ALEXANDRE TEIXEIRA DO AMARAL O USO DO MÉTODO DFA (DESIGN FOR ASSEMBLY) EM PROJETO DE PRODUTOS OBJETIVANDO A MELHORIA ERGONÔMICA NA MONTAGEM Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Carlos para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção. SÃO CARLOS 2007 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA PROGRMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO O USO DO MÉTODO DFA (DESIGN FOR ASSEMBLY) EM PROJETO DE PRODUTOS OBJETIVANDO A MELHORIA ERGONÔMICA NA MONTAGEM ALEXANDRE TEIXEIRA DO AMARAL Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Carlos para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção. Orientador: Prof. Dr. Nilton Luiz Menegon SÃO CARLOS 2007 Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da Biblioteca Comunitária da UFSCar Amaral, Alexandre Teixeira do. A485um O uso do método DFA (Design for Assembly) em projeto de produtos objetivando a melhoria ergonômica na montagem / Alexandre Teixeira do Amaral. -- São Carlos : UFSCar, 2007. 127 f. Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São Carlos, 2007. 1. Ