspeção e

reparo são mencionados, para que o possível conceito escolhido ao final desta

etapa do PDP não deixe de contemplar aspectos da manutenção.

Já dentro do Projeto Preliminar, onde o conceito selecionado passará por uma

metamorfose até chegar a um leiaute definitivo, outra lista de verificações é

apresentada como um conjunto de regras básicas para esta etapa. Uma pergunta

chave é colocada buscando identificar se a manutenção, inspeção e

recondicionamento podem ser executados/verificados de uma forma simples. Logo

na seqüência, Pahl e Beitz (1996), reforçam abaixo das seções sobre “Clareza” e

“Simplicidade” que além do que já fora mencionado nas fases anteriores, outros

aspectos da mantenabilidade devem ser seguidos, sendo eles:

a) Utilização mínima de ferramentas, equipamentos e informações complexas no

processo de reparo;

b) Criação de uma planilha que defina o escopo e a programação de como

ocorrerá a manutenção do produto;

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 84

c) Viabilidade de certificação de que o reparo recém realizado foi devidamente

conduzido ou não;

d) Falhas devem ser encontradas de uma forma rápida e fácil;

e) E que a manutenção deve ser simplificada e com baixo tempo de reparo.

Somente mais ao final da fase do Projeto Preliminar que os autores dispõem-se

a entrar ligeiramente no DFMT (Design for Maintainability ou Design for Ease of

Maintenance conforme denominado na literatura em questão). As seguintes

questões são endereçadas:

a) Sistemas devem ser preferencialmente isentos de ajustes ou regulagens;

b) Poucas peças devem ser utilizadas visando a simplificação do produto;

c) Componentes-padrão devem ser selecionados sempre que possível;

d) Permitir livre acesso;

e) Providenciar fácil desmontagem e montagem;

f) Aplicar princípios de modelagem modular;

g) Novamente reforçam o aspecto de utilizar o menor número de ferramentas

possível.

Nesta seção, fica clara a influência do engenheiro de desenvolvimento do

produto na composição dos custos de manutenção e nas formas de execução da

mesma quando da escolha de princípios funcionais ao longo da fase conceitual e

seu desenrolar durante a fase preliminar.

Além disso, os autores afirmam que o tipo de manutenção a ser desenvolvida

durante a vida útil do produto decorre das premissas do projeto, como a

disponibilidade, confiabilidade, segurança e tipo de sistemas (e sua funções

específicas). Quer dizer, a manutenção será realizada de forma corretiva, preventiva

ou preditiva dependendo das necessidades impostas pelo projeto do produto

(entenda-se necessidades dos clientes). Alegam também que durante o Projeto

Preliminar é importante considerar a acessibilidade e o Projeto orientado para a

Montagem (DFA – Design for Assembly).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 85

Apesar de, idealmente considerarem que uma solução técnica deva ser isenta

da necessidade de manutenção, através da composição do produto com

componentes de confiabilidade similar, Pahl e Beitz (1996) entendem que esta

decisão pode não ser viável tecnicamente ou até a mesmo proibitiva se levado em

conta o custo do projeto. Logo, voltam a listar diversos objetivos dentro da

mantenabilidade que são necessários para assegurar o rápido retorno do produto a

sua funcionalidade original.

Passando para o Projeto Detalhado, os autores são sucintos ao descrever esta

fase declarando apenas que a mesma é responsável pelo detalhamento do leiaute

da solução técnica escolhida. No que tange a mantenabilidade, a importância desta

fase no desenvolvimento se faz pela documentação da forma de operação e

manutenção do produto ao longo da sua vida útil.

Basicamente, desde o momento que um conceito é definido até se chegar a um

leiaute definitivo existe uma “luta por espaço”

no projeto. E é exatamente nestas

fases em que o parâmetro de mantenabilidade tem que ser aplicado e

cuidadosamente revisado, passando desde verificações visuais com auxílio da

realidade virtual até chegar a averiguações físicas em protótipos reais. Apesar de

Pahl e Beitz (1996) lembrarem da manutenção na descrição de todas as fases,

trazendo listas de verificações sucintas e pontualmente mencionando o parâmetro

de mantenabilidade, não são claros sobre como atuar ao longo do PDP para que os

espaços necessários tanto para a manutenção quanto para a produção sejam

assegurados. Além disso, não declaram muitas métricas acerca do assunto, e nem

como monitorar requisitos de manutenção desde o esclarecimento da tarefa até o

projeto detalhado.

2.9.3 Mantenabilidade – Blanchard e Fabrycky

Blanchard e Fabrycky (2006) incluem o tema de mantenabilidade

constantemente durante todo o desenvolvimento do produto. Um resumo das ações

que devem ser tomadas sobre este aspecto dentro de cada fase é encontrado a

seguir:

Espaços em um modelo 3D são disputados pois existem diversas necessidades a serem atendidas. Sendo que muitas

destas demandas podem ser até conflitantes, sendo necessário aplicar modelos de análise de custo-benefício.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 86

1 Projeto conceitual: definição do conceito de manutenção, requisitos da

mantenabilidade (qualitativos e quantitativos) e planejamento da

manutenção do produto;

2 Projeto do sistema preliminar: alocação dos requisitos da mantenabilidade,

análises de custo-benefício, suporte ao desenvolvimento do produto sob a

ótica do parâmetro da mantenabilidade e revisões virtuais do produto. É

nesta fase que os DFX’s são sucintamente apresentados;

3 Projeto e desenvolvimento detalhado: as mesmas ações do passo acima,

porém incluindo a demonstração do conceito de manutenção implementado

na verificação em produtos físicos;

4 Produção/construção: avaliação e teste da mantenabilidade do produto

através da verificação da cadeia de suporte ao produto como um todo,

aquisição e análise de dados referentes à mantenabilidade durante os

testes focando em ações corretivas no projeto caso necessário;

5 Utilização do produto e suporte durante o ciclo de vida: aquisição e análise

de dados referentes a mantenabilidade durante a vida útil focando em

modificações do produto caso necessário (novos projetos).

A própria composição de fases de PDP utilizadas pelos autores já demonstra

claramente um cuidado a mais, se comparado a Pahl e Beitz (1996), pois o ciclo de

vida completo do produto é contemplado no desenvolvimento. Assim como na seção

2.9.2, propostas de listas de verificações (check lists), requisitos e análises de custo-

benefício são apresentados para se considerar aspectos da mantenabilidade.

Os autores propõem também capítulos exclusivos para alguns DFX’s, dois dos

quais diretamente relacionados ao escopo desta dissertação: i) Projeto orientado

para a Mantenabilidade; e ii) Projeto orientado para a Serviçabilidade (abordado e

questionado na seção 2.7 por ser na realidade um Projeto orientado para a

Suportabilidade).

Porém, apesar de estarem considerando a vida útil do produto ao longo de todo

o desenvolvimento, seja na fase virtual ou nas fases de teste e validação, para

Blanchard e Fabrycky (2006), o Projeto orientado para a Mantenabilidade

basicamente está focado em métricas (e.g. MTTR e MTBF). Os autores são

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 87

minuciosos em trazer diversas métricas para se acompanhar ou propor objetivos

relacionados à mantenabilidade, porém são omissos ao tentar aliar estas métricas à

forma de se atuar ao longo do projeto para que o produto final seja desenvolvido

para atendê-las. Acabam retratando o que deve ser alcançado em termos de

mantenabilidade, mas não são capazes de converter estes objetivos em ações

claras de atuação no PDP.

Assim como na seção referente a Pahl e Beitz, Blanchard e Fabrycky apenas

mencionam os sistemas CAD sem descrever de uma forma clara como os projetistas

podem se beneficiar destas poderosas ferramentas para incorporar questões do pós-

venda (ou mesmo da produção) na modelagem virtual de produtos em 3D.

2.9.4 Endereçamento da mantenabilidade na prática

Como se pode notar, a mantenabilidade possui, dentre outras áreas, uma

posição de destaque na literatura. Ela é referenciada ao longo do processo de

desenvolvimento do produto inúmeras vezes - conforme pode ser visto em Pahl e

Beitz (1996). Porém, apesar de mencionada, a forma como a mesma é geralmente

apresentada não condiz com a sua importância durante a vida útil do produto.

Basicamente, a literatura traz um conjunto de diretrizes e objetivos a serem

alcançados ao longo do PDP acerca da mantenabilidade. Porém, a forma de

implementá-los não está declarada, dificultando aos engenheiros de

desenvolvimento compreender melhor o tema.

Ao se tomar a acessibilidade de um componente como exemplo, pode-se

afirmar que tanto Pahl e Beitz (1996), Rozenfeld et al. (2006) e Dhillon (1999)

compreendem que quanto mais rápido o produto voltar ao seu funcionamento

original melhor será para o cliente em questão. Portanto, o acesso ao componente

passível de reparo deve ser facilitado, e este parâmetro é demonstrado como um

dos objetivos dentro da mantenabilidade. No entanto, a literatura pouco acrescenta

sobre como identificar componentes passíveis de manutenção. Além disso, no caso

específico da acessibilidade, pouco se apresenta sobre a forma de reservar espaços

necessários para executar a manutenção de componentes chaves durante o PDP.

Logo, para melhorar a mantenabilidade dentro do PDP, se faz necessário

apresentar como os objetivos e as diretrizes devem ser aplicados no processo,

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 88

auxiliando assim o grupo de projeto a entregar os requisitos dos produtos

pertinentes ao suporte ao cliente/manutenção.

Para aliar a literatura à prática de mercado, pode-se utilizar da experiência do

autor do presente trabalho, mais especificamente em uma multinacional do setor de

veículos comerciais (caminhões e ônibus), destacando-se a existência de uma

metodologia de desenvolvimento do produto própria da empresa em questão. Não

fugindo ao que é apresentado na literatura, o PDP desta companhia é dividido nas

seguintes fases:

a) Pré-estudo: nesta fase o escopo do projeto é definido pela composição de

requisitos de projetos e desenvolvimento de diferentes conceitos que possam

atendê-los;

b) Estudo conceitual: é realizada uma análise dos conceitos gerados na fase

anterior escolhendo-se aquele com o qual o projeto dará continuidade. Gera-

se uma documentação mais específica do produto para que as próximas

fases possam ser executadas com diretrizes/objetivos bem definidos;

c) Desenvolvimento detalhado: é realizada a definição de todas as soluções que

serão implementadas no produto. Nesta fase, a solução é congelada, não

podendo mais ser alterada nas próximas fases;

d) Desenvolvimento final: é nesta fase que o produto é construído, verificado e

validado. As soluções de Pós-venda, Manufatura e Montagens são

monitoradas;

e) Industrialização e comercialização: todo o sistema industrial é testado para

validar a produção em série do novo produto. O produto é então lançado ao

mercado;

f) Acompanhamento: o grupo de projeto entrega o produto as áreas

competentes, que a partir deste momento têm a responsabilidade de suportá-

lo no mercado. Um acompanhamento é realizado para verificar se os

objetivos de projeto foram ou não alcançados. Um resumo das experiências

positivas e negativas ao longo do desenvolvimento do produto em questão é

registrado de forma que sirva como base para futuros projetos similares. O

projeto é oficialmente fechado.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 89

Além das diretrizes já apresentadas até aqui para tratar o tema de

mantenabilidade dentro do PDP, a aplicação prática desta teoria dentro da

multinacional ocorre através da definição clara de requisitos de processo ao longo

de todas as fases acima citadas. Algumas das ferramentas utilizadas para tratar

este tema encontram-se descritas a seguir (ver também a Figura 2.30 - neste

exemplo, o modelo de Rozenfeld foi mesclado ao modelo de Pahl e Beitz, já que

estes são sucintos ao retratar as fases de preparação para a produção e lançamento

do produto):

a) QFD (Quality Function Deployment, ou casa da qualidade): é aplicada durante

a fase de pré-estudo para definir a especificação do produto. Diferentes áreas

são normalmente envolvidas na aplicação da mesma dependendo sempre do

escopo do projeto em questão. Assim como anteriormente mencionado, a

manutenção diária, preventiva e corretiva são considerados objetivos-chave a

serem trabalhados. No entanto, as áreas de Suporte ao Produto e Qualidade

de Campo, responsáveis pela definição da forma de execução do reparo e

pelo suporte ao cliente final, nem sempre participam ativamente desta fase.

Além disso, vale salientar a prévia existência de diversos requisitos de

produto que auxiliam a composição da casa da qualidade de novos projetos.

Para exemplificar, pode-se adotar o compressor de ar como modelo de

estudo. Em um desenvolvimento de um novo compressor para um veículo

comercial, acesso aos parafusos de fixação, tempo de remoção e instalação e

possibilidade de diagnose já são previamente definidos, de forma a não

permitir que alterações no produto venham prejudicar a instalação de um

componente chave como este;

b) Revisão de protótipo virtual (Design Review): é aplicado durante a utilização

de modelos virtuais e/ou protótipos. Mandatoriamente ocorre na interseção

das fases conceitual, de desevolvimento detalhado e de

industrialização/comercialização. Porém, a sua periodicidade real é na

verdade definida pela necessidade de análise gerada pelas alterações que

serão introduzidas no produto. Nesta ferramenta, uma gama variada de

participantes julga o desenvolvimento do produto direcionando ou não para

novas soluções/alterações sempre respeitando a especificação previamente

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 90

definida. Diversas listas de verificações são utilizadas para suportar as

análises a serem aplicadas, sendo um deles relacionado ao Pós-venda. No

que tange ao aspecto de mantenabilidade, nenhum dos tópicos existentes

foge do que já foi apresentado até o presente instante neste trabalho. Outro

fator relevante a ser considerado, é a disponibilização de modelos virtuais a

priori da revisão de protótipo virtual. Isto facilita a investigação, através do uso

de digital mock-ups, da instalação/acesso, necessidade de ferramentas

especiais e intercambiabilidade entre produtos fazendo com que as revisões

do produto se tornem mais produtivas. A participação de áreas de suporte ao

produto/Pós-venda nestas reuniões tem se mostrado extremamente útil na

entrega de produtos de fácil manutenção ao mercado;

c) Design For Assembly: aqui ocorre um fato interessante que é a

obrigatoriedade da participação de uma pessoa ligada ao Pós-venda,

evitando assim que soluções de produção afetem tempos de reparo ou a

inclusão de ferramentas especiais na tratativa do produto no campo;

d) Design For Aftermarket (DFAM): neste momento, novamente um grupo

multifuncional é reunido para analisar uma modificação e/ou um novo produto

sobre o ponto de vista de Pós-venda. Uma lista de verificações detalhada

aborda questões vitais tais como: disponibilidade, mantenabilidade,

demandas locais e a estrutura do veículo. Normalmente, ocorre entre as fases

de Desenvolvimento Detalhado e Final. Os resultados das análises são

revertidos ao grupo de projeto que delibera sobre possíveis alterações na

forma/instalação do produto. Comparando esta análise contra a literatura,

pode-se considerar que o conceito do DFAM seria similar ao Design for

Supportability e Maintainability;

e) Análise de mantenabilidade (AM na Figura 2.30): é uma ferramenta de análise

da mantenabilidade de um produto perante a manutenção diária, preventiva,

corretiva e preditiva de componentes e operações-chave ao longo da sua vida

útil. Nela, um grupo de referência multifuncional, analisa as operações de

manutenção do produto em questão, seja por meio de uma experiência prévia

ou pela própria execução da operação. Verifica-se através de diferentes

parâmetros e uma metodologia embutida em uma planilha (como tempo de

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 91

reparo, quantidade de ferramentas especiais e universais necessárias, entre

outros) se o item possui uma boa mantenabilidade ou não. A necessidade do

uso de ferramentas especiais, de duas pessoas para realizar o reparo,

remoção de componentes desnecessários, estar com os pés fora do chão no

momento da manutenção, bascular a cabine, entre outros constituem

penalidades no momento de graduar a facilidade de manutenção de um

determinado componente. Esta ferramenta pode ser utilizada desde a fase

conceitual (uso de modelos em CAD até após a fase de entrada na

produção);

f) FMEA: ocorre no mesmo formato do que o apresentado na literatura clássica.

Figura 2.30 – Momento de aplicação de ferramentas no PDP

Dentro de todas as ferramentas abordadas ao longo do PDP, seja nesta, ou em

qualquer outra grande multinacional do setor, o uso de ferramentas virtuais é cada

vez mais freqüente e vital para a verificação da mantenabilidade. Sem a

possibilidade de se avaliar conceitos num mundo virtual, os custos para se reverter

leiautes em virtude de necessidades do Pós-venda seria praticamente proibitivo

(seguindo a forma em que os projetos eram/são administrados). Nesta empresa, os

conceitos de produtos passam de uma simples alocação de espaço para um produto

preliminar com fronteiras bem definidas até finalmente chegarem ao produto final. E

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 92

é justamente ao longo desta “metamorfose virtual”, que aspectos da

mantenabilidade devem ser assegurados antes que o produto seja “congelado”

Vale ressaltar, no entanto, que pessoas ligadas diretamente à assistência

técnica por estarem constantemente “apagando incêndios” (tratando com problemas

de campo), possuem pouco tempo ou mesmo agendas imprevisíveis que dificultam a

sua participação com demandas ao longo de projetos para definir requisitos ou

acompanhar o desenvolvimento virtual do produto durante o PDP. Como já fora

mencionado anteriormente, problemas reconhecidos de qualidade acabam sendo

corretamente tratados. Porém, questões como a acessibilidade nem sempre surgem

na pauta de discussões de novos projetos para compreender as soluções incorretas

que estão no campo.

Além disso, a realidade virtual, apesar de bem disseminada, não possui um

fluxo claro de registro de análises de mantenabilidade, sendo o conhecimento

restrito às vontades individuais para se avançar neste parâmetro de engenharia.

Também, é importante salientar que as demandas de pós-venda estão

começando a serem vistas como incômodos para a engenharia de desenvolvimento,

já que geram trabalho e exigem a entrada em uma nova área de conhecimento onde

engenheiros de produto nem sempre se sentem confortáveis

Outro aspecto relevante a ser mencionado é a dependência destas ferramentas

ao conhecimento empírico de pessoas de grupos multifuncionais. Não se pode

negar que a experiência é importantíssima nestes tipos de atividades. Porém, basear

as decisões somente no empirismo pode ser perigoso, já que aspectos técnicos

relevantes podem ser sub-julgados em benefício de vontades individuais.

Além disso, deve ficar claro que, apesar das ferramentas listadas formarem um

conjunto de instrumentos relevantes que auxiliam na inclusão da mantenabilidade no

PDP, nem sempre as mesmas são devidamente aplicadas pois sucumbem a outros

requisitos e/ou pressões de entrega.

Congelar um produto na linguagem do PDP (na prática) significa não possibilitar a partir de uma determinada fase do projeto que alterações

conceituais sejam aplicadas ao produto.

Similar a situação declarada na Embraer na última frase do Apêndice C.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 93

2.9.4.1. Exemplos práticos do endereçamento da mantenabilidade

Alguns exemplos de produtos do mercado são trazidos nesta seção com intuito

de ilustrar os efeitos negativos que o endereçamento da mantenabilidade pode

trazer, caso este parâmetro não seja aplicado durante o PDP.

Como já foi demonstrado na Figura 2.8, que traz um exemplo de motor diesel,

em que para acessar os parafusos de fixação do cabeçote faz-se necessária a

remoção do coletor de admissão, a acessibilidade foi esquecida durante o

desenvolvimento gerando a necessidade de remoção de componentes periféricos

que em nada se relacionam com o componente objetivado.

Outro exemplo já abordado é o da Figura 2.19 que retrata o uso indiscriminado

de diferentes cabeças de parafusos no mesmo produto, esquecendo do conceito de

padronização, ou mesmo o da Figura 2.25 onde uma ferramenta especial

desnecessária foi criada para arcar com a modelagem ruim que foi criada para os

tubos de alta pressão de um sistema de combustível common rail.

Na Figura 2.31 encontra-se o exemplo de uma operação para esgotamento de

óleo de um automóvel. Ao invés de providenciar uma furação no protetor de cárter

para dar acesso direto ao bujão de escoamento do óleo, o design proposto obriga o

mecânico a retirar a proteção de cárter para poder executar uma das operações

mais freqüentes no produto. Quer dizer, a acessibilidade ficou prejudicada na

solução deste produto. Além deste exemplo, o Apêndice A também traz um

alternador que não considera a questão de acessibilidade de forma adequado para

seus componentes que requerem manutenção freqüente.

Figura 2.31 – Troca de óleo de um veículo com a necessidade de remoção do protetor de

cárter (P)

Fonte: O mecânico - cárter (2009).

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 94

Já na Figura 2.32, tanto no passo da remoção da camisa do cilindro, quanto da

desmontagem do flange do bloco, faz-se necessária a marcação das peças para

identificar a forma de realizar a remontagem posteriormente. Ao invés de garantir um

poka-yoke, o projeto deste compressor repassa a responsabilidade da montagem

correta ao mecânico.

Figura 2.32 – Manutenção de compressor de ar – dificuldade na remontagem por falta de

poka-yoke

Fonte: O mecânico – compressor (2009).

Na Figura 2.33, para executar o ajuste de válvulas deve-se utilizar um ponto na

região inferior do volante do motor diesel. Com isto, faz-se necessário a utilização de

duas pessoas para realizar o ajuste do motor, sendo que um dos mecânicos precisa

estar necessariamente deitado em um carrinho de oficina para girar o motor com

uma ferramenta universal. Fazendo uma relação com a ferramenta de Análise de

Mantenabilidade da empresa do ramo de veículos comerciais, este design seria

penalizado em dois aspectos: necessidade de mais de um mecânico e posição

ergonômica não ideal.

Os exemplos práticos de considerações ruins de mantenabilidade em projetos

recém apresentados servem para demonstrar a necessidade de se aplicar

corretamente o conceito de mantenabilidade no PDP. Para evitar estes erros, a

próxima seção traz algumas ferramentas propostas na literatura que tentam

melhorar a forma com este parâmetro de engenharia é utilizado PDP.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 95

Figura 2.33 – Motor Diesel – ajuste de válvulas na parte inferior dificulta a manutenção

2.10 Ferramentas de mantenabilidade

Nesta seção, algumas ferramentas que são propostas em artigos para o

endereçamento da mantenabilidade são apresentadas.

2.10.1 Uso de lógica fuzzy para avaliação da mantenabilidade

Slavilla, Decreuse e Ferney (2005) propõem o uso da lógica fuzzy para realizar

a avaliação do desenvolvimento do produto sob o aspecto da mantenabilidade

durante as fases iniciais do projeto. Alegam que a lógica fuzzy pode ser aplicada

justamente por conseguir tratar dados imprecisos e incertos da fase conceitual do

desenvolvimento.

Os autores utilizam o motor de aeromodelo da Figura 2.34 para a aplicação da

sua abordagem. Ao simular a desmontagem do produto, reforçam a importância de

um engenheiro de manutenção interagir com o engenheiro do produto para criticar a

modelagem. Basicamente, a ferramenta proposta é alimentada pela equipe de

desenvolvimento, seja na definição dos pesos entre cada fator da mantenabilidade

(neste exemplo a padronização, a modularidade e a facilidade de montagem foram

selecionados) ou na escolha de valores lingüísticos entre baixo, médio e alto para

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 96

cada fator de mantenabilidade avaliado. Ao final, a ferramenta devolve um valor

índice que gradua o modelo entre 0 e 1 (número um sendo o valor ideal).

Figura 2.34 – Exemplo de utilização da lógica Fuzzy na mantenabilidade

Fonte: Slavilla, Decreuse e Ferney (2005).

Ao realizar a desmontagem e montagem do produto utilizando o DMU (Digital

mock-up) do software CATIA, um grupo de desenvolvimento já é capaz de concluir

se a modelagem satisfaz ou não os critérios de mantenabilidade. Na Figura 2.34,

para remover um componente-chave como o rolamento que sustenta o virabrequim,

era necessário remover o pistão, cilindro e o cabeçote. Após a revisão do design a

equipe sugeriu a divisão do cárter em duas peças, facilitando assim o acesso ao

rolamento sem a necessidade de remoção das peças mencionadas logo acima.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 97

A ferramenta fuzzy teve então a única função de formalizar o sentimento da

equipe de projeto em um valor numérico nos dois modelos propostos. Além disso, a

ferramenta mostrou-se incapaz de auxiliar o engenheiro de desenvolvimento sem a

presença do conhecimento do engenheiro de campo. Pode-se concluir então que, o

simples uso de uma revisão de protótipo virtual eficaz seria suficiente para sobrepor

qualquer benefício que esta ferramenta pudesse oferecer.

2.10.2 Índice de mantenabilidade para componentes mecânicos

Da mesma forma que os autores da ferramenta da lógica fuzzy (seção 2.10.1),

Wani e Gandhi (1999) buscaram criar uma métrica de avaliação da mantenabilidade

de componentes mecânicos.

Estes autores propuseram 12 diferentes requisitos de manutenção (e.g.

acessibilidade, padronização, necessidade de ferramental, entre outros) relacionado-

os entre si, através de graus de interação (forte, médio, fraco ou nenhuma ligação).

A métrica proposta, além de contemplar a interação entre os atributos utiliza tabelas

de classificação para graduar os diferentes atributos conforme a avaliação do

projetista da modelagem em questão. Todas estas avaliações são então

sumarizadas em matrizes que afunilarão para um índice de mantenabilidade do

produto proposto.

Além de extremamente trabalhosa, a métrica novamente auxilia somente na

comparação de uma possível análise custo-benefício entre duas ou mais soluções

sob o ponto de vista da mantenabilidade. A ferramenta nada acrescenta para o

engenheiro de desenvolvimento no contexto de auxiliá-lo a produzir um produto

melhor durante o próprio ato da modelagem e sequer utiliza de dados de sistemas

CAD nas suas interações matemáticas. Toda a métrica se baseia única e

exclusivamente no sentimento que a equipe de projeto formaliza nas classificações e

interações escolhidas em relação ao produto em análise.

Indo um pouco além, Coulibaly, Houssin e Mutel (2008) já passam a utilizar

uma métrica que utiliza informações provenientes de sistemas CAD para angariar

informações sobre os componentes inclusos em uma modelagem bem como suas

interações entre si (elementos de fixação – ver Tabela 2.2). Utiliza estes dados em

conjunto com avaliações do projetista sobre movimentos relativos entre as peças (o

que pode indicar possíveis desgastes durante a vida útil), confiabilidade e criticidade

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 98

de componentes para compor uma matriz semântica do produto (conforme pode ser

visto na Figura 2.35). No entanto, como a ferramenta não é capaz de avaliar quais

são as peças a serem removidas ao escolher um componente a ser trocado em

conjunto, esta sistemática se mostra também muito trabalhosa. A equipe de

desenvolvimento tem que definir a seqüência de reparo para só então chegar ao

índice de manutenção multiplicando os tempos de remoção dos elementos de

fixação pelas peças a serem removidas.

Figura 2.35 – Exemplo de Matriz Semântica

Fonte: Coulibaly, Houssin e Mutel (2008).

2.10.3 Método de WP (Wave Propagation)

O método de Wave Propagation (WP - “Propagação de Ondas”) foi elaborado e

proposto por Srinivasan e Gadh (1998 e 1999) e Gadh et al. (1998) para contribuir

no planejamento da seqüência de desmontagem de produtos com o uso de um

algoritmo geométrico.

A partir da definição de um produto (montagem) e um componente pré-

selecionado a ser removido, o método objetiva determinar uma seqüência otimizada

de desmontagem com o menor número de componentes possíveis a serem

removidos. Os autores consideram este método relevante para aplicações como a

manutenção, reciclagem e reuso de produtos. Propõem até a formação de métricas

para avaliar a mantenabilidade de diferentes modelagens em CAD ao comparar: i/ o

número de peças removidas; ii/ a acessibilidade; iii/ o volume dos componentes; ou

iv/ o tipo de material.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 99

Vale ressaltar que existem três premissas básicas para se aplicar este método,

sendo elas (SRINIVASAN e GADH, 1998):

a) O movimento relativo entre as peças na composição de rotas de saídas não

considera o uso de ferramentas ou qualquer outro dispositivo para auxiliar

na remoção das mesmas;

b) As montagens são assumidas como rígidas (sem-deformações durante uma

eventual remoção), sem atrito e com valores dimensionais nominais (sem

tolerâncias) com componentes firmemente montados (Tightly fitted);

c) Componentes são desmontáveis um a um.

Basicamente, o método pode ser resumidamente demonstrado a partir da

Figura 2.36:

a) A partir de um conjunto de peças que formam um produto, existe a

demanda para se remover um componente-chave sob a ótica da

manutenção (Cx);

b) Este componente forma o centro de ondas de propagação que só param ao

alcançar as extremidades do produto (Cb). Cada onda Τ representa os

componentes que a peça chave a ser removida está em contato, ou

componentes que estejam na rota de saída da mesma até que Cx alcance

Cb e possa, finalmente, ser removido. No exemplo da Figura 2.36, Cx é

representado por C16. A primeira onda Τ

(peças com que C16 está em

contato) é representada por C15, C10, C17 e C22. A segunda onda T

(peças que estão em contato com os componentes da onda T

) é

representada por C4, C9, C11, C14, C18, C21, C23 e C28. Quer dizer,

componentes da onda Τ

só podem ser sacados quando os componentes

adjacentes de Τ

a+1

forem removidos;

c) Neste exemplo, foram necessárias apenas duas ondas para que se

chegasse a Cb. C4 e C18 formam o grupo de peças das extremidades a

partir de Cx.

d) Portanto, a seqüência ótima de remoção de Cx seria C18, C17 e C16 ou

C4, C10 e C16.

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 100

Figura 2.36 – Exemplo de wave propagation

Fonte: Gadh et al. (1998).

Para se aplicar o método, algumas informações são necessárias ou devem ser

determinadas:

a) Os contatos entre os componentes devem ser adquiridos a partir do sistema

CAD em questão;

b) Originalmente como o método foi aplicado, determina-se as faces de

contato entre as peças do produto e através da utilização de um algoritmo

esférico deve-se encontrar a possível rota de saída da peça (acessibilidade

- representado por AC 1 para 2 na Figura 2.37) – para compreender melhor

esta função ver Woo (1994) e Shyamsundar e Gadh (1999).

Nota: com as evoluções dos sistemas CAD desde a proposição deste método,

atualmente pode-se utilizar análises de interferência para se determinar um possível

rota de saída de um componente em relação a outro;

Figura 2.37 – Definição da rota de saída

Fonte: Shyamsundar e Gadh (1999).

c) Ao determinar e registrar com valores binários a possibilidade de

movimentações entre peças conforme discutido acima, chega-se aos

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 101

componentes das extremidades (Cb) já que são os únicos que podem se

mover inicialmente;

d) Determina-se, também, a influência de remoção de cada peça em relação a

um sub-conjunto de componentes (conforme ilustrado na Figura 2.38).

Neste exemplo, C

só poderá ser removido caso C

ou C

sejam removidos

primeiramente.

Figura 2.38 – Influência de remoção no algoritmo de WP

Fonte: Srinivasan e Gadh (1998).

Com todos estes dados disponíveis, o algoritmo de WP pode ser aplicado

determinando-se a quantidade de peças a serem removidas até que seja possível

realizar a extração do componente almejado. O algoritmo permanecerá em ciclo até

que se chegue em um componente de extremidade (Cb) determinando assim a

menor rota possível que viabilize a saída de Cx.

Nota: o algoritmo completo de WP pode ser verificado em Srinivasan e Gadh

(1998).

2.10.4 Método para a desmontagem

Chung e Peng (2005) já dão um salto na busca por facilitar a vida do projetista

diminuindo consideravelmente o esforço que o mesmo terá que realizar para

determinar uma seqüência ótima de desmontagem dos componentes de um

conjunto. Neste artigo, ao invés de objetivar a mantenabilidade, o foco na verdade

está no fácil design para a desmontagem.

Os autores criticam o método de WP por não considerar dois aspectos

importantes: acessibilidade de ferramentas e desmontagem de sub-montagens

completas para facilitar o acesso de um componente almejado.

O método abordado utiliza dados diretamente extraídos de sistemas CAD para

construir as seguintes matrizes:

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 102

a) Conectividade entre peças e elementos de fixação;

b) Acessibilidade relacional entre peças - análises de colisão (interferência);

c) Acessibilidade de ferramentas modeladas no sistema CAD.

Outras matrizes são então propostas para identificar sub-montagens (visando

eliminar um dos pontos fracos do WP) e definir a melhor seqüência de desmontagem

(utilizando o conceito de WP).

Apesar da matemática proposta se dizer capaz de otimizar e determinar a

melhor seqüência de desmontagem, no exemplo proposto na Figura 2.39, pode-se

contra-argumentar que a métrica não é 100% segura já que determina uma

seqüência de desmontagem incorreta. Como o sistema não foi capaz de considerar

que as fixações das peças P2 e P6 eram formadas por parafuso e contra-porca, o

sistema propôs uma ordem de desmontagem que não é factível, já que para acessar

P2 seria somente possível ao desmontar P3, por exemplo. Portanto, uma das

críticas ao método de WP relacionadas a não consideração da acessibilidade de

ferramentas acabou sendo minimizada já que o própria ferramenta proposta não foi

capaz de avançar neste aspecto.

Apesar disso, o artigo tenta agregar ao conceito de WP novos aspectos que

podem auxiliar no PDP diminuindo a dependência do engenheiro do produto em

conhecimentos relacionados a desmontagem/mantenabilidade.

Figura 2.39 – Análise de desmontagem

Fonte: Chung e Peng (2005)

Capítulo 2 A Mantenabilidade ao Longo do Desenvolvimento do Produto 103

2.11 IDENTIFICAÇÃO DA OPORTUNIDADE E MOTIVAÇÃO PARA A

INVESTIGAÇÃO

Durante o capítulo 2, além de formalizar o conceito de mantenabilidade, foram

abordados tópicos que declaram a forma como a literatura e a prática aplicam este

parâmetro de desenvolvimento de produto.

Apesar de sugerir diretrizes básicas sobre como aplicar a mantenabilidade no

PDP, ficou evidente que este parâmetro não é devidamente analisado na literatura

clássica, já que foca na sua grande maioria em métricas e na manufatura sem

realizar a junção das mesmas ao desenvolvimento do produto da forma como

atualmente ocorre - por meio do uso de sistemas CAD.

Enquanto que na prática, apesar de existirem diversas propostas de aplicação

deste parâmetro, ainda falta uma visão aprimorada que contemple as dificuldades de

interações entre os conhecimentos das equipes de desenvolvimento do produto e de

campo, contextualizando a comunicação através de ferramentas CAD.

Portanto, no próximo capítulo os conhecimentos e as dificuldades

apresentadas ao longo do capítulo 2 serão sumarizados por uma proposição de um

conjunto de diretrizes e uma ferramenta (modelo para aplicação da mantenabilidade)

que visam aperfeiçoar a forma como o parâmetro de mantenabilidade deve ser

aplicado durante todo o PDP. Em paralelo, sempre ocorrerá a conexão entre as

etapas do desenvolvimento do produto mostrando como e quando a ferramenta e as

diretrizes deverão ser utilizadas. Além disso, sugestões de análises de custo-

benefício entre soluções propostas serão sugeridas para comprovar se melhorias

referentes a manutenção serão ou não vantajosas durante a aplicação do produto ao

longo da sua vida útil.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 104

3 MODELO PARA A CONSIDERAÇÃO DO PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP

Conforme pode ser confirmado durante o capítulo 2, a mantenabilidade ainda

não é, na maioria das vezes, devidamente endereçada durante o processo de

desenvolvimento de produtos. Este fato ocorre já que:

a) Tem se observado, com frequência, uma falta de conhecimento e de

empatia entre as funções da equipe de DP e o pessoal de campo que

acaba por gerar dificuldades de comunicação e transferência de

informações vitais;

b) A acessibilidade de componentes-chave não é devidamente priorizada,

causando transtornos e remoções de peças desnecessárias em processos

de manutenção;

c) A falta de visão sobre aplicação do produto durante a sua vida útil leva ao

acréscimo desnecessário de componentes, aumentando a complexidade de

produtos e, por conseqüência, levando a maior necessidade de ferramentas

e elementos de fixação;

d) A não consideração da ergonomia pode gerar aumentos significativos no

tempo total de reparo;

e) Muitas métricas são propostas, porém poucas são as literaturas que

demonstram como converter um objetivo de tempo de reparo de um

componente (e.g.: MTTR) em melhorias tangíveis na modelagem do

produto no PDP;

f) O uso de sistemas CAD, apesar de constantemente mencionados na

literatura clássica e utilizados na vida real, raramente são

incluídos/debatidos nas discussões sobre a melhor forma de abordar o

parâmetro de mantenabilidade no PDP;

g) Apesar de entender que o número excessivo de peças novas pode elevar a

complexidade de um produto (maior necessidade de ferramental e

conhecimento em campo), ainda assim pouco se utiliza das facilidades de

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 105

sistemas CAD em utilizar bancos de dados para compor verificações

automáticas que monitorem o desenvolvimento de novos conceitos contra a

estrutura de materiais pré-existentes.

Por todas as razões descritas acima, é que se faz necessário propor

melhoramentos a aplicação do parâmetro de mantenabilidade durante o Processo

de Desenvolvimento de Produtos. O modelo, conforme pode ser visto na Figura 3.1,

foi gerado de forma que pudesse ser clara a área de foco no endereçamento da

mantenabilidade e que ao mesmo tempo ficassem evidenciadas algumas

responsabilidades de atuação durante as fases do PDP, bem como as atividades-

chave que devem ser executadas.

O conceito do modelo foi desenvolvido a partir da proposta de fases de Pahl e

Beitz (1996). A correlação de cores das fases remetem às propostas de evolução da

modelagem em CAD sugerida na Figura 2.29.

Figura 3.1 – Modelo de consideração do parâmetro de mantenabilidade no PDP

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 106

3.1 Área de foco

O foco deste estudo está direcionado principalmente aos processos de

manutenção relacionados à: i) inspeção e execução do serviço (manutenção

preventiva); ii) desmontagem e montagem; iii) execução do reparo; iv) remontagem e

v) ajuste, alinhamento ou calibração (conforme demonstrado na Figura 3.2).

Figura 3.2 – Área de foco desta investigação

Nota: apesar da Figura 3.2 incluir dois processos de manutenção preventiva

que não foram inclusos na área de foco da Figura 3.1, que representa o modelo de

endereçamento da mantenabilidade, subentende-se que tanto a inspeção quanto a

execução de serviço já fazem parte do escopo da manutenção corretiva. Sendo

assim, ambos os processos foram omitidos do modelo principal da dissertação.

Basicamente, pode-se afirmar que todos os procedimentos da área de foco

estão relacionados diretamente a um termo: acessibilidade (Figura 3.3). Para

inspecionar, desmontar/montar, reparar e ajustar objetivando garantir a correta

aplicação do parâmetro de mantenabilidade, mandatoriamente a acessibilidade terá

que ser considerada

Investigações sobre procedimentos de diagnose de produtos (diagnose embarcada ou por sintomas), assuntos puramente

logísticos/administrativos (ferramentas e/ou peças de reposição) e verificações finais não serão cobertas por entender que

fazem parte de outras áreas de estudo não correlata a acessibilidade.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 107

Figura 3.3 – Área de foco diretamente relacionada ao ganho de acesso

Portanto, para se chegar ao componente almejado em um procedimento de

manutenção tem-se que ganhar acesso

. Logo, quanto menor for o tempo para se

reparar o componente defeituoso, menor será a indisponibilidade do produto.

Retornando a definição de mantenabilidade já abordada ao longo do capítulo 2,

define-se que este parâmetro de engenharia busca facilitar, economizar tempo e

recursos para que um produto possa ser mantido ou restabelecido a uma condição

especificada quando a manutenção for realizada por pessoal capacitado, usando

procedimentos e recursos definidos. Assim sendo, pode-se afirmar que o ganho

rápido de acessibilidade em um produto vai garantir que o parâmetro de

mantenabilidade tenha sido bem aplicado ao longo do PDP.

Para esmiuçar o termo acessibilidade, propõe-se a análise da Figura 3.4. A

partir da Área de Foco, um brainstorming foi realizado visando identificar quais

fatores estariam fortemente ligados ao ganho de acessibilidade de um produto.

Pode-se concluir a partir da ilustração que praticamente todas as seções de estudo

do capítulo 2 tem vínculo direto na determinação de espaços necessários para

realizar a manutenção.

Uma das principais ramificações da Figura 3.4 está relacionada à definição de

componentes-chave, sendo este melhor abordado na próxima seção.

A desmontagem realizada para se alcançar o componente a ser reparado é denominada de ganho de acesso.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 108

Figura 3.4 – Brainstorming sobre fatores ligados a acessibilidade

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 109

3.2 Definição de componentes-chave

A definição de componentes-chave sob o ponto de vista da manutenção inicia-

se na fase de esclarecimento da tarefa e transcorre o PDP (conforme pode ser

conferido na Figura 3.5). A lista destes componentes serve como uma fonte de

referência para a definição dos requisitos relacionados à manutenção que serão

almejados durante o transcorrer do desenvolvimento do produto.

Figura 3.5 – Mantenabilidade durante a fase de Esclarecimento da Tarefa

3.2.1 Lista de componentes-chave

Basicamente, para se compor uma lista de componentes-chave, deve-se

operar em duas frentes distintas: i/ uma relacionada ao histórico de produtos

similares já aplicados em campo; e ii/ outra que enderece a possibilidade de defeitos

e manutenções necessárias de novos conceitos de desenvolvimento.

Para o primeiro item, a coleta de dados de campo pode ocorrer conforme já foi

discutido na seção 2.8.8. É importante salientar, no entanto, que o histórico da

aplicação de componentes-chave não está simplesmente direcionado a problemas

de qualidade, mas também às manutenções freqüentes e/ou componentes que

gerem dividendos garantidos ao fabricante (itens que sejam fornecidos para

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 110

reposição em exclusividade

- e.g. protegidos por patente ou por alta aplicação de

know-how).

Peças que não sejam normalmente trocadas na reposição, mas que estejam

diretamente relacionadas à manutenção também devem ser priorizadas (e.g. i/

carcaça do volante do motor diesel necessária para a operação de ajustes de

válvulas – Figura 2.33; e ii/ bujão do cárter de óleo do motor para evitar conceitos

como o apresentado na Figura 2.31).

Para os novos conceitos de produto sendo desenvolvidos, ferramentas

sugeridas no capítulo 2 podem representar uma boa fonte de discussões entre

equipes multifuncionais para se determinar novas prioridades para a manutenção do

produto. Apesar de não serem aplicadas desde o início da fase conceitual (ver

Figura 2.30), pode-se antecipar as suas execuções para novos desenvolvimentos

assim que o conceito do produto estiver mais maduro (não necessariamente

esperando até o início da fase de projeto preliminar).

Testes e validações que transcorrem ao longo do PDP também devem ser

monitorados constantemente no projeto, já que formam uma excelente fonte de

informações para a composição de requisitos futuros sob a ótica da mantenabilidade

e para antecipar a compreensão sobre a forma como o produto poderá se comportar

em campo.

Outra forma de angariar informações acerca de componentes-chave para a

manutenção, que não estejam devidamente mapeados por um histórico de taxa de

falhas, pode ocorrer a partir do uso de listas genéricas de taxas de falha disponíveis

no mercado/literatura (conforme proposto por Smith, 2005).

Por último, se nenhuma das alternativas anteriores puder auxiliar na

determinação dos componentes-chave, deve-se relegar a definição dos mesmos a

experiência constituída na equipe de desenvolvimento

Ao compor a lista é importante definir se o item está relacionado à manutenção

diária, preventiva ou corretiva. Estas definições serão utilizadas na seção 3.3.3 e na

aplicação das diretrizes de mantenabilidade.

Sem competição com o mercado paralelo. Nota: entende-se por mercado paralelo todos os pontos de venda de peças e

serviços que não sejam pertencentes ao fabricante produtor do produto em análise.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 111

3.2.2 Requisitos relacionados à manutenção

Ao se formar a lista de componentes-chave, outro fator importante dentro dos

dados de entrada da fase de esclarecimento da tarefa é a incorporação de requisitos

com objetivos relacionados aos aspectos da mantenabilidade, podendo estar

divididos entre métricas qualitativas e quantitativas (assim como definido na seção

2.8.1).

A composição destes requisitos (não só os relacionados à mantenabilidade)

formará a especificação do produto a ser entregue ao final do projeto. Logo, para

incorporar a manutenção no conceito do produto, a manutenção diária, preventiva e

reparos corretivos deverão ser considerados objetivos chaves a serem

desenvolvidos. Além disso, o QFD também pode formar uma importante ferramenta

para classificar os requisitos de clientes finais sob a ótica da mantenabilidade.

Portanto, para definir quais serão os requisitos da manutenção em um projeto,

prioritariamente deve-se selecionar a lista de componentes-chave criada a partir da

seção anterior, já que estes possuem: i/ histórico de falhas; ii/ importância comercial;

ou iii/ alta relevância determinada pela experiência da equipe de projeto. Quer dizer,

todos estes itens são originalmente componentes passíveis de reparo com maiores

freqüências, tendo que ser priorizados em qualquer análise de mantenabilidade, na

busca pela diminuição de tempos de reparo que garantirão a disponibilidade

desejada do produto.

Os quantitativos, como o MTTR, apesar de constantemente mencionados na

literatura não são normalmente compreendidos e devidamente aplicados na prática.

No setor automotivo, não se aplica, por exemplo, um MTTR global para o motor. Mas

sim, objetivos de redução nos tempos de reparos aplicados isoladamente para

componentes considerados “chave” (e.g.: bomba de óleo, bomba de água, filtros,

troca de óleo, entre outros). O quão desafiante serão os objetivos dos MTTR de

componentes ficará a critério das definições de projeto (e.g.: para garantir a

disponibilidade mínima do produto demandada, para acompanhar ou superar os

tempos de reparo praticados pela concorrência definidos por um benchmarking,

entre outros).

Conhecimentos empíricos formados tanto no âmbito de campo (engenheiro de serviço) quanto no desenvolvimento de

produtos (engenheiro do produto), que por ventura não tenham sido formalmente registrados.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 112

No exemplo da Figura 3.6, um complexo procedimento de reparo para a troca

da lâmpada de um farol é demonstrado. Na passagem de um produto para um novo

projeto, tendo a equipe de desenvolvimento conhecimento sobre a dificuldade de

serviçabilidade da lâmpada do farol (ver seção 2.7), um MTTR menor para esta

operação de reparo pode ser incluído como um objetivo quantitativo na

especificação do novo produto.

Figura 3.6 – MTTR da troca de uma lâmpada do farol dianteiro

Fonte: Huang (1996).

Outros requisitos qualitativos também podem ser utilizados para melhor definir

o conceito de manutenção desejado. Demandas para diminuição do uso de

ferramentas especiais e universais, máxima utilização de componentes já existentes

no quadro de peças da empresa ou livre acesso aos componentes de manutenção

preventiva e diária formam exemplos de requisitos que podem ser aplicados na

especificação do produto.

Finalmente, desta seção, deve-se angariar a lista de componentes-chave e

seus respectivos objetivos, sejam eles qualitativos e/ou quantitativos. Para a

aplicação no modelo, no entanto, é fundamental a definição da lista com as

nomenclaturas corretas das peças almejadas seguindo as terminologias já aplicadas

no banco de dados de peças da empresa (e.g.: se o banco de dados estiver todo

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 113

formalizado na língua inglesa, deve-se definir a lista seguindo as nomenclaturas já

utilizadas nas peças que serão alimentadas ao sistema CAD). Maiores detalhes

sobre o uso da lista de componentes-chave serão abordados nas próximas seções.

3.3 Mantenabilidade no projeto conceitual

Para aplicar parte dos conceitos de mantenabilidade sugeridos ao longo de

todo o capítulo 2, são propostas nesta seção três formas distintas de se endereçar

este parâmetro durante o início da modelagem em sistemas CAD na fase conceitual,

sendo eles (conforme ressaltado na Figura 3.7):

a) Análise de simplificação;

b) Análise de ferramental necessário;

c) Análise de posicionamento de componentes-chave (acessibilidade).

Figura 3.7 – Mantenabilidade no projeto conceitual

Pode-se notar no modelo (Figura 3.7) que no início da fase conceitual, onde a

modelagem em CAD passa de um leiaute preliminar para um definitivo (conforme

sugerido na Figura 2.29), que a responsabilidade pelas execuções das funções

sugeridas acima são da equipe de desenvolvimento do produto. Isto ocorre, pois,

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 114

nestas ferramentas visa-se diminuir a dependência deste profissional para com os

conhecimentos sobre a aplicação do produto no campo. Assim, a participação do

engenheiro de serviço nesta fase de modelagem do produto passa a ser opcional.

Outro fator relevante a ser mencionado é referente à dificuldade de utilização

destas ferramentas. Por saber em antemão os desafios que um projetista passa para

contemplar todos os anseios/desejos de diferentes áreas de uma companhia

(marketing, produção, pós-venda, entre outros), as funções foram idealizadas e

aplicadas de forma que a sua implementação pelo usuário do sistema CAD seja

realizada da forma mais simples e objetiva possível, servindo como uma referência

de base e rápida para suportar análises sobre o endereçamento do parâmetro de

mantenabilidade no projeto.

3.3.1 Análise de simplificação

Assim como foi discutido na seção 2.8.4 e 2.8.6, a padronização e a

simplificação do produto podem trazer diversos benefícios quando bem utilizadas.

Além de melhorias do ponto de vista da mantenabilidade (menor necessidade de

treinamento, montagens mais assertivas, menor necessidade de ferramentas

universais/especiais, entre outras vantagens – ver Figura 3.8), através da

padronização pode-se também usufruir da melhora da suportabilidade do produto, já

que a gama de peças de reposição ficará limitada a um menor número de itens (a

diversidade dos estoques é atenuada – conforme já mencionado na seção 2.5.1.1).

Além disso, a política de reparos (seção 2.2.2.2), já aplicada em produtos

correntes, poderá ser automaticamente migrada para os novos produtos diminuindo

a necessidade de inchar toda a estrutura administrativa para lidar com estoques

muito diversificados.

Na prática, podem existir requisitos de projeto que demandem, a partir de

métricas qualitativas, que estes parâmetros sejam observados. Como exemplo tem-

se:

a) O número de novos componentes para o projeto A não poderá ser maior ou

igual a 10% da composição do produto corrente (padronização);

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 115

b) Os conhecimentos empregados pela assistência técnica atualmente para

dar suporte aos produtos correntes deverão ser suficientes para lidar com o

novo conceito em desenvolvimento (simplificação).

Figura 3.8 – Vantagens da padronização

Fonte: Dhillon (1999).

Porém, estas métricas raramente vêm acompanhadas de sistemas ou

ferramentas de apoio que auxiliem o projetista a empregar estas diretrizes de uma

forma rápida e objetiva.

Nota: por exemplo, normalmente planilhas são utilizadas para realizar revisões

de liberação de peças onde diferentes setores são envolvidos para criar e atualizar

listas que declaram para auditores de fases de projetos se os requisitos referentes a

padronização de componentes estão sendo seguidos.

E é exatamente neste contexto, que pode-se sugerir a introdução de um novo

processo de análise de simplificação em modelagens de produto em sistemas CAD.

Ao compreender que, na transferência do produto corrente para um eventual produto

futuro, normalmente muitas das peças já existentes no banco de dados da empresa

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 116

serão reutilizadas, pode-se empregar os registros correntes destes itens para auxiliar

na identificação do índice de peças novas de um novo desenvolvimento.

Suponha que A, na Figura 3.9, seja a plataforma de produtos correntes

disponibilizados ao mercado por uma empresa. E que BD (banco de dados)

contemple todas as peças presentes em A já devidamente disponibilizadas em

extensões de arquivos válidos para utilização em sistemas CAD. Ao propor um novo

produto a ser desenvolvido (B), pode-se facilmente monitorar o seu conteúdo de

peças novas (N), seja por ainda não existir um número de identificação (fase

conceitual) ou por controlar a data de introdução / código de projeto no momento da

criação de novas peças (fase preliminar e/ou detalhada). Sendo N a diferença entre

o que pré-existia no banco de dados (E) versus o conteúdo proposto para B, pode-

se facilmente gerar a composição de novas peças que estão sendo empregadas no

novo desenvolvimento.

Figura 3.9 – Utilização do banco de dados de peças

Ao informar automaticamente ao projetista o conteúdo de peças novas,

sabendo dos objetivos definidos na especificação do produto, tanto a verificação

quanto a revisão da composição da modelagem acaba sendo simplificada. O retorno

passa a ser imediato, pois a área de desenvolvimento poderá trabalhar com o

objetivo definido desde a fase conceitual, não tendo que receber críticas em revisões

de projeto como retro-alimentação para modificar o produto com a inclusão de peças

já existentes.

Pode-se também utilizar este procedimento na identificação visual das novas

peças podendo questionar a sua utilidade sob o ponto de vista do DFS – Design For

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 117

Service (ver seção 2.7), colocando-se em dúvida a eventual necessidade da

existência de algumas peças visando a simplificação do produto.

Entre as peças já existentes no banco de dados, pode-se propor a divisão entre

peças válidas para reposição ou não. Esta visualização fará com que o projetista

entenda a importância do item para o pós-venda, uma vez que a peça estará

liberada ou não na comercialização de peças de reposição para o campo.

3.3.1.1. Função de análise de simplificação

Antes de entrar na função do modelo que trata do aspecto de simplificação do

produto, é importante relatar como e em qual software de CAD a ferramenta para a

aplicação da mantenabilidade no PDP foi implementada.

O software CAD utilizado na criação do modelo foi o ProE (Pro/Engineer). O

mesmo foi escolhido por se tratar de uma das ferramentas CAD aplicada na indústria

automotiva de veículos comerciais na qual o presente autor desta dissertação dispõe

de acesso.

Através de seu respectivo conjunto de bibliotecas (Pro/TOOLKIT), a ferramenta

para aplicação da mantenabilidade foi toda programada na linguagem C, integrando-

se ao ambiente do software já conhecido pelos projetistas. A intenção com a

integração da ferramenta ao ProE era de que o projetista não tivesse o seu

“ambiente” ou sua forma de trabalho alterado profundamente. Com isso, possíveis

rejeições a outras ferramentas/sistemas podem ser evitadas.

Na tratativa de informações da empresa, apesar de existir um formato padrão

para se trabalhar com banco de dados no ProE (Pro/Intralink), este não foi abordado

já que a UTFPR não possui uma licença que viabilizasse o seu uso. Logo, para

representar um banco de dados, um simples arquivo “.txt” foi utilizado para

representar o conteúdo dos registros das peças viabilizando as analogias que serão

abordadas na ferramenta proposta.

Para demonstrar a ferramenta, um motor de aeromodelo gentilmente cedido

por Slavilla será utilizado ao longo de todo o capítulo 3 (ver SLAVILLA; DECREUSE;

FERNEY, 2005). O modelo em CAD disponibilizado pelo autor é o mesmo

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 118

apresentado por Slavilla, Decreuse e Ferney (2005) para validar a utilização da

lógica fuzzy para endereçar a mantenabilidade.

Sendo assim, para iniciar a ferramenta desenvolvida, após o programa ter sido

instalado, basta selecionar uma das opções apresentadas na Figura 3.10.

Figura 3.10 – Menu principal da ferramenta de mantenabilidade

Voltando ao modelo de análise de simplificação e utilizando o conceito

proposto na seção anterior, seleciona-se a opção “Composição do produto”

(conforme demonstrado na Figura 3.10). Uma tela se abre dando a possibilidade ao

projetista selecionar e visualizar as seguintes composições (Figura 3.11):

a) Peças novas: não existentes no banco de dados;

b) Peças existentes com reposição: peças já presentes no banco de dados

estando disponíveis para reposição;

c) Peças existentes sem reposição: peças já presentes no banco de dados

não estando disponíveis para reposição.

Ao selecionar o conjunto do produto que contempla as novas peças em

desenvolvimento (ver Figura 3.12), o projetista pode destacar todos os componentes

com esta classificação tornando-os facilmente identificáveis na tela. A ferramenta

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 119

ainda apresenta a porcentagem de peças novas sendo projetadas perante o

conteúdo total do produto.

Figura 3.11 – Menu de composição do produto

Figura 3.12 – Peças novas sendo selecionadas na ferramenta de mantenabilidade

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 120

Caso existam diversas peças novas e o projetista deseje dar maior foco em uma

peça em específico, pode-se selecionar a lista de decomposição do produto o

componente almejado para análise (conforme demonstrado na Figura 3.13).

Figura 3.13 – Peças novas sendo selecionadas pela ferramenta de mantenabilidade para se

obter destaque

A mesma analogia pode ser aplicada tanto para peças existentes sem (Figura

3.14) ou com reposição (Figura 3.15).

Figura 3.14 – Peças existentes sem reposição selecionadas na ferramenta de

mantenabilidade

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 121

Figura 3.15 – Peças existentes com reposição selecionadas na ferramenta de

mantenabilidade

3.3.2 Análise de ferramental necessário

A padronização e a simplificação de um produto também conduzem a menor

necessidade do uso de ferramentas, sejam estas especiais ou universais.

Isto ocorre, pois, ao simplificar um produto (conforme mostra o exemplo da

Figura 2.21), normalmente a nova solução acaba reduzindo a necessidade de

elementos de fixação. Além disso, pode-se também padronizar o produto

selecionando elementos de fixação do mesmo tipo e, preferencialmente, do mesmo

tamanho. Deve-se evitar a mescla de elementos de fixação como sugere a Figura

3.16 ou diversos tamanhos conforme ilustrado na Figura 3.17.

Figura 3.16 – Diferentes tipos de cabeça de parafusos

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 122

Figura 3.17 – Variados tamanhos de parafusos

Logo, além da quantidade, variedade e tamanhos dos elementos de fixação,

deve-se somar a isso a discussão da seção 2.6, que ressalta que quanto maior for a

dificuldade em desmontar o elo de fixação maior será o tempo requerido para

desmontá-lo e remontá-lo.

Portanto, ao propor uma nova modelagem de produto a equipe de

desenvolvimento deve ser capaz de:

a) Manter o número de elementos de fixação ao mínimo possível;

b) Ao selecionar os elementos deve-se priorizar a manutenção do mesmo

padrão e tamanho, diminuindo assim a necessidade por diferentes

ferramentas universais;

c) Levar em conta o grau de dificuldade em se trabalhar com o elemento de

fixação selecionado (e.g.: leva menos tempo para soltar um parafuso

simples do que um com contra-porca).

Por outro lado, as ferramentas especiais são mais complexas de serem

endereçadas por um engenheiro que não tenha conhecimento profundo dos

procedimentos correntes que demandem as mesmas. Portanto, para este tipo de

ferramental normalmente o auxílio do engenheiro de serviço será necessário

(durante a fase conceitual e preliminar).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 123

A Figura 3.18 mostra um exemplo da aplicação em conjunto de uma ferramenta

especial (A) e uma ferramenta universal (B) durante a remoção do eixo de entrada

de uma caixa de câmbio de um veículo comercial, apenas servindo de exemplo para

ilustrar a complexibilidade da consideração de ferramentas especiais no PDP.

Figura 3.18 – Ferramenta especial (A) e universal (B)

Logo, pode-se sugerir um novo procedimento de análise em sistemas CAD que

auxilie a equipe a compreender como estão sendo aplicados os elementos de

fixação na modelagem em desenvolvimento.

Assumindo que um parafuso padrão sempre irá demandar uma chave

específica no momento da manutenção, pode-se concluir que quanto maior for a

variedade de elementos de fixação, seja pelos seus diferentes tipos ou tamanhos,

maior será a necessidade de ferramentas universais para removê-los ou instalá-los.

Portanto, bastará rastrear os diferentes tipos/tamanhos de cabeças de parafusos

para se determinar a quantidade de ferramentas necessárias para realizar uma

intervenção completa no produto.

Outra função correlata que pode auxiliar no desenvolvimento é o fato de

relacionar um tempo de remoção/instalação para cada tipo de elemento de fixação

existente no produto (assim como sugere a Tabela 2.3). Ao multiplicar o tempo

sugerido pela quantidade de elementos no produto, somando-os ao final, se terá o

tempo total necessário para remover e instalar todos os elementos de fixação do

modelo proposto.

Deve-se observar que o tempo sugerido pela Tabela 2.3 se refere somente a

remoção/instalação manual do produto. Quer dizer, a tabela não trata do auxílio de

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 124

ferramentas pneumáticas. No entanto, por mais que os tempos de

remoção/instalação fossem drasticamente reduzidos ao utilizar pistolas pneumáticas,

deve-se sempre levar em conta o ambiente em que o produto será reparado (nível

organizacional, intermediário ou fabricante), já que nem sempre uma rede

pneumática com pressão de ar comprimido constante estará disponível ao ser

executada uma manutenção. Além disso, por mais que ferramentas pneumáticas

sejam utilizadas, o número de movimentos que o mecânico terá que realizar será tão

maior quanto maior for a quantidade de elementos de fixação.

Com estes valores em mãos, quantidade de ferramentas universais e tempo

total para remoção e instalação dos elementos de fixação, o projetista terá a real

noção de quão impactante é a sua proposta do ponto de vista da mantenabilidade.

Por mais que a equipe de desenvolvimento não tenha nenhuma vivência da

manutenção do produto em campo, ao ser indicado em um sistema CAD o alto

número de ferramentas a serem utilizadas, ou um tempo relativamente elevado para

se desmontar/montar um conjunto de parafusos, a mensagem das possíveis

dificuldades que um mecânico irá passar para realizar a manutenção será

certamente transmitida ao projetista. Esta retro-alimentação, poderá resultar na

mudança da modelagem para um conceito mais simples e mais padronizado no que

se refere aos elementos de fixação.

3.3.2.1. Modelo de análise de ferramental necessário

Apenas para relembrar, a função de análise de ferramental (“Elementos de

fixação”) tem como objetivo principal evitar conceitos de produtos como o

apresentado na Figura 2.19. Partindo então para a ferramenta desenvolvida para

realizar a análise de ferramental necessário, deve-se selecionar na ferramenta de

mantenabilidade a opção “Elementos de fixação” (conforme demonstrado na Figura

3.19).

Basicamente, o que o procedimento de elementos de fixação executa é

determinado pelos seguintes passos:

a) A partir da nomenclatura da peça, o sistema capta as suas características

principais. O elemento de fixação mandatoriamente precisa possuir a

terminação _Y_MDXC, onde Y é o caractere que indica o tipo da cabeça

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 125

do parafuso, D representa o diâmetro da rosca, e C o comprimento do

parafuso (e.g.: SCREW_F_M12X8.prt representa um parafuso tipo fenda,

rosca M12 e comprimento igual a 8 mm);

Figura 3.19 – Menu da ferramenta para iniciar a análise de ferramental

b) Para o cálculo do número de ferramentas, apenas os caracteres Y e D são

considerados para compilar todas as possíveis diferentes cabeças de

parafusos/porcas no modelo. A quantidade encontrada nesta pesquisa

resultará na proposição da quantidade de ferramentas universais

necessárias para reparar o produto;

c) O tempo estimado para remover e instalar os parafusos/porcas de fixação

é calculado a partir da multiplicação do tempo proposto na Tabela 2.3 pela

quantidade de cada elemento encontrado no modelo.

Na composição atual da ferramenta apenas alguns elementos de fixação foram

considerados para justificar somente modelos utilizados para testes funcionais do

capítulo 4. No entanto, não existiriam dificuldades em se implantar uma gama maior

de elementos (além de parafusos e porcas) caso o banco de dados da empresa

seguisse um rigoroso padrão de registros dos diferentes elementos de fixação (ver

alguns diferentes tipos de elementos de fixação nas Figuras 2.19 até 2.28).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 126

A tela “Elementos de fixação” é apresentada na Figura 3.20. Nela pode-se

observar o total de ferramentas universais necessárias (A) para se trabalhar com os

elementos de fixação do produto vigente (destacados na imagem - botão C). Outra

função da ferramenta de mantenabilidade é a indicação do tempo necessário (B)

para remover e instalar todos os elementos de fixação do modelo em análise.

Figura 3.20 – Análise de ferramental baseada na quantidade de elementos de fixação

Caso o projetista deseje selecionar apenas um tipo de elemento de fixação, isto

pode ser realizado na caixa de combinação (breakdown list - conforme demonstrado

na Figura 3.21). A seleção de apenas um elemento de fixação poderá ser

visualmente verificada ao se utilizar o botão “Destacar componentes”. O tempo

estimado também é reapresentado indicando apenas o tempo necessário para

realizar a remoção e instalação do tipo de elemento de fixação selecionado.

Esta função de seleção individual serve para auxiliar o projetista a focar em um

tipo de elemento de fixação específico, podendo obter uma imagem mais limpa (com

menos componentes selecionados) para julgar a quantidade ou mesmo o tipo de

elemento selecionado.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 127

Figura 3.21 – Listagem dos elementos de fixação apresentada na ferramenta de

mantenabilidade

3.3.3 Análise de posicionamento de componentes-chave (acessibilidade)

Voltando ao que foi ressaltado na seção 2.5.1, a definição de uma lista

prioritária de componentes-chave a serem trabalhados auxilia a equipe a

compreender com o que se deve trabalhar e que objetivos (pré-requisitos da

especificação) deverão ser alcançados.

Conforme dito anteriormente, a diversidade de requisitos de diversas áreas

acaba dificultando a compreensão completa da especificação do produto por parte

da equipe de desenvolvimento. Ao focar somente nas peças relevantes para a

aplicação da mantenabilidade, uma “mensagem” clara é transmitida a equipe de

projeto, que poderá desenvolver soluções convenientes aos anseios dos clientes

neste mérito.

3.3.3.1. Visualização de componentes-chave

Portanto, durante a montagem de um novo conceito é importante que o

projetista já tenha em mãos a lista de componentes-chave que deverão ser

cuidadosamente analisados sob a ótica da mantenabilidade (definida na seção 3.2).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 128

Com as nomenclaturas das peças almejadas, pode-se em um sistema CAD

executar uma pesquisa contra a lista de componentes presentes na modelagem

sendo desenvolvida – conforme demonstrado na Figura 3.22. Caso componentes-

chave sejam encontrados na procura executada, bastará colocar as peças em

destaque para que o projetista compreenda quais componentes ele deverá colocar

um maior foco sobre o aspecto da mantenabilidade.

Figura 3.22 – Lista de componentes em sistemas CAD

Para componentes já existentes no banco de dados (componentes carry-over)

suas nomenclaturas já seguirão o padrão aplicado na empresa. Para novas peças

em desenvolvimento, é vital que seus registros sigam a mesma linha na definição

das peças. Outra forma de executar a pesquisa para componentes existentes é

utilizando o número de identificação da peça (part number).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 129

3.3.3.2. Indicador de posicionamento das peças

Além de identificar e visualizar como os componentes-chave estão alocados na

modelagem de um novo produto, é importante compreender se a posição proposta

condiz com a importância da peça em relação a dificuldade em acessá-la.

Ao recordar os conceitos de confiabilidade abordados no capítulo 2, sabe-se

que o relacionamento dos componentes determina, ao se estudar a composição de

fatores como a taxa de falha, quando e como o produto poderá sofrer uma pane.

Utilizando a determinação da taxa de falha de um componente considerado

chave, seja pela coleta de dados de campo (ver seção 2.8.8) ou pela sugestão de

uma probabilidade de falha baseada na experiência da equipe de projeto, é

essencial entender se a taxa proposta estaria dentro dos objetivos do DP, ou se a

mesma estaria aquém, podendo se tornar uma fonte de problemas para a aplicação

do produto em campo.

Portanto, sob o ponto de vista da mantenabilidade, quanto mais problemático

for o componente, melhor deverá ser endereçada a sua posição no produto. Quer

dizer, tendo-se um componente-chave em mãos com uma alta probabilidade de

falha deve-se sempre buscar dar acesso direto sem a necessidade da remoção de

componentes periféricos.

Assim sendo, pode-se obter dois aspectos de fundamental relevância na

mantenabilidade nos últimos dois parágrafos:

1. A relação da taxa de falhas do componente almejado versus a taxa

desejada para o produto completo;

2. O número de peças a serem removidas para se alcançar o componente

objetivado.

A) Relação de taxa de falhas

A taxa de falha do componente-chave em estudo versus a taxa global proposta

no projeto determina qual é o fator relacional entre as mesmas (conforme proposto

na Equação 3.1).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 130

lação

=Re

Eq. 3.1

Onde:

• λ

= taxa de falha do componente-chave;

• λ

= taxa de falha do produto.

Nota: É importante salientar que a taxa de falha do componente é coletada a

partir de versões correntes do produto e/ou previsões da equipe de projeto,

enquanto que a taxa de falha do produto representa um requisito determinado pelo

projeto em andamento.

Se λ

for inferior a taxa global esperada do produto (λ

) a relação será menor

que 1. Isto indica que, apesar de possuir uma taxa de falha, a mesma não será

relevante a ponto de ser considerada prioritária, já que a probabilidade do

componente apresentar um defeito extrapola a expectativa do projeto.

Caso contrário, a relação será tão maior quanto maior for a diferença entre a

probabilidade de falha do componente-chave versus o produto estudado. Assim, a

posição do componente pode ser considerada crítica para o DP.

Voltando ao exemplo da Figura 2.10, pode-se extrair as seguintes conclusões:

a) A relação de A perante o sistema (λ

/ λ

sistema

) é igual a 0,72;

b) A relação de B perante o sistema (λ

/ λ

sistema

) é igual a 0,16;

c) A relação de C perante o sistema (λ

/ λ

sistema

) é igual a 0,12.

Quer dizer, A seria o componente a ser prioritariamente abordado sob a ótica

da mantenabilidade, apesar de configurar um valor de taxa de falha inferior ao

designado para o sistema em que está inserido.

No exemplo da Figura 2.10 a taxa de falha do sistema foi calculada sobre as

taxas apresentadas para A, B e C. Em um projeto na sua fase embrionária

(conceitual), normalmente todos os encadeamentos entre componentes e suas

respectivas taxas de falhas podem não estar tão claros/evidentes. Neste contexto,

pode-se ter em mãos a taxa de falha objetivada do sistema (requisito), e o registro

de qualidade do componente-chave da forma que vem sendo aplicado no produto

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 131

corrente. Portanto, isto pode significar que a taxa de falha real do componente em

estudo esteja realmente superior à taxa desejada como requisito de projeto para o

produto completo.

Ao recordar a metodologia de FRCM abordada na seção 2.3.2, esta tenta

converter a relação entre os componentes para verificar os mais problemáticos

usando o conceito de MTTR a partir do relacionamento das taxas de falhas

propostas para cada componente contra a taxa de falha do pior componente do

sistema. Apesar de considerar a teoria da relação de taxas de falha interessante

para compor uma listagem de prioridades, ao propor um relacionamento entre a taxa

de falha de um componente contra a pior taxa existente no sistema, sem considerar

o objetivo do projeto, uma equipe de desenvolvimento pode estar gastando recursos

desnecessariamente caso o pré-requisito de projeto esteja devidamente alcançado

com as taxas de falhas correntes.

Deste modo, a equação 3.1 retira á idéia de relacionamento de taxas de falha

entre componentes do sistema, propondo simplesmente a relação entre o

componente em estudo contra o objetivo do projeto sendo mais assertiva a sua

implementação.

B) Quantidade de peças a serem removidas

Outro fator relevante na avaliação de um componente-chave é a forma como o

mesmo está montado no modelo em CAD. Justamente por ser prioritário, não é

aceitável que diversas peças tenham que ser removidas para que a manutenção do

mesmo seja executada.

Para isso, deve-se buscar contabilizar a quantidade de peças durante o

procedimento de manutenção criando a compreensão completa do posicionamento

do componente.

Para tornar esta análise menos complexa, levando em conta o conhecimento

normalmente não abrangente do engenheiro de produto sobre aspectos da

manutenção, pode-se usufruir da metodologia de Wave Propagation (WP - conforme

declarado na seção 2.10.3) para automaticamente calcular o número de peças a

serem removidas para se alcançar o componente-chave desejado na manutenção.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 132

Com a quantidade de peças determinada, pode-se criar uma nova relação

definindo-se a porcentagem de peças a serem removidas considerando o total de

itens presentes no produto completo (conforme demonstra a equação 3.2).

100×=

Eq. 3.2

Onde:

• TP = Taxa de peças a serem removidas para alcançar componente-chave;

• Qcc = Quantidade de peças a serem removidas para acessar o componente-

chave;

• Qp = Quantidade de peças totais do produto.

Somando-se a isso, a relação de taxa de falhas da equação 3.2, pode-se

chegar a análise de posicionamento proposto na equação 3.3:

100××=

Eq. 3.3

Onde:

• APMC = Análise de Posicionamento – manutenção corretiva;

• λcc = taxa de falha do componente-chave;

• λp = taxa de falha do produto;

• Qcc = Quantidade de peças a serem removidas para acessar o componente-

chave;

• Qp = Quantidade de peças totais do produto.

Quer dizer, a porcentagem da relação do número de peças que

necessariamente devem ser removidas é agravada ou abrandada de acordo com a

relação da taxa de falhas do componente-chave em estudo. Para exemplificar a

equação 3.3, suponha que para remover o componente A da Figura 2.10 fosse

necessário remover quatro componentes do produto de um total de 150 peças no

sistema. A equação 3.3 funcionaria da seguinte forma (eq. 3.4):

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 133

%92,167,272,0100

150

0069,0

005,0

=×=××=

Eq. 3.4

Quer dizer, a relação de taxas de falha (0,72) abrandou em 28% a

representatividade relacional que as quatro peças exerciam em um conjunto de 150

componentes.

Portanto, para aplicar o conceito da equação 3.3, trazendo-o na forma de um

indicador de posicionamento do componente-chave, e lembrando que quanto maior

for à quantidade de peças a serem removidas pior será a solução apresentada sob a

ótica da mantenabilidade, pode-se propor os seguintes critérios de avaliação:

1. Até 3% de peças removidas: solução ótima;

2. De 3% à 10% de peças removidas: solução intermediária que requer

atenção do projetista podendo justificar novas análises de melhorias sob o

aspecto da mantenabilidade;

3. Acima de 10% de peças removidas: solução ruim exigindo uma revisão

profunda na modelagem, seja no conceito do produto ou na melhora da

confiabilidade do componente.

Para suportar os critérios acima, pode-se utilizar o Apêndice C, já que na

indústria Aeronáutica, fortemente atrelada à confiabilidade, deve-se evitar ao

máximo a remoção de outros componentes que não sejam ligados à própria peça

almejada no reparo. Isto ocorre, já que a confiabilidade de cada componente

removido precisa ser garantida para o próximo período de utilização (testada após a

instalação). Portanto, o projetista deve sempre buscar o índice de remoção de peças

próximo à zero (solução ótima – sem contar com peças flexíveis e elementos de

fixação).

Nota: Em produtos com alto número de peças, 3% dos itens para serem

removidos pode representar, na verdade, uma solução ruim. No entanto, deve-se

salientar que a proposição destes critérios serve apenas como um guia inicial ao

projetista que está desenvolvendo uma nova modelagem, que posteriormente será

revisada por especialistas em mantenabilidade. Durante a seção “5.2

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 134

Recomendações para trabalhos futuros”, um dos tópicos abordados é justamente a

forma de trabalhar com produtos complexos (elevados números de peças).

O critério de avaliação intermediário está alocado entre 3% e 10% justamente

para alertar o engenheiro de desenvolvimento sobre a necessidade para se revisar a

confiabilidade ou a posição do componente no modelo. Como existem componentes

que para se alterar o seu posicionamento podem exigir altos investimentos e

grandes alterações na modelagem, pode ser mais vantajoso investir na diminuição

da taxa de falha do que propor um conceito completamente novo (e.g. para remover

a bomba d’água em muitos automóveis é necessário remover componentes

periféricos – O MECÂNICO – BOMBA D’ÁGUA, 2009).

Voltando ao exemplo da figura 2.10, exemplificado na equação 3.4, poderia se

afirmar que a solução estaria ótima. Porém, se o número de peças a serem

removidas ou a taxa de falha de A fosse pior do que o declarado no exemplo

poderia-se migrar de uma solução ótima para intermediária ou ruim. Se ao invés de

0,005, a taxa de falha de A fosse igual 0,01 (1%), o indicador passaria de 1,92%

para 3,87% sendo enquadrado na classificação intermediária mesmo contendo o

mesmo número de peças a serem removidas.

O indicador proposto acima serve apenas como um balizador da forma como a

instalação do componente-chave está sendo proposta. Apesar de estar relacionado

ao número de peças a serem removidas, fator relevante na análise do

posicionamento de um componente, existem circunstâncias em que poucas peças

podem representar um grau elevado de complexidade durante o procedimento de

manutenção. Para tal, deve-se confiar a análise de mantenabilidade ao trabalho

conjunto a ser realizado com o engenheiro de serviço entre as fases conceitual e

preliminar do projeto (fazendo uso de diretrizes e reserva de espaços apresentado

nas próximas seções).

C) Manutenção preventiva

Recordando o conceito da manutenção preventiva, sabe-se que a mesma

utiliza manutenções em intervalos determinados para manter o estado operacional

do produto em um nível desejável. Portanto, as operações de manutenção e trocas

de peças já ocorrem em um intervalo que garantirá a disponibilidade do produto.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 135

Logo, estes intervalos são definidos em momentos otimizados para não sub-utilizar

peças ou permitir uma falha não planejada. Com isso, para componentes inseridos

na manutenção preventiva, o fator de relação de taxas de falha da equação 3.3

perde a sua função. Deste modo, para a manutenção preventiva apenas a equação

3.5 deverá ser utilizada.

100×=

Eq. 3.5

Onde:

• APMP = Análise de Posicionamento – manutenção preventiva;

• Qcc = Quantidade de peças a serem removidas para acessar o componente-

chave;

• Qp = Quantidade de peças totais do produto.

3.3.3.3. Modelo de Análise de posicionamento de componentes-chave

(acessibilidade)

A análise de posicionamento de componentes-chave passa primeiramente pela

identificação desta lista de componentes vitais sob a ótica da mantenabilidade e a

sua fácil visualização em um sistema CAD auxiliando o projetista a compreender

quais são as prioridades (como propõe a Figura 3.22). Esta lista, para o sistema

proposto a partir da Figura 3.23 (opção – “Componentes-chave”), deve estar alocada

em alguma posição no banco de dados da empresa para que a ferramenta possa

buscar as nomenclaturas/peças (part numbers) priorizadas para confrontá-las ao

modelo em desenvolvimento.

Antes de utilizar a lista, no entanto, a ferramenta de mantenabilidade solicita ao

usuário que a taxa de falhas objetivo do modelo seja inserida (ver Figura 3.24). Este

valor servirá como base para que a equação 3.3 seja devidamente aplicada na

ferramenta de mantenabilidade.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 136

Figura 3.23 – Menu para análise de componentes-chave na ferramenta de mantenabilidade

Figura 3.24 – Inclusão da taxa de falha global do produto por parte do projetista

Após inserir a taxa de falha global, a tela “Componentes-chave” é apresentada

ao usuário (ver Figura 3.25). Ao pressionar o botão “Destacar todos os

componentes-chave” (Figura 3.25 detalhe A), o sistema busca a lista de

componentes prioritários (i.e. golden components) e compara suas nomenclaturas

contra todas as peças presentes no modelo em CAD (lista de materiais – bill of

material). Assim, ao encontrar qualquer peça que esteja registrada com a mesma

nomenclatura, a ferramenta modifica a coloração deste componente-chave para

dourado, deixando o restante do módulo com aspecto transparente. Isto ocorre com

o intuito de externar a importância das peças em qualquer posição do produto (assim

como demonstrado na Figura 3.25).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 137

Figura 3.25 – Destaque sobre os componentes-chave do projeto

Caso o projetista tenha interesse em visualizar/priorizar momentaneamente a

análise de apenas um componente-chave, pode-se realizar esta busca através da

caixa de combinação (breakdown list) existente na tela de “Componentes-chave”

(conforme mostrado na Figura 3.26 detalhe B).

A partir de um componente, pode-se analisar seu posicionamento utilizando a

métrica abordada na seção 3.3.3.2. Para tal, basta o usuário confirmar a intenção de

analisar o posicionamento do componente-chave selecionando a caixa de seleção

(check-box) no campo “Analisar posicionamento” (ver Figura 3.27 detalhe C).

Ao selecionar a intenção de análise do posicionamento, o sistema aplicará o

indicador proposto em 3.3.3.2 da seguinte forma:

a) Solução ótima = alteração da coloração da peça para verde;

b) Solução intermediária = alteração da coloração da peça para amarelo;

c) Solução ruim = alteração da coloração da peça para vermelho

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 138

Figura 3.26 – Destaque em apenas um componente-chave do produto

Figura 3.27 – Seleção da função de análise de posicionamento

Esta escala de cores alterando a coloração do componente em análise foi

proposta a partir de uma analogia com a visualização sugerida por sistemas de

elementos finitos (como o demonstrado na Figura 3.28). O objetivo deste conceito de

visualização é dar a real noção ao projetista de como o componente está sendo

implementado, sem que o mesmo tenha que realizar cálculos extras para definir se a

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 139

forma como o posicionamento dos componentes-chave está ou não adequada sob o

ponto de vista da mantenabilidade.

Figura 3.28 – Analogia com sistemas de elementos finitos

Fonte: SOLIDWORKS OFFICE PREMIUM (2007)

Assim, considerando a aplicação do indicador de posicionamento, a Figura

3.29 traz o exemplo de destaque de um componente com uma solução ótima já que

o índice de mantenabilidade demarca 0% de peças para serem removidas.

No módulo desenvolvido ao assinalar o campo “Analisar posicionamento”, dois

novos campos são ativados na ferramenta. Um indicando o índice de

mantenabilidade e o outro declarando a escala de cores e suas respectivas

porcentagens referentes ao mesmo índice (conforme demonstrado na Figura 3.30 –

tela de “Componentes-chave”).

Caso o projetista deseje, também é possível realizar a análise conjunta de

posicionamento de todos os componentes-chave do produto, bastando para isso

apertar o botão “Destaca todos os Componentes-chave” mantendo o campo

“Analisar posicionamento?” selecionado (conforme mostra a Figura 3.30).

Para dar maior ênfase à métrica desenvolvida no indicador proposto, pode-se

estudar melhor o posicionamento do rolamento assinalado com a seta (em

vermelho) na Figura 3.30. Utilizando a taxa de falha global de 0,0069 (conforme

mostrado na Figura 3.24), e sabendo que a taxa de falha atual deste rolamento é

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 140

igual a 0,0070, o indicador desta peça é considerado ruim, já que o índice atingido

foi de 30,4% (ver Figura 3.31).

Figura 3.29 – Análise de posicionamento de um componente sob o ponto de vista da

mantenabilidade

Figura 3.30 – Análise de posicionamento de todos os componentes-chave do produto

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 141

Figura 3.31 – Análise de posicionamento de um rolamento

Isto ocorre, pois para remover o elemento em destaque (Rolamento_L_Solid), é

necessária a remoção de seis componentes (eixo, biela, pino, pistão, camisa,

tampa_S) conforme ilustrado na Figura 3.32, num total de 20 peças (sem considerar

os elementos de fixação).

Portanto, ao observar a situação de projeto do Rolamento_L_Solid, o projetista

poderia optar por duas possibilidades (seguindo o conceito abordado na seção 2.3):

a) Melhorar a confiabilidade da peça;

b) Trabalhar em conjunto com o engenheiro de serviço para melhorar o

posicionamento do componente.

Supondo que a alternativa “a” fosse a escolhida, e que a confiabilidade da peça

melhorasse ao ponto de possuir uma taxa de falha que baixasse de 0,0070 para

0,0020 (mantendo a taxa global do produto em 0,0069, re-balanceando as taxas

com outros componentes periféricos). O indicador passaria de 30,4% para 8,7%,

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 142

conforme demonstra a Figura 3.33. Quer dizer, a peça deixaria de ter uma

classificação ruim para se tornar intermediária (entre 3% e 10%, cor amarela).

Figura 3.32 – Componentes que devem ser desmontados para acessar o componente-chave

Figura 3.33 – Incremento da confiabilidade gerando melhoras no indicador de

mantenabilidade

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 143

Caso se opte por “b”, o grupo de projeto poderia sugerir a modificação do

modelo, melhorando a acessibilidade do Rolamento_L_Solid ao separar o cárter em

duas peças distintas, A e B (assim como sugere a Figura 3.34). Neste caso, para

acessar o Rolamento_L_Solid bastaria separar a sub-montagem A, remover o eixo

(árvore de manivelas) e, finalmente, sacar o rolamento. Com isso, ao invés da

remoção de seis peças, bastaria a remoção de dois itens para que se chegasse ao

componente almejado. Logo, o indicador diminuiria de 30,4% para 10,14% (ainda

considerado ruim).

Nota: a ferramenta, ao utilizar a metodologia de WP, não é capaz de

considerar sub-conjuntos na sua análise. Portanto, a possibilidade “b” não foi

examinada a partir da ferramenta criada no ProE, sendo simplesmente abordada de

forma teórica.

Figura 3.34 – Melhora da acessibilidade gerando melhoras no indicador de mantenabilidade

Fonte: Adaptado de Slavilla, Decreuse e Ferney (2005).

Caso uma análise custo-benefício fosse utilizada para definir a melhor rota a

seguir, nada impediria que uma composição das duas possibilidades pudesse ser

proposta. Uma ligeira melhora de confiabilidade do rolamento somada a melhoria de

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 144

posicionamento do componente poderia se tornar um caminho viável caso a relação

custo-benefício fosse vantajosa.

3.3.3.4. Problemas na metodologia de Wave Propagation

Durante o emprego da metodologia de WP, na composição da ferramenta de

mantenabilidade proposta neste trabalho, alguns problemas foram verificados. São

eles:

a) Definição incorreta do número de peças a serem removidas: retomando ao

exemplo da Figura 3.31 e 3.32, pode-se notar que o método falhou em

determinar o número exato de peças a serem removidas, já que a tampa

traseira junto ao cárter (Figura 3.35 - T) não foi listada como um dos

componentes necessários para que a remoção do rolamento fosse

possível. Isto ocorre já que a metodologia de WP se baseia nos mapas de

contato, verificando apenas o movimento relativo entre componentes ao se

sugerir a não existência de uma peça para verificar se o componente sob

análise pode ou não se movimentar na direção da mesma. Como para

remover o rolamento, em um cárter inteiriço, a única forma seria através

da remoção do Eixo E da Figura 3.35, não existiria forma de se executar o

reparo sem que a tampa traseira fosse deslocada para a retirada do eixo;

Figura 3.35 – Tampa traseira não incluída na lista de componentes para a remoção do

rolamento

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 145

b) Interpretação incorreta da possibilidade de remoção de uma peça: como

normalmente o projetista insere valores nominais em sistemas CAD para

componentes que apresentam interferência na sua instalação real, pode-

se gerar distúrbios nas análises da ferramenta como as apresentadas na

Figura 3.36 e 3.37. Na Figura 3.36, por ser modelado na sua dimensão

nominal, o sistema declara que o rolamento tem acesso livre para o

exterior do modelo 3D sendo considerado uma peça periférica. Todavia,

na realidade, uma desmontagem de vários itens do motor deveria ser

realizada para se possibilitar que um sacador pudesse ser instalado e o

rolamento então ser devidamente extraído. Para a Figura 3.37, o mesmo

conceito se repete, já que o sistema considera que para remover a Camisa

– “C” (marcada em verde) apenas a Tampa Superior do modelo

(destacada em vermelho). Para remover a camisa, se montada com

interferência, mandatoriamente deve-se sacar o pistão e a biela para

existir um espaço mínimo que permita a extração da camisa utilizando um

sacador.

Figura 3.36 – Indicador de posicionamento incorreto para o rolamento

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 146

Figura 3.37 – Camisa modelada com dimensionamento nominal gera dificuldades na

implementação do indicador de posicionamento

3.4 Mantenabilidade na passagem do projeto conceitual para preliminar

Após a aplicação de conceitos de mantenabilidade no início da fase conceitual

(análises de simplificação, ferramental necessário e posicionamento de

componentes-chave) por parte do projetista, inicia-se o período entre a fase

conceitual e preliminar onde a sinergia da atuação da equipe de desenvolvimento do

produto e o engenheiro de serviço deve começar a ocorrer (engenharia simultânea –

conforme propõe a seção 2.5).

A Figura 3.38 traz o resumo das atividades propostas para a junção destas

duas fases sob o aspecto da mantenabilidade.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 147

Figura 3.38 – Passagem do projeto conceitual para preliminar

3.4.1 Análise de reserva de espaços

Apesar de a primeira atividade “Análise de reserva de espaços para a

manutenção em componentes-chave” estar alocada em um segundo momento no

fluxo proposto para o endereçamento da mantenabilidade no PDP, deve-se observar

(ver Figura 3.1) que a mesma possui uma ligação direta ao processo de modelagens

iniciais em CAD.

Ao relembrar a forma como as modelagens evoluem em um projeto (Figura

2.15), bastará a equipe de projeto compreender que o nível de maturidade do projeto

já se encontra em um formato de leiaute definitivo para que o engenheiro de serviço

comece a analisar a reserva de espaços para a manutenção em componentes

prioritários.

Nesta atividade, no entanto, é de extrema relevância não só trabalhar com o

nível de maturidade correto, mas também ter a segurança que os modelos em CAD

compartilhados no desenvolvimento multidisciplinar (engenheiro de serviço e

produto) sejam os mais atuais possíveis. Para isso, dependendo do tamanho da

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 148

empresa, pode-se aplicar metodologias completas de compartilhamento de arquivos

como a proposta por Zimmerman e Malmqvist (2007) – ver Figura 2.16, ou

simplesmente disponibilizar acesso a pasta de arquivos de projetos a todos

envolvidos no desenvolvimento do novo produto (gerenciando níveis de acesso).

Para compreender então a importância de alocar uma atividade exclusiva para

a reserva de espaço, faz necessário trazer à tona novamente o grande volume de

demandas e informações por que o engenheiro de produto tem que administrar. A

produção, o pós-venda, o marketing, quer dizer, todas as diferentes funções de uma

empresa buscam uma representatividade maior no desenvolvimento de um novo

produto visando influenciar o conceito para que as suas respectivas prioridades

sejam atendidas.

É justamente nesta briga por “espaços virtuais” no conceito do produto que o

parâmetro de mantenabilidade se encaixa. Anteriormente, já foi comentado neste

estudo que para componentes-chave normalmente não é admissível a remoção de

componentes periféricos para que a sua manutenção seja devidamente realizada.

Logo, com tantas demandas conflitantes e com engenheiros de produto não tendo o

conhecimento total da forma como a manutenção é executada, quem garantirá que

espaços necessários para se reparar componentes prioritários não sejam invadidos

por chicotes elétricos, tubulações pneumáticas, suportes e/ou qualquer outro

componente que sirva na rota de saída de uma peça vital para o pós-venda?

Logo, para os componentes priorizados na seção 3.2.1, faz-se mandatória uma

análise de espaços disponíveis salvaguardando rotas necessárias para que a

manutenção destas peças possam ser devidamente operacionalizadas.

O exemplo demonstrado nas Figuras 2.17 e 2.18 ilustra o procedimento de

como a análise de espaços para componentes-chave deve ser executada:

a) Em primeiro lugar, deve-se priorizar o componente a ser estudado.

Mandatoriamente todos os componentes-chave devem ser examinados;

b) Com a modelagem representativa do produto completo, criam-se análises

ergonômicas virtuais em um sistema CAD (acesso de montadores,

pessoal de manutenção e ferramentas) que validem a

desmontagem/reparo do componente no local, ou mesmo que se garanta

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 149

acesso a elementos de fixação que livrarão o produto a ser reparado

isoladamente em bancada;

c) Uma rota de saída do componente-chave pode ser solidificada para

comprovar que nada o impede de ser removido (ver Figura 2.18), ou

mesmo servir de referência para trazer à tona as possíveis interferências

que o engenheiro do produto terá que eliminar (caso um estudo de custo-

benefício assim o solicite).

3.4.1.1. Estudo de caso – reserva de espaço para melhorar o procedimento de

ajuste de válvulas em motores diesel

Ao se observar a Figura 2.33, verifica-se que o ponto de acesso para girar o

motor em um procedimento de ajuste de válvulas de um motor diesel comercial se

encontra na parte inferior do volante. O posicionamento é considerado ruim, pois

gera a demanda de dois mecânicos para realizar a operação de serviço: i/ um

desempenhando o ajuste propriamente dito; ii/ e outro girando o motor com o auxílio

de uma ferramenta especial e uma catraca (ver Figura 2.20) para girar a roda

dentada que encobre o volante do motor (e.g. a mesma roda dentada utilizada pelo

motor de partida).

Analisando a carcaça do volante do motor por si só, normalmente não deveria

ser considerada um componente-chave. Se a peça for bem desenvolvida, tanto sob

o ponto de vista comercial como no de qualidade ela nunca seria determinada como

um componente prioritário. No entanto, ao recordar que as peças que estejam

diretamente relacionadas a procedimentos de manutenção também devem ser

priorizadas (seções 3.2.1 e 3.2.2), automaticamente ao se incluir o tempo da

operação de ajuste de válvulas como um pré-requisito, a equipe de desenvolvimento

terá que considerá-la como vital no desenvolvimento.

Para o exemplo da carcaça do volante do motor, normalmente o engenheiro de

serviço já teria o pré-conhecimento que o produto vigente não possuía um

procedimento satisfatório de ajustes de válvulas. Sendo assim, esta operação de

serviço seria incorporada no escopo de pré-requisitos durante a fase de

esclarecimento da tarefa.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 150

Seja a partir da disponibilidade/compartilhamento dos modelos em CAD ou

pela comunicação entre engenheiro de serviço/produto em revisões de protótipos

virtuais (design reviews), dois aspectos fundamentais sob o ponto de vista da

mantenabilidade deveriam ser considerados na criação do novo conceito da

carcaça: i/ posicionamento da furação considerando questões ergonômicas (Figura

3.39 “a” - necessidade de apenas um mecânico trabalhando de pé); ii/ padronização

da furação com ferramentas já existentes (como sugere a Figura 3.39 “f ”).

Figura 3.39 – Proposta de concepção de um componente a partir de critérios da

mantenabilidade

No entanto, o simples fato de modificar o modelo não garante que o espaço

para realizar a operação de serviço esteja assegurado. No desenvolvimento de um

produto, normalmente, busca-se reduzir ao máximo custos desnecessários.

Portanto, qualquer redução de comprimento de uma tubulação

pneumática/hidráulica ou de um chicote elétrico de um produto seriado (exemplo do

setor automotivo), gera grandes economias no sistema produtivo da empresa.

Porém, isto nem sempre é positivo no pós-venda. Caso o espaço necessário para

montar e girar a catraca na Figura 2.33/3.39 fosse utilizado para outro fim, e que,

portanto, para realizar o ajuste de válvulas fosse necessário desmontar um

componente periférico, ou esvaziar o sistema de ar comprimido para a

desmontagem de uma tubulação ou até mesmo realizar a desconexão de um chicote

elétrico (desligando primeiramente o cabo de baterias), com certeza, o objetivo de

redução do tempo de reparo almejado em um pré-requisito não seria mais

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 151

alcançado. E, dependendo do momento do projeto que esta falha de acesso seja

descoberta, a relação custo-benefício de se alterar o projeto (ver Figura 1.3 –

Desenvolvimento clássico) poderia não ser mais viável.

Logo, para melhorar a acessibilidade no procedimento de ajustes de válvulas

faz-se necessário reservar espaços. Como em uma modelagem 3D em sistemas

CAD, os projetistas sempre prestam atenção em possíveis interferências entre

peças, nada melhor, então, que alocar volumes na modelagem assegurando a

reserva de espaço necessária para realizar a manutenção do componente

objetivado.

Para tal, pode-se, por exemplo, simular a aplicação do ferramental necessário

(Figura 3.40 A e B, posições da ferramenta representada em C) para realizar a

manutenção. Esta simulação deve seguir conceitos ergonômicos estabelecidos

(Figura 3.40 D) para gerar volumes de reservas de espaços (Figura 3.40 E).

Figura 3.40 – Reservando espaços em 3D para facilitar a manutenção do produto

O espaço reservado na Figura 3.40 E servirá para proteger a região que o

pessoal de manutenção necessita para realizar o giro do motor sem que se tenha

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 152

que desmontar qualquer outro componente do produto. Uma vez reservado pelo

engenheiro de serviço, mesmo um projetista sem experiência em mantenabilidade

poderá facilmente compreender possíveis regiões de interferências como a sugerida

pela Figura 3.41.

Ressalta-se que existiu uma mudança de conceito da tubulação F apresentada

na Figura 3.40 se comparada ao formato G da Figura 3.41. Caso o engenheiro de

serviço/projetista não tivesse alocado espaço de reserva para o ajuste de válvulas, a

nova solução poderia ter sido implementada prejudicando o tempo da manutenção

ou necessitando de um novo tipo de ferramental.

Figura 3.41 – Análise de interferência em reservas de espaços para a mantenabilidade

Na Figura 3.42 já pode-se então conferir que a proposta de reserva do espaço

para assegurar uma melhora na mantenabilidade no procedimento de ajuste de

válvulas atingiu o status de protótipo físico. Logo, a partir do momento que o projeto

alcançar a fase de “congelamento” do produto, o volume passará a estar

devidamente assegurado para todos os produtos em série.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 153

Figura 3.42 – Reserva de espaço convertida em produto que atende aspectos da

mantenabilidade

Observa-se que a reserva de espaço é normalmente utilizada para

componentes periféricos (ver exemplo do compressor na Figura 2.18). Possíveis

interferências que possam existir em componentes necessários para habilitar a

função do componente almejado são consideradas normais (e.g.: tubulações de óleo

e ar comprimido que chegam e saem do compressor da Figura 2.18). No entanto,

deve estar claro para o projetista que alguns passos podem ser necessários antes

de habilitar um layer

de mantenabilidade. Dois exemplos são tratados a seguir:

a) Em um compressor de um veículo comercial (Figura 2.18), a rota de saída

do compressor só estará acessível com a cabina basculada ou o capô

levantado (dependendo do tipo de veículo);

b) Manutenções preventivas em motores de aviões só estarão acessíveis

após a abertura da tampa de inspeção (exemplificado na Figura 3.43).

Assim, ao se construírem sólidos a partir da rota de saída de um componente-

chave que não seja periférico, tanto o projetista quanto o engenheiro de serviço

terão que possuir experiência para compreender que a existência de interferência

com outros componentes é normal (para um possível modelo proposto), sendo que o

objetivo de se criar a rota solidificada de saída é proteger o espaço necessário para

remover o componente imediatamente após a remoção dos componentes

interferentes.

Diferentes layers (camadas) podem ser utilizados em sistemas de modelagem em CAD para separar formas do modelo de

acordo com o desejo do projetista. E.g. separar as cotas dimensionais em um layer pode facilitar a modelagem do produto já

que o projetista pode ativar ou não a sua visualização de acordo a sua necessidade.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 154

Figura 3.43 – Necessidade de executar passos prévios em simulações de mantenabilidade –

abertura de tampa de inspeções

Fonte: Manutenção em avião (2009)

3.4.1.2. Colaboração entre engenheiro de produto e serviço atuando sobre a

reserva de espaço

O exemplo da carcaça do volante do motor da seção anterior retrata

exatamente como a alocação de volumes deve ser tratada para salvaguardar

espaços necessários para executar procedimentos de manutenção em componentes

prioritários.

No entanto, se ao examinar a seção 2.5.1, um dos problemas a ser elucidado

pelo presente trabalho seria formalizar a comunicação entre análises de engenheiros

de serviço e de produto ao longo do PDP utilizando-se modelos virtuais, não

deixando brechas para que problemas de comunicação se transformem em produtos

mal sucedidos no ponto de vista da mantenabilidade.

Caso o trabalho de análise de reserva de espaço não seja executado em

conjunto, as seguintes formas de atuação podem ser consideradas para que a

comunicação seja garantida:

a) A partir da disponibilidade dos modelos em 3D, o engenheiro de serviço

estaria habilitado a incluir reservas de espaço em um layer pré-definido

(Figura 3.44 A). O engenheiro de desenvolvimento do produto, por força

de um processo assegurado nas fases conceitual e preliminar, seria então

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 155

obrigado a habilitar este layer e realizar análises de interferência (como

ilustrado na Figura 3.44) ao menos na lista de componentes e operações-

chave definidos na fase de esclarecimento da tarefa. Em situações de

disputa por espaços, uma análise de custo-benefício deve ser utilizada em

casos que os engenheiros não entrem em comum acordo;

Figura 3.44 – Uso de layers em sistemas CAD para garantir reserva de espaços

b) Outra forma de atuar sobre a reserva de espaço seria a partir da criação,

por parte do engenheiro de serviço, de uma peça dummy

atrelada ao

componente-chave em estudo. A vantagem desta forma de atuação seria

a existência permanente na modelagem do espaço reservado, não

permitindo ao projetista a chance de não ativar o layer da opção proposta

no passo anterior. A desvantagem deste formato, no entanto, seria de

assegurar que este espaço não fosse confundido com peças reais

podendo até ser documentados e/ou manufaturados por engano;

c) Uma última alternativa seria a de trabalhar com o layer proposto no passo

“a”, porém adicionando uma facilidade a mais com a ferramenta de

mantenabilidade proposta nesta dissertação. Caso o componente-chave

Uma peça dummy seria apenas uma peça sem atribuição do ponto de vista funcional ou de manufatura. Ela seria criada

simplesmente para reservar um volume 3D que garantisse a proteção de um espaço para a execução de um procedimento de

manutenção considerado prioritário.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 156

em estudo já possua uma reserva de espaço salva no layer específico de

mantenabilidade pelo engenheiro de serviço, a ferramenta

automaticamente alertaria o projetista sobre a existência da análise no

layer (conforme proposto na Figura 3.45 na frase “Camada SURFACES

encontrada! Favor verificar.”).

Figura 3.45 – Estudo no layer de mantenabilidade sendo automaticamente informado ao

projetista

3.4.2 Aplicação do conjunto de diretrizes de revisão da mantenabilidade

A aplicação do conjunto de diretrizes no processo de revisão do parâmetro de

mantenabilidade ocorre durante as fases conceitual e preliminar do PDP. Assim

como declara o modelo proposto na Figura 3.1, tanto o engenheiro do produto

quanto o de serviço devem estar trabalhando em conjunto durante a utilização da

lista de verificações de mantenabilidade, já que muitas das diretrizes que serão

propostas têm força suficiente para mudar o conceito da modelagem em CAD.

Não é por acaso, que o modelo de mantenabilidade proposto nesta fase

(Figura 3.38) sugere que o alinhamento de atividades entre engenheiro de produto e

serviço sejam executados durante as revisões de protótipo virtuais (design reviews).

Isto ocorre já que a possibilidade de influenciar a modelagem do produto pode

acabar afetando outras áreas (e.g. produção).

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 157

Ao se examinar algumas ferramentas da seção 2.9.4, a vivência do PDP

sugere que as avaliações do produto sejam executadas com representantes de

diversos setores da empresa. A ausência de representatividade da mantenabilidade

ou da produção pode acabar resultando em falhas grosseiras em uma destas áreas

ao final do projeto. Portanto, quanto maior for à sinergia entre engenheiros de

manufatura, produto e mantenabilidade durante as revisões de protótipos virtuais

(design reviews), melhor será o resultado comum para a empresa no produto final.

Seguindo a norma MIL-HDBK-470A (1997), uma das formas de se capturar as

lições aprendidas por sucessos e erros cometidos em projetos/produtos anteriores é

a proposição de diretrizes de projeto.

Blanchard e Fabrycky (2006) sugerem uma lista com 14 perguntas/tópicos para

serem aplicadas em revisões de protótipos virtuais para contemplar a

mantenabilidade de forma adequada no PDP. Basicamente, o check list cobre os

itens propostos na revisão de literatura durante a seção 2.8 e inclui questões como

análise de elementos de fixação, ergonomia e diminuição na medida do possível de

ajustes e calibrações desnecessárias.

Para Blanchard, Verma e Peterson (1995) a lista de verificações de

mantenabilidade é mais completa e extensa, cobrindo não somente aspectos da

mantenabilidade, mas também conceitos de suportabilidade e confiabilidade. Os

tópicos não diferem do que foi relatado no parágrafo anterior. Porém, diversas

perguntas são alocadas abaixo de cada um dos itens, entrando mais a fundo em

cada tema da mantenabilidade e suportabilidade.

Já a norma MIL-HDBK-470A (1997) vai um pouco além, e propõe a sua lista de

diretrizes de projeto de duas formas distintas, uma que categorizando o check-list

dentro de características do produto (e.g. acessibilidade, elementos de fixação,

ergonomia, entre outros) e outra que aloca as mesmas diretrizes abaixo de tipos de

equipamentos, subsistemas ou áreas de aplicação comuns (e.g. motores diesel,

diretrizes de componentes mecânicos, entre outros).

O conjunto de diretrizes proposto por Blanchard, Verma e Peterson (1995) ou

pela norma MIL-HDBK-470A (1997) formam um grande potencial de revisão de

produto no que tange o parâmetro de mantenabilidade. No entanto, acredita-se o

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 158

seu uso contínuo em projetos pode acabar caindo em descrédito, uma vez que são

extensos e podem tornar seu uso enfadonho. Uma forma consciente de utilizá-los

seria, para a empresa que busca aplicar a mantenabilidade pela primeira vez,

possuir uma referência de verificação deste parâmetro durante as primeiras revisões

de protótipos virtuais. Logo, a partir do momento em que o grupo de projetos

amadurecer neste quesito, sugere-se que uma composição de diretrizes se torne

mais simples (como a sugerida por BLANCHARD e FABRYCKY, 2006) e que passe

a contemplar a vivência dos produtos/projetos desenvolvidos pela própria empresa.

Portanto, a partir do conjunto de diretrizes observadas na literatura, o Apêndice

B foi sugerido considerando também a vivência do autor da presente dissertação na

área de veículos comerciais. O check list foi proposto de uma forma sumarizada, que

possa ser aplicado em um gama maior de produtos de forma simples e sucinta. Para

maiores detalhes, ver Apêndice B.

3.4.2.1. Análise de custo-benefício para alterações de produto sugeridas a

partir da aplicação da mantenabilidade

A análise de custo-benefício deve ser aplicada sempre que uma proposição de

uma alteração no conceito do produto gerar algum tipo de conflito entre diferentes

áreas da empresa. Estas alterações podem surgir, por exemplo, em revisões virtuais

durante a aplicação/revisão de um conjunto de diretrizes como o apresentado no

Apêndice B.

O conceito de análise de custo-benefício abordado nesta seção, busca

considerar tanto aspectos internos de um empresa (e.g. custo de desenvolvimento e

produção) quanto aspectos externos (e.g. tempo de reparo e ferramental para

manutenção em campo). Ao propor isso, a análise entre diferentes conceitos sendo

propostos em um desenvolvimento passa a ser mais real, já que aspectos da vida

útil do produto passam a ser contemplados.

Portanto, ao tratar de sugestões de alterações sob a ótica da mantenabilidade,

os seguintes aspectos devem ser analisados entre os diferentes conceitos sugeridos

para o produto:

a) Taxa de falha – Tf: averiguar se existe diferença na confiabilidade entre as

sugestões;

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 159

b) Prazo de retorno de investimento – Pr: compreender qual é o prazo

esperado de retorno de investimento do projeto para compor o tempo de

análise de custo-benefício;

c) Volume de vendas – Vv: obter o volume de vendas esperado dentro do

prazo de retorno de investimento;

d) Quantidade e preço de peças na reposição – Cr: verificar a quantidade de

peças a serem trocadas em uma eventual intervenção e seus respectivos

custos;

e) Mão-de-obra – Mo: certificar qual seria o tempo de reparo e seu respectivo

custo necessário para realizar a manutenção do componente almejado;

f) Investimento – Inv: verificar qual é o investimento a ser realizado para

implementar a alteração (mão-de-obra, desenvolvimento de ferramental,

aumento no número de peças, alterações no processo de montagem na

produção, entre outros);

g) Ferramentas – Fer: certificar se existem diferenças nos conceitos

propostos que levem a um aumento de ferramental para a manutenção;

h) Treinamento – Tr: mudanças de conceitos podem demandar altos

investimentos em novos treinamentos, portanto deve-se procurar manter o

nível de complexidade do produto o mais simples possível;

i) Imagem - Im: verificar os conceitos quanto a imagem perante ao cliente

em caso de soluções ruins sob o conceito da mantenabilidade.

Para verificar a relação custo-benefício entre duas ou mais soluções deve-se

aplicar a equação 3.6 para cada proposta envolvida:

(

)

(

)

[

]

−

TrFerInvMCPVTA

orrvfXCB

Eq. 3.6

Onde:

• A

CB-X

= análise custo-benefício do conceito X;

• Tf = porcentagem de taxa de falha do produto (dentro de garantia);

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 160

• Vv = volume de vendas anual do produto (produtos/ano);

• Pr = prazo de retorno em anos;

• Cr = custo total de peças de reposição (R$);

• Mo = custo de mão-de-obra necessário para se realizar a manutenção

do componente almejado (R$);

• Inv = custo total para se realizar o investimento (R$);

• Fer = custo total para confecção e distribuição de ferramentas especiais

para os pontos de assistência técnica (R$);

• Tr = custo para desenvolver e ministrar novos treinamentos (R$);

• Im = fator de multiplicação determinado pela experiência da equipe de

projeto para ajustar conceitos que prejudiquem a imagem do produto por

falhar no aspecto de mantenabilidade.

A proposta que apresentar o menor custo se mostrará mais vantajosa para a

empresa, portanto devendo ser a selecionada entre os diferentes conceitos

propostos.

3.4.3 Follow-up do desenvolvimento do produto

Após passar por todas as etapas anteriores, o follow-up do desenvolvimento do

produto sob o ponto de vista da mantenabilidade deve ser realizado. Basicamente, o

engenheiro de serviço deve continuar monitorando qualquer alteração proposta na

modelagem do produto, buscando incluir sempre aspectos da mantenabilidade no

PDP.

Caso alguma alteração gere efeitos negativos para manutenção, o engenheiro

de serviço deverá alertar para o fato e se necessário provar, em uma análise custo-

benefício, que a alteração pode ser maléfica para a aplicação do produto durante a

sua vida útil.

3.5 Mantenabilidade no projeto detalhado

Assim como já fora mencionado anteriormente, a fase de Projeto Detalhado

(Figura 3.46) é responsável pelo detalhamento do leiaute da solução técnica (e.g.

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 161

inclusão de dimensões, propriedades superficiais, material e do detalhamento do

processo produtivo).

Figura 3.46 – Fase do Projeto Detalhado no PDP

Nesta fase então, o leiaute do produto já está praticamente definido (conforme

sugerido pela Figura 2.29), podendo ocorrer na prática alterações de pequeno porte

que também devem ser monitoradas pelo engenheiro de serviço.

Muitas questões que possuem impacto direto na manutenção do produto em

campo começam a ser executadas nesta fase, tais como: i/ composição da literatura

técnica; ii/ definição das peças de reposição e criação do catálogo de peças; iii/

confecção do material de treinamento; entre outros. No entanto, estas atividades

estão mais atreladas ao Projeto orientado para a Suportabilidade do que para a

Mantenabilidade e não serão abordadas neste estudo.

Deve ser ressaltada também a participação da equipe de DP na orientação da

área de suporte ao produto quanto a editoração de procedimentos de serviço para

que sigam os conceitos aplicados/estudados ao longo do desenvolvimento do

produto. Assim, se garante que conceitos de mantenabilidade aplicados sejam

devidamente documentados e utilizados em campo. Além disso, a equipe de projeto

Capítulo 3 Modelo para a Consideração do Parâmetro de Mantenabilidade no PDP 162

deve estar disponível para eventuais revisões da documentação técnica caso se

julgue necessário.

3.6 Validando a ferramenta de mantenabilidade

Dentro do capítulo 3, um modelo e uma ferramenta foram propostos para se

aplicar adequadamente o parâmetro de mantenabilidade durante o PDP.

No capítulo 4, tanto o modelo quanto a ferramenta são apresentados a um

grupo de técnicos e engenheiros como forma de validação da proposta deste

estudo, visando receber uma retro-alimentação da real utilidade desta pesquisa para

se aprimorar a aplicação da mantenabilidade no PDP.

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 163

4 APLICAÇÃO DA FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE

Neste capítulo será validado o modelo e a ferramenta computacional que

endereçam a inclusão da mantenabilidade durante o desenvolvimento do produto.

O objetivo principal desta validação foi verificar o comportamento de pessoas

diretamente ligadas ao desenvolvimento ou a atividades de suporte ao produto em

campo frente a proposta de melhoria do endereçamento da mantenabilidade no

PDP.

A validação do modelo e da ferramenta computacional ocorreu através da

apresentação dos mesmos (conforme pode ser visto no Apêndice E) para um grupo

de experientes profissionais da área de PDP. Por meio da coleta de respostas, a

partir da aplicação de um questionário (Apêndice D), foi possível captar as

percepções destes participantes podendo-se concluir se as propostas sugeridas pelo

presente estudo atendem ou não as necessidades do endereçamento da

mantenabilidade no PDP.

A estratégia ideal seria desenvolver um produto ou sua concepção na íntegra a

partir do modelo e ferramenta aqui sugeridos. Porém, por mais que não tenha

existido tempo hábil e oportunidade para tal, acredita-se que a apresentação e a

coleta de dados realizada com este experiente grupo de engenheiros/técnicos, já

seja capaz de determinar a usabilidade das propostas de inclusão da

mantenabilidade defendidas nesta dissertação.

4.1 Realização da validação

A validação em questão ocorreu nos dias 14 e 15 de outubro de 2009 em uma

indústria do setor automotivo de veículos comerciais, tendo os eventos duração de

aproximadamente duas horas cada.

No total, 12 pessoas compareceram para participar da validação. Os

participantes convidados tinham um perfil profissional diretamente relacionado ao

desenvolvimento do produto ou a áreas de suporte ao produto em campo.

Primeiramente, o material do Apêndice E foi apresentado aos grupos com

intuito de uniformizar o conhecimento dos participantes sobre o parâmetro de

mantenabilidade. Em paralelo à apresentação, a ferramenta de mantenabilidade

desenvolvida no ambiente de ProE era demonstrada na prática utilizando-se do

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 164

exemplo do motor de aeromodelo (constantemente abordado nas Figuras ao longo

deste estudo).

Ao término da apresentação, o questionário do Apêndice D foi distribuído aos

participantes que puderam registrar as suas percepções sobre a proposta de

endereçamento da mantenabilidade no PDP a partir do modelo e da ferramenta

sugeridos. Sendo que os resultados dos questionários podem ser conferidos na

seção a seguir.

4.2 Resultados da validação

Assim como foi proposto no questionário, os resultados da validação serão

divididos em três áreas distintas, sendo elas: i/ identificação dos entrevistados; ii/

avaliação da engenharia simultânea; iii/ avaliação da ferramenta para inclusão da

mantenabilidade.

4.2.1 Identificação dos entrevistados

Assim como já fora mencionado anteriormente, todos os participantes fazem

parte do quadro de funcionários de uma indústria do setor automotivo focada em

veículos comerciais.

Como pode ser conferido na Figura 4.1, o grupo de participantes era composto

na sua maioria por pessoas acima dos 30 anos de vida. O que denota a experiência

das pessoas que participaram do processo de validação.

Idade dos participantes (anos)

25%

58%

17%

até 20 de 20 a 30 de 30 a 40 mais de 40

Figura 4.1 – Idade dos participantes da validação

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 165

O questionamento relacionado ao tempo de empresa tinha como objetivo

conferir se o participante estaria ou não totalmente integrado aos processos da

empresa. Quer dizer, quanto maior fosse o tempo de casa, maiores seriam as

possibilidades das pessoas compreenderem o fluxo de informações e todos os

processos relacionados ao desenvolvimento e suporte ao produto dentro da

companhia. Logo, com base na Figura 4.2 pode-se afirmar que os participantes

possuíam tempo suficiente na companhia para estarem integrados aos seus

respectivos processos, já que todos possuíam no mínimo três anos de atuação nesta

indústria de veículos comerciais.

Tempo de empresa (em anos)

41%

17%

42%

de 0 a 3 de 3 a 6 de 6 a 10 acima de 10

Figura 4.2 – Tempo de atuação dos participantes na empresa

Quanto ao tempo de atuação no mercado (Figura 4.3), os participantes também

demonstraram uma experiência além do âmbito da empresa de atuação corrente, já

que 73% deles possuíam um tempo de atuação superior a dez anos.

A formação acadêmica dos participantes ficou distribuída conforme demonstra

a Figura 4.4, sendo que na sua grande maioria os grupos eram formados por

engenheiros mecânicos. Como a dissertação foca nos ciclos de manutenção

corretiva/preventiva (ver Figura 2.7), principalmente no que tange a modelagem para

se ganhar o acesso aos componentes de forma facilitada (sem considerar questões

de diagnóstico), um público de engenheiros mecânicos se torna ideal para se validar

os conceitos defendidos no estudo.

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 166

Tempo atuando no mercado (em anos)

18%

27%

46%

de 0 a 3 de 3 a 6 de 6 a 10 de 10 a 15 acima de 15

Figura 4.3 – Tempo de atuação dos participantes no mercado

Formação acadêmica dos participantes

Engenharia Mecânica Engenharia Elétrica Tecnólogo em Mecânica

Desenho Industrial Economia Técnico em mecânica

Figura 4.4 – Formação acadêmica dos participantes

No que se refere aos cargos vigentes dos participantes, a Figura 4.5 revela que

o grupo estava polarizado em três funções principais:

a) Analista/Engenheiro de serviço: responsáveis por suportar concessionárias

em problemas técnicos/comerciais representando as mesmas dentro da

organização da empresa;

b) Analista/Engenheiro de suporte ao produto: responsáveis por acompanhar o

desenvolvimento do produto garantido as necessidades do pós-venda em

novos produtos. Na prática, são os cargos responsáveis por monitorar o

parâmetro de mantenabilidade dentro do PDP, representando um papel

fundamental junto aos engenheiros de produto;

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 167

c) Engenheiro de desenvolvimento do produto: responsáveis pelo

desenvolvimento do produto como um todo. Seus três representantes no

grupo de participantes estavam divididos entre dois projetistas e um líder de

projeto.

Os outros cargos que participaram da validação estavam divididos da seguinte

forma:

d) Gerente, coordenador e engenheiro da qualidade: todos representando

funções de qualidade e satisfação de clientes, atuando nos problemas de

qualidade de campo junto à engenharia de produto focada na manutenção

de produtos correntes;

e) Engenheiro de produção: participante assíduo de revisões virtuais do

produto representando a produção nestes fóruns.

Cargo exercido pelos participantes

Eng. da Qualidade

Eng. de DP

Analista/Eng de Serviço

Analista/Eng de Suporte ao

Produto

Coordenador

Analista de produção

Gerente

Figura 4.5 – Cargos correntes dos participantes na empresa do setor automotivo

Portanto, acredita-se que a multifuncionalidade dos participantes durante a

validação aliada a experiência, tanto de empresa quanto de atuação no mercado,

formou um grupo de participantes experiente o suficiente para analisar o modelo e a

ferramenta de mantenabilidade propostos, podendo retro-alimentar o estudo com

possíveis melhorias ou até mesmo eventuais correções.

4.2.2 Avaliação da engenharia simultânea

Esta seção, visa trazer a tona à forma como os participantes percebem a

engenharia simultânea na empresa em questão. Na verdade, o foco principal foi

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 168

verificar como a comunicação transcorre entre pessoas ligadas ao DP e outras

funções mais relacionadas ao suporte de campo.

No primeiro questionamento da seção de engenharia simultânea, 58% dos

participantes disseram que atuam em todo o desenvolvimento do produto, 17% em

revisões virtuais (chamado de Design reviews no questionário), 17% somente após o

lançamento do produto e por último 8% selecionaram a opção “Outros”. Isto

demonstra claramente que a maioria do grupo tem relação direta em

desenvolvimentos de projeto (75%).

Na pergunta: “Você acredita que a transferência de informações entre as

equipes de desenvolvimento de produto e as áreas da empresa mais atuantes em

campo seja aceitável?”, houve uma divisão já que 58% das repostas disseram

acreditar que a comunicação é aceitável. No entanto, algumas das respostas

positivas vieram atreladas a comentários que mencionavam a necessidade de se

oficializar as demandas geradas a partir desta comunicação bem como realizar o

follow-up das mesmas.

Indo mais a além nesta questão, pode-se ressaltar que:

a) Para 100% dos engenheiros de desenvolvimento do produto a comunicação

é aceitável (todos com perfil de atuação mais interno);

b) Para os engenheiros de serviço (com atuação externa freqüente), houve

uma divisão entre os dois participantes. Na resposta negativa, foi

comentado que ainda falta muita consulta aos problemas de campo e

oficina que não são considerados no desenvolvimento do produto.

Para outras funções exercidas que atuam como ponte entre campo e setores

de desenvolvimento do produto as respostas foram definidas da seguinte forma:

c) Para os engenheiros de suporte ao produto, duas das três respostas foram

negativas. Os problemas principais percebidos foram a dificuldade de se

atuar em tempo real com novas demandas e a existência de problemas de

campo em produtos anteriores que ainda persistem em produtos correntes;

d) Duas das três pessoas ligadas ao departamento de qualidade de campo

também alegaram que a comunicação é ineficiente. O distanciamento entre

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 169

as funções de campo e DP, e a falta de processos que regulem a

comunicação foram utilizados como argumentos. Além disso, foi

mencionado que análises de custo-benefício são normalmente decididas

pela a engenharia de produto sem levar em conta aspectos do pós-venda

(fato este debatido na seção 3.4.2.1).

Em resumo, pode-se concluir que todos os cargos com atuação interna

acreditam que a comunicação seja aceitável (engenheiros de produto e manufatura).

Ao excluir este grupo de participantes, levando-se em conta apenas aqueles que

atuam em campo ou servem como ponte nesta comunicação, o índice de respostas

negativas sobe para 63% das respostas.

Para apenas 42% dos participantes, os novos desenvolvimentos refletem as

necessidades de mercado no que se refere aos aspectos da mantenabilidade. Para

aqueles que acreditam que o produto não reflete estes aspectos, alguns de seus

argumentos estão transpostos a seguir:

a) Conhecimentos adquiridos pelas áreas de manutenção em campo não são

endereçados ao grupo de projetos (remetendo a falta de comunicação entre

as equipes);

b) Custos de manutenção e facilidade de montagem na produção são

considerados com prioridade perante a mantenabilidade no PDP.

No último questionamento da seção B, 58% dos participantes acreditam que

existe tempo hábil para assegurar o intercâmbio de informações entre a aplicação

real do produto fomentando o desenvolvimento de novos produtos. Porém, os

seguintes comentários/sugestões surgiram nesta área:

a) Apesar de existir recursos, se faz necessário automatizar a disponibilidade

de dados para que mais tempo possa ser utilizado no desenvolvimento do

produto;

b) Faltam ferramentas para disponibilizar informações de campo sob

demanda;

c) Três participantes sugeriram a formação de um processo ou uma nova

função para assegurar a entrega destas informações entre os setores.

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 170

4.2.3 Avaliação da ferramenta para inclusão da mantenabilidade

Esta seção do questionário objetivava captar a percepção dos participantes

quanto ao tema de mantenabilidade, bem como validar os conceitos propostos pelo

presente estudo sobre o modelo e ferramenta de mantenabilidade sugeridos.

Para iniciar, 83% dos participantes entendem que os aspectos da

mantenabilidade não são avaliados no desenvolvimento de produto da empresa em

que trabalham. Desenvolvedores sem conhecimento prático, falta de análise sobre

acessos e ferramentas especiais, desconhecimento de tempos de reparo padrão

foram levantados como fatos para justificar a resposta negativa nesta área.

No entanto, um comentário reportado por um engenheiro de produto chamou a

atenção. Este engenheiro alega que todos os componentes prioritários (respaldados

por requisitos) são avaliados. Porém, os parâmetros utilizados na sua avaliação são

“mais qualitativos do que quantitativos”. Quer dizer, existe uma dificuldade natural de

se realizar a comunicação do conhecimento prático de campo com a forma de se

trabalhar de um engenheiro de produto (algo já abordado na seção 2.5).

Para 58% dos participantes, os aspectos da mantenabilidade são aplicados a

partir da experiência de poucos, sem um processo robusto que suporte o

endereçamento da mantenabilidade. Situação que confirma o motivo pelo qual 83%

das respostas na questão anterior foram negativas. Para outros 33%, a

mantenabilidade é aplicada de forma sistemática, com acompanhamentos em

revisões virtuais (Design Reviews). Para apenas 8% a mantenabilidade é aplicada

de forma empírica aliada ao design review, sendo classificada como “Outros” na

pesquisa.

No questionamento sobre a facilidade de utilização da ferramenta da

mantenabilidade proposta pelo estudo, 92% dos usuários disseram considerar a

ferramenta de fácil manuseio. No entanto, ressaltaram a importância da

confiabilidade das informações armazenadas no banco de dados para se obter

sucesso com o uso desta ferramenta. A única resposta negativa atribuiu esta

posição a dificuldade de se elaborar a lista de componentes-chave. Para este

participante, deve existir a retro-alimentação de novos dados, que passam a estar

disponíveis durante o desenvolvimento do produto, para complementar a lista de

itens prioritários. Além disso, os fatores levantados sobre as ineficiências do

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 171

algoritmo de WP e o fato de falhas sem histórico não poderem ser consideradas pela

ferramenta, auxiliaram este participante a determinar a resposta negativa.

Todos os participantes consideraram que a ferramenta pode auxiliar a equipe

de desenvolvimento a gerar produtos melhores e que o indicador de posicionamento

serve como uma forma de avaliar o posicionamento do componente sob a ótica da

mantenabilidade. Durante a apresentação foi interessante notar que ao iniciar a

explicação do indicador das relações individuais de quantidade de peças a serem

removidas e taxa de falhas (Figuras E.28 e E.29), houve comentários reticentes

sobre a praticidade de seu uso. Porém, ao propor a fórmula de aplicação final do

indicador (Figura E.30), boas retro-alimentações surgiram indicando que a métrica

proposta era realmente aplicável.

Todos os participantes acreditam que a aplicação da ferramenta de

mantenabilidade no dia a dia venha a facilitar a comunicação entre projetistas e

engenheiros de serviço/suporte ao produto. Podendo até reverter parte das

respostas negativas angariadas ao longo da aplicação deste questionário no que se

refere a comunicação entre diferentes setores da empresa.

Para finalizar, 75% das respostas avaliaram que a ferramenta da

mantenabilidade seria muito útil na melhora da inclusão de aspectos da

mantenabilidade no desenvolvimento do produto. Os outros 25% consideraram a

ferramenta como sendo essencial para o PDP, justificando todo esforço empenhado

no desenvolvimento do modelo e da ferramenta durante o estudo da presente

dissertação.

Para 58% das pessoas presentes no processo de validação, existem outras

necessidades não cobertas pela ferramenta/modelo e que poderiam ser abordadas.

As idéias ou áreas de interesse que surgiram durante a apresentação ou a partir da

pergunta 12 do questionário para que futuramente pudessem ser abordadas foram:

a) Incluir o tema de diagnóstico na análise da mantenabilidade;

b) Considerar o peso ou o volume dos componentes do produto como fatores

de avaliação nos processos de desmontagens;

c) Análise para ferramentas especiais;

d) Criar um indicador de tempo de reparo versus tempo máximo de reparo

aceitável;

Capítulo 4 Aplicação da ferramenta de Mantenabilidade 172

e) Melhorar o processo de transmissão de informações entre engenheiros de

serviço e produto ao criar a função de engenheiro de requisitos;

f) Incluir o tempo padrão nas análises de mantenabilidade;

g) Considerar o fator custo na ferramenta;

h) Retro-alimentar a lista de componentes-chave ao longo do PDP.

4.3 Considerações finais sobre a validação

O processo de validação aplicado buscou concentrar a demonstração da

ferramenta de mantenabilidade em um grupo de participantes experientes e que

vivenciam o suporte ou o desenvolvimento de produto no seu dia a dia. Além disso,

foi focado no perfil de engenheiros mecânicos justamente por este profissional estar

mais alinhado com os desenvolvimentos propostos no presente estudo.

A avaliação da engenharia simultânea na empresa automotiva teve com foco

respaldar diversos pontos da dissertação ao comprovar que existem espaços para

melhoria na comunicação entre engenheiros de desenvolvimento de produto e

serviço. Assim, ficou provado que o diálogo ineficiente, que gera reflexos negativos

sob o ponto de vista da mantenabilidade no produto, não foi formado simplesmente

através da visão do presente autor sobre este tópico, mas sim como a forma que a

mantenabilidade é aplicada na prática do PDP (confirmada também na literatura

referenciada ao longo do capítulo 2).

Por último, na etapa de avaliação da ferramenta para a inclusão da

mantenabilidade, ficou demonstrado que a ferramenta/modelo propostos, que

buscam unir a prática de PDP ao que recomenda a literatura sobre o parâmetro da

mantenabilidade, podem representar uma melhora significativa nos conceitos de

manutenção entregues em produtos desenvolvidos a partir do presente estudo. No

entanto, assim como foi declarado na própria apresentação do Apêndice E, existem

diversas possibilidades/necessidades/anseios de melhoria, seja no modelo ou na

ferramenta proposta, que poderão ser considerados em estudos futuros.

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 173

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS

FUTUROS

5.1 Conclusões

O presente estudo possibilitou o entendimento da forma como a

mantenabilidade é declarada na literatura clássica e seus reflexos na aplicação

prática, já que a vivência do presente autor e outros artigos que tratam deste tema

apontam diversas falhas no endereçamento da mantenabilidade ao longo do PDP.

Com a existência desta lacuna no desenvolvimento de produtos, buscou-se

mapear, a partir da literatura vigente, quais seriam os aspectos a serem

considerados para que um produto pudesse ter sucesso no âmbito da manutenção.

Além disso, foi utilizado o conhecimento prático para entender como esta lacuna

poderia ser preenchida, para que se saísse dos objetivos e métricas propostos na

literatura e se chegasse à forma de atuação para implementar corretamente o

parâmetro de mantenabilidade.

Como a engenharia simultânea tem um peso fundamental para a melhora da

aplicação deste parâmetro, e os sistemas CAD propiciam grandes possibilidades de

interações entre diferentes setores de uma companhia através do compartilhamento

de banco de dados ou das revisões virtuais ao longo do desenvolvimento, foi

proposto durante a dissertação, um modelo e uma ferramenta baseada em sistema

CAD para aplicar a mantenabilidade no PDP. O que o modelo e a ferramenta trazem

de novidade, é o direcionamento das atividades para componentes-chave utilizando-

se de um sistema, tornando mais evidente onde o trabalho de desenvolvimento deve

ser focado. Além disso, a partir de três funções programadas na ferramenta alocada

no sistema ProE, mesmo um projetista inexperiente tem a capacidade de aplicar

muitos dos aspectos vitais da mantenabilidade de forma fácil e clara (simplificação,

análise de ferramental e indicador de posicionamento de componentes-chave). Estas

funções acabam por liberar recursos, já que o projetista passa a ter uma

independência maior de modelagem, permitindo que engenheiros de serviço atuem

em problemas de clientes em produtos correntes.

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 174

Outro aspecto relevante e inédito do estudo foi à proposição de uma fórmula

que evidencia se o posicionamento de um componente-chave em relação aos

demais itens pertencentes ao produto é ou não aceitável. Ao mesclar um indicador

de quantidade de peças removidas com uma relação de taxa de falhas, a ferramenta

passa a realmente dar foco aos componentes que estiverem pior posicionados e/ou

com uma taxa de falha ruim perante os anseios requisitados no projeto. Quer dizer, o

parâmetro da mantenabilidade só será exaustivamente trabalhado, se a relação de

peças removidas e taxa de falha for ruim, podendo significar um problema para a

utilização do produto após a sua venda ao cliente final.

Com isso, tanto a ferramenta como o modelo garantem que a maturidade da

modelagem do produto em revisões virtuais seja maior, já que questões básicas da

mantenabilidade como a diminuição de elementos de fixação e ferramental

necessário, a composição do produto mais próxima possível as peças já existentes

em estoque da empresa, e o posicionamento de componentes-chave já estarão

melhor examinados pelo projetista antes da revisão. Assim, se permitirá aos

participantes de revisões virtuais, utilizar o seu tempo em análises mais complexas

do projeto.

A dissertação também trouxe à tona uma nova forma de se proteger áreas

necessárias para a realização da manutenção. Ao propor a solidificação de volumes

3D em sistemas CAD, em camadas (layers) destinadas a mantenabilidade, o

engenheiro de serviço passou a fazer parte das análises de interferências tão usuais

durante a modelagem em sistemas 3D. Com isso, o conhecimento, muitas vezes

restrito a pessoas com relacionamento forte ao suporte de campo, passou a ser

tangível também ao desenvolvimento virtual do produto nas fases conceitual e

preliminar do PDP.

Por último, mas também com um grau de importância de extrema relevância, o

estudo propõe um conjunto de diretrizes para auxiliar a equipe de projeto na revisão

dos modelos sob a ótica da mantenabilidade nas fases iniciais do PDP. Estas

diretrizes foram compiladas ao fazer a junção de listas de verificações propostas por

autores renomados da literatura e somadas a questões vivenciadas pelo autor desta

dissertação na realidade do desenvolvimento de produto de uma empresa

automotiva do ramo de veículos comerciais. Além disso, para que solicitações de

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 175

modificações na modelagem para melhorar a manutenção de produto, surgidas a

partir da aplicação destas diretrizes, não sejam sucumbidas a fatores de produção

e/ou custos na fase de desenvolvimento, uma análise de custo-benefício é proposta

para que se passe a contemplar os impactos das mudanças solicitadas em toda a

vida útil do produto.

Ao final, todo este trabalho foi devidamente validado por um grupo experiente

de pessoas com alto envolvimento no desenvolvimento de produto e/ou suporte ao

produto em campo. Tanto o modelo, que sugere os momentos de atuação do

parâmetro da mantenabilidade no PDP, quanto à ferramenta elaborada foram

amplamente aceitos pelos participantes da validação, que consideraram o resultado

deste estudo muito útil ou essencial para a melhoria da aplicação deste parâmetro

de engenharia no desenvolvimento de produtos.

Apesar de todos os avanços propostos neste estudo para a correta aplicação

da mantenabilidade em desenvolvimento de novos produtos, existem ainda áreas de

melhorias ou de atenção que deverão ser focadas em possíveis pesquisas futuras.

Ao se tratar da confiabilidade, apesar de ser um tema de grande importância no

PDP, poucas empresas demonstram utilizá-la de uma forma estruturada. Portanto,

algumas das funções sugeridas na ferramenta podem perder a sua utilidade, caso

não existam informações consistentes de taxa de falhas de produtos correntes do

produto em análise. Outra questão relevante, é a criação e o gerenciamento de

banco de dados robustos, que garantam a correta identificação de componentes pré-

existentes e elementos de fixação registrados adequadamente. Por fim, um

algoritmo mais eficaz deverá ser desenvolvido, já que o método de WP não é capaz

de atender todas as necessidades de análises da mantenabilidade que uma

modelagem de produtos em ambiente CAD necessita.

Com isso, pode-se concluir que apesar de algumas possíveis melhorias, a

ferramenta e o modelo proposto, têm condições de serem utilizados na prática do

PDP para produtos mecânicos, pois auxiliam e direcionam a equipe de

desenvolvimento de produto a gerar produtos melhores no âmbito da

mantenabilidade. Sendo assim, considera-se que todos os objetivos propostos no

capítulo 1 foram atingidos e devidamente endereçados ao longo de toda a

dissertação.

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 176

Por fim, pode-se afirmar que a abordagem apresentada neste estudo é inédita

e, apesar da aplicação da ferramenta ter ocorrido com uma amostragem reduzida,

acredita-se que por a validação ter sido realizada em uma multinacional do setor

automotivo, e por esta empresa representar um ambiente real e muito similar a

outras empresas que trabalham com desenvolvimentos virtuais, que o estudo esteja

embasado em elementos que asseguram sua credibilidade.

5.2 Recomendações para trabalhos futuros

Esta seção visa destacar pontos a serem aprimorados na ferramenta e no

modelo sugeridos em possíveis investigações futuras, bem como sugerir áreas de

atuação que podem auxiliar no avanço da aplicação da mantenabilidade durante o

processo de desenvolvimento de produtos.

Para o indicador de posicionamento, que baseia o cálculo da quantidade de

peças a serem removidas no algoritmo de WP, deve-se aprimorar a matemática de

suporte a esta função, para que se passe a contemplar possíveis espaços entre

peças e também movimentos relativos entre as mesmas. Além disso, o algoritmo

desta função deve ser melhorado para atuar sobre componentes que apresentem

interferências na utilização prática do produto, mas que sejam modelados nas suas

dimensões nominais.

Ainda tratando do tema sobre a quantidade de peças a serem removidas para

se alcançar um componente almejado, uma área a ser melhor explorada na

ferramenta é a modularidade de produtos. O sistema deve ser capaz de

compreender que através da remoção de módulos (como o sugerido na Figura 3.34),

pode-se sacar o item desejado com uma quantidade menor de ações de remoção

sobre o produto.

Em produtos mais complexos, ainda existe uma incógnita sobre a forma de

considerar a quantidade total de componentes do produto. Ao tomar um carro de

passeio como exemplo, o que deve ser considerado como produto completo na

análise da troca de um filtro de óleo do motor? O veículo completo, o motor e a caixa

de câmbio, ou apenas o entorno do filtro? Para aplicar corretamente o indicador de

posicionamento em produtos de maior complexidade, respostas para estas

perguntas deverão ser mandatoriamente respondidas.

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 177

No que se refere aos bancos de dados, empresas que tenham interesse em

utilizar este ferramenta deverão ser capazes de registrar adequadamente todos os

seus componentes, desde um simples parafuso até peças mais complexas. Isto

ocorre, pois as funções da ferramenta que retratam a composição do produto e a

verificação de ferramental necessário são baseadas fortemente no banco de dados

de empresa em questão.

Quanto ao modelo, um fator fortemente ressaltado no processo de validação

(além da confiabilidade do banco de dados) foi a importância da retro-alimentação

da lista de componentes-chave durante todo o processo de desenvolvimento de um

novo produto. Para isso, além de sugerir uma alteração na forma de visualizar o

modelo, que deveria contemplar esta retro-alimentação, uma nova função poderia

ser criada na ferramenta, onde algum usuário (com autoridade definida em projeto)

teria a autonomia de incluir novos itens na lista de componentes-chave ao longo do

desenvolvimento.

No que se refere à reserva de espaços, uma nova proposta que pode ser

adotada seria a permanência das ferramentas especiais/universais juntamente aos

volumes que forem criados para proteger espaços necessários para realizar a

manutenção do produto em desenvolvimento. Com isso, o engenheiro de produto

passaria a ter acesso ao modelo 3D da ferramenta que gerou o volume para tratar

de questões ergonômicas, podendo utilizá-la em possíveis novas modelagens.

Figura 5.1 – Inclusão de ferramentas 3D nas reservas de volumes

Capítulo 5 Conclusões e Recomendações para Trabalhos Futuros 178

Por último, uma melhoria de processo, mais focada na engenharia simultânea

poderia ser estudada. Para alguns participantes da validação, é de extrema

importância se disponibilizar recursos que sirvam como ponte entre os problemas de

serviçabilidade vivenciados com a aplicação do produto em campo e os

desenvolvimentos correntes ou futuros de produtos (engenheiro de requisitos).

Referências 179

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MOSCHETO, Andre Diogo; ESTORILIO, Carla Cristina Amódio; RODRIGUES, Fábio

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Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 184

APÊNDICE A – CONSIDERAÇÕES DE PROJETO ORIENTADO PARA

A MANTENABILIDADE: UMA COMPARAÇÃO ENTRE DFMT E DFMA

A.1. Introdução

Durante o desenvolvimento de produto, além de buscar atingir os anseios dos

clientes, questões fundamentais tais como a redução do tempo de desenvolvimento,

a melhoria da qualidade, a consideração de impactos no meio ambiente, redução do

tempo de montagem e/ou de manutenção são preponderantes para transformar uma

idéia em um produto de sucesso.

Para auxiliar no processo de desenvolvimento, diversos pesquisadores

publicaram estudos referentes a questões-chave, que guiam o projeto a atingir

objetivos específicos. Duas destas técnicas são denominadas de DFMT (Design for

Maintainability) e DFMA (Design for Manufacturability and Assembly). Enquanto a

primeira enxerga o desenvolvimento de produto sob a ótica da manutenção, a

segunda busca concentrar-se no processo de manufatura e no projeto para a

montagem em uma linha de produção.

Com o intuito de demonstrar que é possível existir sinergia entre o DFMT e o

DFMA, este apêndice apresenta no primeiro tópico conceitos e diretrizes do DFMA

somente (já que o DFMT está amplamente discutido ao longo da dissertação).

Após, descreve-se o produto escolhido e a demonstração do fluxo de realização de

uma manutenção corretiva. Logo em seguida, avaliam-se os itens de conflito entre

os conceitos das duas metodologias referente ao estudo de caso. E por último,

mostra-se uma proposta de um segundo alternador, analisando a viabilidade da

integração de aspectos de manutenção.

A.2. DFMA

O Projeto orientado para a Manufatura e Montagem (DFMA) engloba dois

outros DFX’s denominados de DFM (Design for Manufacturability) e DFA (Design for

Assembly). O sucesso da aplicação do DFM está na conciliação de um produto de

baixo custo sem prejudicar a qualidade. Basicamente, esta abordagem demonstra

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 185

que “o projeto do produto e o projeto do processo não podem de modo algum ser

tratados como entidades separadas” (ROZENFELD et al., 2006), já que esta

metodologia visa incluir aspectos referentes à manufatura durante todo o ciclo de

desenvolvimento do produto. Já o DFA, tem por objetivo a diminuição do custo do

produto a partir da simplificação do projeto, da redução do tempo de montagem e

conseqüentemente da facilitação do processo da manufatura, conforme pode ser

conferido no estudo de caso apresentado por Kovalchuk (2006).

Portanto, a aplicação do DFMA pode ser resumidamente definida utilizando-se

a aplicação das seguintes diretrizes:

1. Reduzir ao máximo o número de componentes;

2. Usar materiais, processos e componentes de prateleira (padronizados);

3. Projetar componentes para serem multifuncionais;

4. Possibilitar alterações/compartilhamento entre plataformas de produtos

(modularidade);

5. Buscar a mesma especificação entre produtos similares (normalização);

6. Minimizar as direções de montagem buscando uma montagem empilhada;

7. Facilitar o alinhamento e a inserção das peças reduzindo assim a

possibilidade de erros na montagem;

8. Integrar as áreas de manufatura e montagem com a de desenvolvimento do

produto para alcançar uma produção de qualidade;

9. Evitar tolerâncias estreitas além da capacidade natural do processo de

manufatura;

10. Avaliar a possibilidade do uso da automação no processo produtivo;

11. Projetar de acordo com o volume de produção estimado para o produto em

questão;

12. Reduzir ao mínimo necessário operações secundárias (e.g. acabamentos,

inspeções);

13. Projetar para a fácil fabricação por meio da seleção de processos

compatíveis com os materiais;

14. Utilizar as características especiais dos processos;

15. Limitar a diversidade de tecnologias empregadas na produção, utilizando

sempre na medida do possível as soluções de processo já existentes na

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 186

empresa;

16. Projetar o produto com robustez, para compensar incertezas na

manufatura, testes e uso do produto;

17. Possibilitar acesso fácil à montagem;

18. Projetar uniões e fixações eficientes, eliminando o uso de parafusos, rodas

e roldanas.

É com base nestas diretrizes que o grupo de projeto deve ser capaz de

identificar possíveis modificações no produto, visando a definição de alternativas que

facilitem a otimização do sistema de manufatura e montagem, simplificando e

diminuindo custos (BRALLA, 1986).

A.3. Estudo de caso

Para ilustrar uma comparação entre considerações de manufatura e de

mantenabilidade, faz-se necessário o estudo de um ciclo de manutenção corretiva

de um produto utilizado atualmente no mercado de veículos comerciais.

O produto escolhido foi um alternador, mais especificamente o regulador de

carga deste componente.

A.3.1. Descrição funcional do alternador

Basicamente, a função principal do alternador é recarregar as baterias. Após a

partida do motor, o alternador começa a ser movido por uma correia ligada à árvore

de manivelas. O rotor, que é o eixo do alternador, gira numa rotação algumas vezes

superior a do motor. O campo magnético produzido por esse movimento de rotação

atravessa as bobinas de fios de cobre existentes no estator e começa a gerar tensão

elétrica. Portanto, quanto maior a rotação, maior será a tensão elétrica gerada. Para

evitar que um “excesso” de tensão chegue a causar danos ao veículo, a tensão

precisa ser controlada, função que é executada pelo regulador de carga. É no

regulador que são encontradas as escovas, que são as peças que sofrem desgaste

ao longo do uso do produto.

Por se tratar de um componente que demanda trocas ao longo da sua vida útil,

a operação de troca do regulador de carga do alternador foi escolhida para auxiliar

no estudo prático das considerações de mantenabilidade.

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 187

A.3.2. Ciclo de manutenção corretiva

O ciclo de manutenção corretiva ocorre conforme a Figura A.1.

Figura A.1 – Ciclo de manutenção corretiva

A. Detecção da falha: a primeira fase dentro de um procedimento de

manutenção corretiva é justamente identificar que existe um problema. Esta

identificação (diagnose) pode ocorrer de variadas formas, através de

indicadores eletro/eletrônicos como sinais luminosos e/ou mensagens em

visores, pela piora do desempenho do equipamento ou até mesmo pela

interrupção de seu funcionamento. A identificação pode ocorrer também via

sistemas modernos de diagnósticos computadorizados ou a partir da

verificação de sintomas que conduzam a análises do comportamento irregular

do produto. No caso prático de alternadores, o acendimento de uma luz

indicadora no painel, variações de intensidade na iluminação interna ou dos

faróis do veículo podem indicar um possível problema no regulador do

alternador;

B. Preparação para a manutenção: com a confirmação do problema, e já

sabendo como deve-se atuar para sanar a falha, algumas preparações são

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 188

realizadas, tais como: busca pelas ferramentas e peças de reposição

necessárias;

C. Localização e isolamento: nesta fase são realizados todos os procedimentos

para chegar ao ponto imediatamente anterior ao da desmontagem, quer dizer,

ações como bascular uma cabina e desligar a chave geral formam um

conjunto de atividades necessárias para se chegar ao alternador em questão

em um veículo comercial;

D. Desmontagem: é nesta fase que o presente apêndice está focado, já que visa

comparar aspectos da montagem em produção com considerações de

mantenabilidade dando ênfase a questões de acessibilidade. Nela,

demonstra-se o passo a passo da desmontagem do alternador para se chegar

ao componente supostamente defeituoso, o regulador de carga. A Figura A.2

ilustra os procedimentos de desmontagem do alternador A (descritos a seguir)

necessários para se chegar ao regulador de carga:

1. Desconectar os cabos do alternador;

2. Desapertar os parafusos de fixação e remover o alternador do veículo;

3. Com um marcador, marcar a posição das tampas traseira e frontal em

relação ao núcleo do estator para posterior montagem;

4. Retirar os quatro parafusos que unem as tampas traseira e dianteira.

Aquecer externamente a tampa traseira (se necessário) na região do

compartimento do rolamento, em torno de 60°C;

5. Com o auxílio de uma chave de fenda, fazer uma "alavanca" entre o

estator e a tampa dianteira, separando o conjunto "tampa dianteira - rotor -

polia" do conjunto "tampa traseira - estator", sempre cuidando para não

danificar a resina dos fios e o núcleo do estator com a chave de fenda;

6. Para separar o estator do retificador e da tampa traseira, remover a solda

das fases do estator da ponte retificadora. Usar ferro de solda com

potência de 180 a 270 W por no máximo cinco segundos, já que os diodos

podem ser danificados se sobreaquecidos;

7. Para separar a ponte retificadora e o regulador de carga da tampa traseira,

remover as porcas B+, A e W externas à tampa, e os dois parafusos

internos à mesma;

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 189

8. Remover a solda do regulador da ponte retificadora para soltá-lo;

Figura A.2 – Manutenção do alternador A

E. Remoção do componente problemático: nesta etapa chega-se ao

componente defeituoso causador da perda de desempenho do equipamento.

Outra via (G) de prosseguimento do reparo seria o próprio conserto do

regulador, caso não fosse necessário realizar trocas de peças. O que guia se

o fluxo de reparo segue na rota E ou G (ver Figura A.1) é normalmente a

complexidade do reparo e/ou política de peças de reposição. No caso do

alternador em questão, a troca do regulador completo (rota E para F) foi

escolhida;

F. Troca pela peça de reposição: neste momento ocorre a troca do componente

com falha. Um novo regulador é utilizado;

G. Reparo do equipamento: esta etapa ocorre sempre que for possível corrigir a

falha sem a necessidade de troca de peças de reposição;

H. Montagem: na montagem, normalmente ocorrem os passos inversos da

desmontagem tomando-se o cuidado de seguir especificações específicas

(e.g. aplicação de torque, montagem cruzada de parafusos diametralmente

opostos, entre outros). No exemplo corrente do alternador, o único detalhe

diferente do já explanado é atentar para o fato de que antes de encaixar o

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 190

rotor na tampa traseira, deve-se empurrar as escovas em seu alojamento e

inserir um arame pela parte externa da tampa traseira para mantê-las na

posição correta (ver Figura A.3). Após encaixar o rotor na tampa traseira não

deve-se esquecer de remover o arame de retenção das escovas;

Figura A.3 – Detalhe da montagem do alternador A

I. Alinhamento e ajuste: dentro da etapa de alinhamento e ajustes executam-se

passos necessários para validar a correta montagem do componente em

questão. Para assegurar o correto posicionamento do componente no veículo

comercial, foram seguidos um conjunto de tarefas necessárias para que isto

aconteça, aplicados no estudo de caso deste apêndice:

9. Após o alternador ter sido corretamente e completamente montado,

verificar manualmente se a polia gira livremente;

10. Montar o alternador no veículo;

11. Alinhar a correia na polia do alternador;

12. Ajustar o tensionador (suporte do alternador) e apertar os parafusos de

fixação do alternador de acordo com o torque especificado;

J. Verificação final: por último, deve-se validar que o produto realmente retorna a

sua condição original/ideal. Para o alternador, os seguintes passos são

necessários:

13. Conectar os cabos do alternador;

14. Retornar a cabine à posição de condução;

15. Ligar a chave geral do veículo e verificar se o alternador está carregando

normalmente.

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 191

A.4. Comparação entre DFA e DFMT

Uma comparação entre os métodos de DFA e DFMT (mais especificamente

diretrizes que geraram conflito entre as metodologias) é apresentada como resultado

da análise realizada sobre o estudo deste alternador.

Durante a apresentação do ciclo de manutenção corretiva do alternador A

foram observadas as seguintes diferenças entre as metodologias:

A. Reduzir número de componentes: similar no DFMT, porém deve-se cuidar

para que esta redução não venha acarretar em aumento do custo de reparo

(e.g. fazer a junção do regulador com a ponte de diodos);

B. Montagem empilhada / Possibilitar acesso fácil à montagem: a acessibilidade

do regulador, que é considerado uma peça de uptime (disponibilidade) do

alternador, não foi levada em consideração. Para a produção, não é uma

questão relevante. Porém para a manutenção ao longo da vida útil é de

extrema importância;

C. Facilitar o alinhamento e a inserção das peças / Evitar tolerâncias estreitas:

considerando componentes novos e dentro de um ambiente controlado

(ambiente produtivo), a montagem do estator e da tampa dianteira pode não

representar uma dificuldade. Porém, após o uso do alternador no campo, esta

operação pode ficar prejudicada (ver passo 5 do ciclo de manutenção

corretiva) e resultar em danos ao produto;

D. Integrar as áreas de manufatura e montagem com a de desenvolvimento do

produto: sem a inclusão de um engenheiro de serviço, problemas vivenciados

na aplicação de produtos anteriores podem não ser considerados no

desenvolvimento do projeto;

E. Projetar para a fácil fabricação / Limitar a diversidade de tecnologias

empregadas na produção: o uso da soldagem entre o regulador e a ponte

retificadora, gera problemas não somente para a produção mas para a

manutenção;

F. Projetar o produto com robustez: o regulador, dentro de um alternador,

representa um componente que pode afetar a disponibilidade do produto. Ao

não considerar a facilidade de realizar a manutenção do mesmo (como pode

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 192

ser visto pela complexidade do procedimento de reparo), a robustez não foi

corretamente endereçada;

G. Projetar uniões e fixações eficientes: além do problema da soldagem já

comentado, outra possibilidade para melhorar o projeto do alternador seria

avaliar uma otimização do número de ferramentas universais.

Além das diretrizes do DFMT já comentadas acima, outras definições da

metodologia que não foram utilizadas na avaliação deveriam ter sido consideradas

no projeto do alternador. Estas análises podem ser encontradas a seguir:

A. Projetar soluções simples: no projeto do alternador pode-se notar que o

componente precisa ser removido do veículo para que o reparo possa ser

realizado, o que dentro de um projeto de um veículo comercial não é

aceitável, já que a disponibilidade deve ser sempre garantida. Quer dizer, se o

alternador falhar com o veículo em trânsito, muito provavelmente o

componente completo será trocado, ao invés de apenas o regulador. Além

disso, procedimentos que necessitam soldagem e pistola de ar quente vão

contra um projeto que leva em consideração aspectos de mantenabilidade;

B. Considerar aspectos ergonômicos: não foram levados em conta neste projeto,

pois uma atividade simples como a troca do regulador, faz com que o

mecânico/eletricista tenha que executar diversos passos para corrigir a falha;

C. Melhorar a acessibilidade / Reduzir o tempo médio de reparo: a peça de

uptime (disponibilidade) do alternador não possui acesso facilitado

prejudicando o tempo de reparo. O ciclo completo para reparar o regulador do

alternador apresentado no estudo de caso leva duas horas;

D. Evitar uso de ferramentas especiais: o uso de equipamentos como pistola de

ar quente e ferro de soldagem são pontos negativos na manutenção do

alternador;

E. Considerar na fase de projeto o ciclo de manutenção preventiva do produto:

como o regulador (mais precisamente as escovas) é considerado o

componente de desgaste do alternador, pode-se garantir que o ciclo de

manutenção preventiva não foi considerado no projeto;

Apêndice A Considerações de Projeto para Mantenabilidade: uma comparação entre DFMT e DFMA 193

F. Minimizar a possibilidade de contaminar outras peças durante o serviço: os

procedimentos de solda necessários para a troca do regulador representam

um risco principalmente para a ponte retificadora, já que o aquecimento

excessivo durante a soldagem pode levar também este componente ao

descarte;

G. Possibilitar o diagnóstico: a criação de uma “janela” de inspeção ou outra

forma de averiguar o desgaste das escovas possibilitaria a identificação de

possíveis problemas com antecedência.

A.5. Apresentação de um alternador alternativo

Para mostrar que é possível fazer a inclusão de aspectos de mantenabilidade

no desenvolvimento de produtos, um segundo alternador (B) também utilizado em

veículos comerciais, mas que aborda a troca do regulador (escovas) de uma forma

extremamente simples foi escolhido.

Neste produto, além do reparo ocorrer no local (não existe necessidade da

remoção do alternador do veículo), o ciclo de manutenção corretiva não utiliza

aparelhos de solda ou aquecimento, somente chaves universais. A Figura A.4

demonstra claramente a facilidade de realizar esta manutenção, já que basta

desconectar os chicotes C e soltar os parafusos e porcas P para acessar e trocar o

regulador R. O tempo do ciclo de reparo leva apenas 24 minutos, enquanto o

alternador A do estudo de caso são necessárias duas horas para a conclusão do

conserto. Além disso, neste reparo não existem riscos de danos a outros

componentes já que a operação é simplificada.

Figura A.4 – Desmontagem do alternador B

Apêndice B Conjunto de diretrizes para a mantenabilidade 194

APÊNDICE B – CONJUNTO DE DIRETRIZES PARA A

MANTENABILIDADE

O conjunto de diretrizes para contemplar e aplicar o parâmetro de

mantenabilidade em sistemáticas de revisão de projetos foi constituído a partir de

listas de verificações propostos por Blanchard e Fabrycky (2006), Blanchard, Verma

e Peterson (1995) e pela norma MIL-HDBK-470A (1997). Soma-se a isso, alguns

pontos adicionados utilizando-se a experiência prática do autor desta dissertação.

As diretrizes para a inclusão do parâmetro de mantenabilidade não consideram

aspectos relativos exclusivamente a diagnóstico por eletrônica embarcada ou

suportabilidade por não fazerem parte do escopo da dissertação. No entanto, caso

estes tópicos tenham influência direta na mantenabilidade, estarão listados nas

diretrizes (e.g.: acesso ao conector de diagnóstico do produto).

O conjunto de diretrizes sugerido é apresentado na Tabela AP.1:

Apêndice B Conjunto de diretrizes para a mantenabilidade 195

Tabela AP.1 – Conjunto de Diretrizes para a Mantenabilidade

(continua)

Item Descrição Análise

Requisitos da mantenabilidade (aplicado na fase de

esclarecimento da tarefa e conceitual)

Sim

Não

Comentário

1.1.

Todos os requisitos qualitativos e quantitativos da

mantenabilidade foram definidos?

1.1.1.

Os requisitos são realistas e poderão ser atingidos e verificados

com os recursos alocados para validação da mantenabilidade?

1.1.2.

Eles cobrem todos os aspectos negativos do produto na sua

versão corrente (sob o ponto de vista da mantenabilidade)?

1.1.3.

Os conceitos inovadores do produto foram modelados levando-

se em conta os aspectos da mantenabilidade?

2. Acessibilidade

2.1.

Existe acesso aos componentes considerados “chave” no

projeto sem a eventual necessidade de remoção de

componentes periféricos?

2.1.1.

Componentes abaixo da manutenção preventiva e/ou diária

possuem livre acesso para execução do procedimento de

serviço ou para simples inspeções?

2.1.2.

Foram reservadas (solidificadas) as rotas de saída de

componentes-chave (no sistema de modelagem em 3D)

assegurando o espaço necessário para realizar a manutenção?

2.2.

Existem tampas de acesso condizentes com o tamanho e a

forma de acessar o componente no caso de uma eventual

substituição?

2.3. O acesso aos seguintes componentes está assegurado:

2.3.1. Todos os elementos de fixação;

2.3.2. Conectores, sensores e unidades de controle;

2.3.3.

Pontos de testabilidade e/o ajuste (e.g. nípel para verificação da

pressão de óleo do motor).

3. A padronização do produto foi incorporada ao máximo?

3.1.

O conteúdo de peças novas sendo propostas está dentro do

limite imposto pelo projeto?

3.2.

O número de diferentes variedades de elementos de fixação foi

reduzido ao máximo?

3.3.

Foi padronizada a variedade de conectores sem que isso

represente nenhum risco ao produto (e.g. possíveis inversões na

remontagem)?

4. Elementos de fixação

4.1.

Na medida do possível, os elementos de fixação escolhidos são

os que levam menor tempo para ser removidos?

4.1.1.

Os parafusos/porcas escolhidos possuem o menor comprimento

possível?

4.1.2.

Em caso de uso de porcas de fixação, foram aplicadas porcas

soldadas?

4.2 A quantidade de elementos de fixação foi minimizada?

4.3.

Foi minimizada a necessidade de aplicação de torques

controlados nos elementos de fixação?

Apêndice B Conjunto de diretrizes para a mantenabilidade 196

Tabela AP.1 – Conjunto de Diretrizes para a Mantenabilidade

(continua)

4.4. Para tampas de acesso:

4.4.1.

Foram utilizados sistemas mola-gás ou travas como elemento de

fixação para tampas de uso diário?

4.4.2.

Foram utilizados elementos de fixação de um quarto de volta (ou

equivalente) para tampas de acesso de uso semanal?

4.4.3. Foram utilizados parafusos e porcas para outros casos?

4.5.

A conexão de sistemas pneumáticos e hidráulicos é do tipo de

engate rápido?

4.6. As braçadeiras escolhidas minimizam o tempo de reparo?

4.6.1.

Possuem braçadeiras com torque-definido evitando sobre-

torque?

5. Simplificação

5.1. A complexibilidade do sistema foi mantida em nível aceitável?

5.2. Todas as peças são absolutamente necessárias?

5.3.

As conexões entre diferentes módulos foram facilitadas,

evitando-se ajustes/regulagens/calibrações desnecessárias?

6. Ferramentas

6.1.

Os elementos de fixação foram escolhidos de forma a evitar uso

de ferramentas?

6.1.1.

Caso não, foram definidos priorizando o uso de ferramentas

universais ao invés de especiais?

6.2.

As ferramentas universais/especiais existentes para produtos

anteriores foram consideradas antes de se propor um novo

conceito que por ventura necessite de uma nova ferramenta?

7. Modularidade

7.1.

O produto foi modularizado viabilizando trocas rápidas de

componentes?

7.2. Existe possibilidade de contaminação entre diferentes módulos?

7.3. Existem guias para facilitar a montagem entre módulos?

7.4.

O número de diferentes variantes de um mesmo produto foi

mantida ao mínimo?

8. Poka-yokes

8.1.

Para evitar erros de montagem/desmontagem, foram utilizados

poka-yokes?

9. Testabilidade

9.1

Pontos de testes foram disponibilizados para facilitar a diagnose

do produto?

9.1.1.

Os pontos de testes foram funcionalmente alocados e

demarcados para facilitar a manutenção?

9.2

Áreas de inspeção foram disponibilizadas para assegurar

inspeção e ajustes?

9.3.

Chicotes elétricos foram projetados com comprimentos

suficientes para possibilitar a diagnose (e.g. para montagem de

caixa de pinos e cabos break-out)?

10. Ergonomia

10.1 A massa dos componentes foi minimizada?

10.1.1

Em caso de componentes pesados, foram disponibilizadas

formas de levantar os componentes (e.g. olhais de elevação)?

10.2.

Os acessos foram devidamente planejados para garantir que

exista espaço tanto para o mecânico quanto para a ferramenta?

Apêndice B Conjunto de diretrizes para a mantenabilidade 197

Tabela AP.1 – Conjunto de Diretrizes para a Mantenabilidade

(conclusão)

10.3.

Posições inadequadas de reparo foram evitadas (pés fora do

chão, deitado, entre outros)?

10.4.

Reparos foram planejados para serem executados por uma só

pessoa?

11. Serviço e lubrificação / manutenção preventiva

11.1. A lubrificação foi minimizada?

11.2.

O tempo de manutenção preventiva foi minimizado ao máximo

garantindo maior disponibilidade?

12. Ambiente

12.1

O ambiente de execução da manutenção no nível organizacional

e intermediário foi considerado para desenvolver conceito do

produto?

13. Ajustes, regulagens e calibrações

13.1. Ajustes, regulagens e calibrações foram evitados ao máximo?

13.2.

O intervalo de intervenção para ajustes, regulagens e

calibrações foi intercalado de forma a somente ocorrerem em

manutenções preventivas pré-programadas?

Apêndice C Entrevista sobre mantenabilidade em uma empresa de aeronáutica (EMBRAER) 198

APÊNDICE C – ENTREVISTA SOBRE MANTENABILIDADE EM UMA

EMPRESA DE AERONÁUTICA (EMBRAER)

Por representar uma área de desenvolvimento virtual de ponta, a entrevista

relatada a seguir, teve o intuito de compreender como o parâmetro de

mantenabilidade é aplicado ao longo de todo o PDP em uma indústria Aeronáutica.

A entrevista foi realizada no dia 03 de setembro de 2009 dentro do

estabelecimento da Embraer – Empresa Brasileira de Aeronáutica S.A. localizada

em São José dos Campos-SP, com a participação do Especialista em

Mantenabilidade da empresa, o Senhor José M. Duarte Filho.

Primeiramente, o especialista em mantenabilidade buscou trazer à tona

diversos fatores que tornam a aplicação do parâmetro de mantenabilidade

indispensável durante o desenvolvimento do produto, sendo eles:

a) Alto custo de mão-de-obra: como existe a necessidade de mão-de-obra

extremamente especializada, altos tempos de reparo prejudicam a

imagem do produto por encarecer o custo de vôo;

b) Concorrência acirrada: existem apresentações internacionais no setor

aeronáutico e que de uma forma simples pode-se realizar benchmarkings

em produtos concorrentes no que se refere à mantenabilidade;

c) Compreensão da aplicação do produto: deve-se desde o início

compreender se o avião em desenvolvimento servirá para atividades

comerciais, executivas ou militares. Isto ocorre, pois a forma de se realizar

a manutenção muda radicalmente de aplicação para aplicação (conforme

comentado na seção 2.2.2.1);

d) Despachabilidade: tempo total de manutenções realizadas entre viagens

de aviões comerciais em aeroportos. Este tópico é considerado vital na

aplicação comercial, pois determina o quão rapidamente o avião poderá

ser reposto a sua situação de operacionalidade (maior disponibilidade).

Durante o desenvolvimento do produto o especialista em mantenabilidade

declarou que as suas atribuições já começam no ante-projeto, pois os requisitos de

Apêndice C Entrevista sobre mantenabilidade em uma empresa de aeronáutica (EMBRAER) 199

clientes e análise da concorrência no aspecto da manutenção fazem parte dos

objetivos que são traçados para os projetos que estão por vir. Todas estas

informações são extraídas de pesquisas de mercado realizadas pela empresa.

A seleção de parceiros no desenvolvimento de produto (fornecedores) está

diretamente atrelada à mantenabilidade, já que características de manutenção e

confiabilidade dos produtos fornecidos são garantidos via contrato.

Durante o desenvolvimento do produto, existem três níveis de revisões virtuais

principais:

a) Preliminary Design Review: fase mais conceitual;

b) IDR – Intermediary Design Review;

c) CDR – Critically Design Review: análise do produto detalhado.

Em todas as revisões virtuais, segundo o entrevistado, a experiência de quem

defende a manutenção do produto é essencial. Apesar de existirem regras e/ou

diretrizes, a presença de um analista de mantenabilidade defendendo o ponto de

vista do pós-venda é primordial para se assegurar que a manutenção do produto

seja fácil durante a sua vida útil. Segundo ele, é justamente nas revisões virtuais que

o espaço é disputado acirradamente, pois na aviação, pela confiabilidade e

segurança (redundância) terem uma importância ainda maior, o espaço é ainda mais

escasso se comparado aos veículos comerciais.

Durante as revisões virtuais, os acessos a componentes-chave são

classificados em bom, aceitável e inaceitável. Acessos considerados inaceitáveis

são aqueles que para acessar um componente desejado faz-se necessária a

remoção de outros itens periféricos. Como na aviação a confiabilidade é

extremamente importante, ao se remover componentes, todos terão que ser

revalidados após a instalação garantindo a sua funcionalidade. Quer dizer, quanto

mais componentes forem removidos, maior será o trabalho de validação que terá

que ser realizado e, como conseqüência, maiores serão os tempos de reparo.

Portanto, o objetivo é sempre modelar o produto simplificando ao máximo a

manutenção (e.g.: utilizar porca soldada ao invés de contra-porcas).

Apêndice C Entrevista sobre mantenabilidade em uma empresa de aeronáutica (EMBRAER) 200

O entrevistado apresentou o centro de desenvolvimento virtual da empresa

Aeronáutica onde as revisões virtuais ocorrem. O software utilizado é o CATIA, que

a partir das suas extensões, para aplicação de análises ergonômicas (por meio de

manequins virtuais) e visualizações em 3D, facilitam ainda mais a análise de

modelagens em desenvolvimento de novos produtos. Caso seja necessário, o

especialista em manutenção pode solicitar ao grupo de projeto uma simulação de

procedimento de manutenção, com o auxílio de um manequim virtual, manipulado

através da experiência de um mecânico, em ambiente 3D.

Saindo do ambiente virtual e passando para o produto físico, já na forma de um

protótipo, o analista relatou que é importante validar tudo o que foi

planejado/projetado ao longo do desenvolvimento virtual, “pois alguma coisa pode

ter saído errada”.

Passando para os testes de produto em campo (na aviação, chamado de

Campanha de ensaio em vôo), a equipe de manutenção da empresa passa a ser o

primeiro cliente do produto pois realizam uma completa revisão do avião na busca

pelo amadurecimento do projeto sob a ótica da mantenabilidade.

Segundo o entrevistado, desta fase em diante, o produto só será verificado ou

trabalhado sob o aspecto da mantenabilidade caso algo tenha ocorrido de errado no

projeto. Foi utilizado como argumento que alterações tardias no projeto só geram

custos desnecessários, tornando ainda mais evidente a necessidade de atuação nas

fases iniciais de desenvolvimento (conforme demonstra a Figura 1.3).

Ao final da entrevista foi questionado ao especialista de mantenabilidade da

Embraer qual seria o perfil de um engenheiro de mantenabilidade. Segundo o

entrevistado, as atribuições seriam as seguintes:

a) Conhecer o cliente em campo;

b) Ter experiência da aplicação do produto em campo;

c) Conhecer os concorrentes profundamente;

d) Conhecer profundamente a sua empresa – pessoas, processos, políticas,

entre outros;

e) Ter contato direto e irrestrito a engenharia de projeto;

Apêndice C Entrevista sobre mantenabilidade em uma empresa de aeronáutica (EMBRAER) 201

f) Contar com o apoio da direção;

g) Ter credibilidade do chão de fábrica até a direção, podendo se comunicar

em qualquer nível da empresa;

h) Aprender com erros do passado (lessons learnt).

Ao final, para encerrar a entrevista, o senhor Duarte deixou registrada uma

frase que resume bem a forma de atuar do engenheiro de mantenabilidade ao longo

de projetos: “Toda mudança vai gerar reação, isto já é esperado.”

Apêndice D Questionário Aplicado aos Participantes da Validação da Ferramenta de Mantenabilidade 202

APÊNDICE D – QUESTIONÁRIO APLICADO AOS PARTICIPANTES

DA VALIDAÇÃO DA FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE

Este questionário teve como objetivo coletar a percepção dos participantes

sobre a validação da ferramenta de mantenabilidade. Está estruturado em três

seções:

a) Seção de identificação dos entrevistados: com foco na definição do perfil

dos participantes;

b) Seção de avaliação da engenharia simultânea: que verifica se a

comunicação entre diferentes áreas do PDP transcorre de forma adequada;

c) Seção de avaliação da ferramenta para inclusão da Mantenabilidade: que

busca captar as percepções dos participantes sobre o uso e a utilidade da

ferramenta computacional de endereçamento da mantenabilidade no PDP.

Apêndice D Questionário Aplicado aos Participantes da Validação da Ferramenta de Mantenabilidade 203

Ministério da Educação

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais

A - Seção de identificação dos entrevistados

Idade: _____________Departamento: _____________________________________

Cargo:

 Engenheiro de Qualidade



Engenheiro de Desenvolvimento de Produto



Analista / Engenheiro de Serviço



Analista / Engenheiro de Suporte ao Produto



Outro: _______________________________________________________

Formação: __________________________________________________________

Tempo de empresa: __________ Tempo atuando no mercado: _________________

Departamento atual: ___________________________________________________

Além do cargo atual, já exerceu algum dos outros cargos listados acima? Qual?

R: _________________________________________________________________

B - Seção de avaliação da engenharia simultânea

1. Qual é o seu grau de atuação em Projetos de Desenvolvimento do Produto?

 Nenhum.



Somente nas fases iniciais na concepção do produto.



Atuo em todo o desenvolvimento do produto representando os interesses da

função que desempenho.



Somente em Design Reviews.



Atuo somente após o lançamento do produto no mercado.



Outro: _______________________________________________________

Apêndice D Questionário Aplicado aos Participantes da Validação da Ferramenta de Mantenabilidade 204

2. Você acredita que a transferência de informações entre as equipes de

desenvolvimento de produto e as áreas da empresa mais atuantes em campo

seja aceitável?

 Sim.



Não. Por quê?_________________________________________________

___________________________________________________________________

3. Em sua opinião, novos desenvolvimentos de produto refletem as necessidades

de mercado no que se refere aos aspectos da mantenabilidade?

 Sim.



Não sei.



Não. Por quê?_________________________________________________

___________________________________________________________________

4. Dentro da sua função, você acredita que exista tempo suficiente para assegurar o

intercâmbio de informações entre a aplicação real do produto em campo e o

desenvolvimento de novos produtos?

 Sim.



Não. Por quê?_________________________________________________

___________________________________________________________________

C - Seção de avaliação da ferramenta para inclusão da Mantenabilidade

5. Você considera que todos os aspectos do parâmetro da mantenabilidade

abordados na apresentação são avaliados no desenvolvimento de produtos

correntes na sua empresa?

 Sim.



Não. Quais?_________________________________________________

___________________________________________________________________

Apêndice D Questionário Aplicado aos Participantes da Validação da Ferramenta de Mantenabilidade 205

6. Como os aspectos da mantenabilidade são aplicados na sua empresa?

 De forma empírica.



Não são aplicados.



Através da experiência de poucos, sem um processo robusto que suporte o

endereçamento da mantenabilidade.



De forma sistemática, através de acompanhamentos em Design Reviews.



Outros. Como? ________________________________________________

___________________________________________________________________

7. Pelo que foi apresentado, você considera a ferramenta de mantenabilidade de

fácil utilização?

 Sim.



Não. Que medidas poderiam ser adotadas para que a ferramenta ficasse

mais “amigável”? ______________________________________________

___________________________________________________________________

8. Em sua opinião, a ferramenta pode auxiliar a equipe de desenvolvimento a gerar

produtos melhores sob a ótica da mantenabilidade?

 Sim.



Não. Por quê? ________________________________________________

___________________________________________________________________

9. Quanto ao indicador de posicionamento, você acredita que a fórmula abaixo, se

bem alimentada pelos valores de quantidades de peças a serem removidas e

pela taxa de falha objetivada do produto, sirva como uma forma de avaliar o

posicionamento do componente sob a ótica da mantenabilidade?

100××=

Apêndice D Questionário Aplicado aos Participantes da Validação da Ferramenta de Mantenabilidade 206

 Sim.



Não. Por quê? ________________________________________________

___________________________________________________________________

10. Você acredita que a ferramenta proposta possa facilitar a comunicação entre

projetistas e engenheiros de serviço/suporte ao produto?



Sim.



Não. Por quê? ________________________________________________

___________________________________________________________________

11. Qual seria o grau de utilidade desta ferramenta na melhora da inclusão de

aspectos da mantenabilidade no desenvolvimento do produto?

[1] Inútil

[2] Pouco útil

[3] Útil

[4] Muito útil

[5] Essencial

[ ]. Por quê? ________________________________________________________

___________________________________________________________________

12. Existe alguma função adicional que deva ser desenvolvida para contemplar a

mantenabilidade no desenvolvimento conceitual do produto?



Sim. Qual?___________________________________________________



Não.

Caso você deseje fazer algum comentário adicional, críticas ou sugestões, utilize este

espaço:

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 207

APÊNDICE E – APRESENTAÇÃO PARA VALIDAÇÃO DA

FERRAMENTA DE MANTENABILIDADE

Andre D. Moscheto

13/10/2009

VALIDAÇÃO DE UM MODELO E DE UMA FERRAMENTA

COMPUTACIONAL PARA ENDEREÇAR O PARÂMETRO DE

MANTENABILIDADE NO PDP

Programa de Pós-Graduação em

Engenharia Mecânica e de Materiais - PPGEM

Figura E.1 – Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 208

Andre D. Moscheto

13/10/2009

AGENDA

• Introdução sobre a mantenabilidade

• Objetivo e justificativa de atuação

• Proposta de um modelo e ferramenta

computacional para endereçar a

mantenabilidade no PDP

• Considerações finais

• Aplicação de questionário

Figura E.2 – Apresentação - Agenda

Andre D. Moscheto

13/10/2009

INTRODUÇÃO

• Definição de mantenabilidade:

– é o parâmetro de engenharia

que busca facilitar,

economizar tempo e recursos

para que um produto possa

ser mantido ou restabelecido

a uma condição especificada

quando a manutenção for

realizada por pessoal

capacitado, usando

procedimentos e recursos

definidos (MIL-HDBK-470A,

1997)

Figura E.3 – Apresentação – Introdução (Definição de mantenabilidade)

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 209

Andre D. Moscheto

13/10/2009

INTRODUÇÃO

• Dificuldades na aplicação da mantenabilidade no PDP:

– Carga excessiva de requerimentos dificultam a introdução da

avaliação de aspectos do ciclo de vida;

– Parâmetro de mantenabilidade considerado como senso comum;

– Falta de conhecimento prático da manutenção do produto por

parte da equipe de desenvolvimento;

Figura E.4 – Apresentação – Introdução (Dificuldades na aplicação da mantenabilidade no

PDP) A

Andre D. Moscheto

13/10/2009

INTRODUÇÃO

• Dificuldades na aplicação da

mantenabilidade no PDP:

– Literatura de DP omissa no

aspecto da mantenabilidade;

– Falta de conhecimento da

aplicação do produto no

mercado (peças mais

vendidas, problemas de

qualidade, entre outros);

– Comunicação ineficiente

entre o time de projeto e

pessoal de suporte de

campo;

– Falta de suporte

computacional para auxiliar a

inclusão da mantenabilidade

no PDP.

Figura E.5 – Apresentação – Introdução (Dificuldades na aplicação da mantenabilidade no

PDP) B

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 210

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Objetivo e justificativa de atuação

• Objetivo:

– propor um conjunto de

diretrizes e uma ferramenta

capaz de auxiliar o

engenheiro de

desenvolvimento do

produto a incluir

corretamente o parâmetro

de mantenabilidade ao

longo do PDP, mostrando

como e quando este tópico

deve ser endereçado.

Figura E.6 – Apresentação - Objetivo

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Objetivo e justificativa de atuação

• Justificativa:

– Redução do tempo de reparo;

– Melhoria da manutenção de

componentes-chave;

– Melhoria da manutenção preventiva;

– Diminuição da necessidade de

ferramentas;

– Maior interação entre engenheiros

de produto e serviço (eng.

simultânea);

– Ganho de simplicidade do produto;

– Possibilidade de inspeção dos

componentes;

– Diminuição do nível de instrução

necessária para reparar o produto;

– Entre outros.

Figura E.7 – Apresentação - Justificativa

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 211

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Modelo para aplicação

da mantenabilidade no

PDP

Executado pelo

projetista através

de uma ferramenta

desenvolvida no

ProE (programada

em C)

Figura E.8 – Apresentação – Modelo para aplicação da mantenabilidade no PDP

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Modelo e ferramenta para aplicação da mantenabilidade no PDP

Figura E.9 – Apresentação – Elo entre o modelo e a Ferramenta para aplicação da

mantenabilidade no PDP no ProE

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 212

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Modelo e ferramenta para aplicação da mantenabilidade no PDP

Figura E.10 – Apresentação – Funções da Ferramenta implementadas no ProE

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Modelo para aplicação

da mantenabilidade no

PDP

– Análise de reserva de

espaço para

manutenção em

componentes-chave.

Figura E.11 – Apresentação – Análise de reserva de espaço para componentes-chave

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 213

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

Análise de reserva de espaço

1. Análise e reserva do espaço necessário para a mantenabilidade

(realizado pelo engenheiro de serviço/suporte ao produto)

Figura E.12 – Apresentação – Primeira etapa na análise de reserva de espaço

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

Análise de reserva de espaço

2. O componente-chave em

estudo possui uma reserva

de espaço salvo no layer

específico de

mantenabilidade pelo

engenheiro de

serviço/suporte ao produto.

Figura E.13 – Apresentação – Análise de reserva de espaço salva em um layer de

mantenabilidade

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 214

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

Análise de reserva de espaço

3. A ferramenta automaticamente alerta o

projetista sobre a existência da análise

no layer

Figura E.14 – Apresentação – Ferramenta alertando para a existência de uma reserva de

espaço em um modelo

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

Análise de reserva de espaço

4. Ao propor um novo design o projetista passa considerar espaços

necessários para a manutenção para os componentes-chave.

Figura E.15 – Apresentação – Análise de interferência contra a reserva de espaço para a

mantenabilidade

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 215

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Considerações Finais

• Perspectivas futuras:

– Melhorar algoritmo de WP e incrementar outros algoritmos para

análise de posicionamento;

Figura E.16 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias na

ferramenta de mantenabilidade (algoritmo de WP)

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Considerações Finais

• Perspectivas futuras:

– Capacitar o sistema para incorporar conceitos de modularidade;

Figura E.17 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias na

ferramenta de mantenabilidade (modularidade)

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 216

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Considerações Finais

• Perspectivas futuras:

– Aprimorar a ferramenta ampliando a variedade de elementos de

fixação reconhecidos;

– Entre outras melhorias.

Figura E.18 – Apresentação – Perspectivas futuras no desenvolvimento de melhorias na

ferramenta de mantenabilidade (elementos de fixação)

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Aplicação de questionário/Conclusão

• Aplicação de questionário/

– Este instrumento de coleta de informações é parte do projeto de

pesquisa científica relacionado ao Desenvolvimento de um

Conjunto de Diretrizes e Ferramenta Computacional para

Endereçar o Parâmetro de Mantenabilidade no PDP;

– Aos respondentes é resguardada a confidencialidade de suas

respostas;

–As informações/conclusões coletadas serão sumarizadas e

incluídas na etapa de Validação do projeto de pesquisa científica.

– As suas percepções sobre o modelo proposto para se melhorar a

inclusão do parâmetro de mantenabilidade serão de vital

importância para direcionar possíveis novos desenvolvimentos

nesta área de pesquisa.

Obrigado pela sua participação!!!

Figura E.19 – Apresentação – Aplicação de questionário

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 217

Andre D. Moscheto

13/10/2009

Fim!!

Obrigado pela sua participação!!!

Figura E.20 – Apresentação – Agradecimento

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de ferramental necessário:

– Manter o número de elementos de

fixação ao mínimo possível;

– Priorizar a manutenção do mesmo

padrão e tamanho de elementos

de fixação, diminuindo assim a

necessidade por diferentes

ferramentas universais;

– Levar em conta o grau de

dificuldade em se trabalhar com o

elemento de fixação selecionado

(e.g.: leva menos tempo para

soltar um parafuso simples do que

um com contra-porca).

Figura E.21 – Apresentação – Análise de ferramental necessário

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 218

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de ferramental necessário:

– Captura do elemento de

fixação pela nomenclatura

(e.g.: SCREW_F_M12X8);

– Filtragem para determinar o

nº de ferramentas

universais necessárias;

– Estimativa de tempo para

remover e montar

elementos de fixação.

Figura E.22 – Apresentação – Função de elementos de fixação da ferramenta de

mantenabilidade

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de ferramental necessário:

– Possibilidade de seleção e análise de um elemento de fixação específico.

Figura E.23 – Apresentação – Possibilidade de rastrear um único tipo de elemento de fixação

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 219

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de simplificação:

– Reduzir a necessidade de treinamento;

– Garantir montagens mais precisas;

– Diminuir necessidade de novos ferramentais;

– Migração da política de reparo entre produtos;

– Entre outros.

Figura E.24 – Apresentação – Análise de simplificação

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de simplificação:

– Possibilidade de rápida identificação visual da composição do produto.

Figura E.25 – Apresentação – Fácil visualização da composição do produto

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 220

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

– Focar nos componentes

relevantes (relacionados

a requisitos de projeto –

componentes com

histórico de problemas de

qualidade, alto volume de

vendas, manutenção

preventiva, etc);

– Auxiliar o projetista na

verificação do

posicionamento dos

componentes-chave.

Figura E.26 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

– Componentes-chave (apelidados de Golden components).

Figura E.27 – Apresentação – Visualização dos componentes-chave

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 221

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

– Relação de quantidade de peças a serem removidas

100×=

• RP = Relação de peças a serem

removidas para alcançar componente-

chave;

• Qcc = Quantidade de peças a serem

removidas para acessar o componente-

chave;

• Qp = Quantidade de peças total do

produto.

Figura E.28 – Apresentação – Relação de quantidade de peças a serem removidas (análise

de componentes-chave)

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

– Relação de taxa de falhas

• ?cc = taxa de falha do componente-

chave;

• ?p = taxa de falha do produto.

lação

=Re

Figura E.29 – Apresentação – Relação de taxa de falhas (análise de componentes-chave)

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 222

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

– Indicador de posicionamento:

uma métrica que contempla taxas de

falhas e a quantidade de peças a serem removidas formam um

indicador visual para o projetista compreender se o posicionamento

do componente sob a ótica da mantenabilidade está adequado.

100××=

Wave

Propagation

Banco de

Dados

Figura E.30 – Apresentação – Métrica aplicada no indicador de posicionamento

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

100××=

Figura E.31 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave

(visualização)

Apêndice E Apresentação para validação da ferramenta de mantenabilidade 223

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

100××=

Melhora no

conceito

Melhora a

acessibilidade

Resultando em

um indicador

melhor!!

Figura E.32 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave (proposta

de mudança de conceito)

Andre D. Moscheto

13/10/2009

PROPOSTA DE UMA FERRAMENTA

• Análise de posicionamento de componentes-chave:

100××=

Melhora na

confiabilidade

Resultando em

um indicador

melhor!!

Figura E.33 – Apresentação – Análise de posicionamento de componentes-chave (proposta

de mudança de confiabilidade)

Anexo A – Ergonomia – Espaços necessários para realizar manutenção 224

ANEXO A – ERGONOMIA – ESPAÇOS NECESSÁRIOS PARA

REALIZAR MANUTENÇÃO

Figura AN.1 – Espaços requeridos para diversas posições de trabalho (cm)

Fonte: Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Anexo A – Ergonomia – Espaços necessários para realizar manutenção 225

Figura AN.2 – Espaço requerido para uso de ferramentas universais em janelas de acesso (cm)

Fonte: Blanchard, Verma e Peterson (1995).

Figura AN.3 – Espaço requerido para uso de ferramentas universais (cm)

Fonte: Blanchard, Verma e Peterson (1995).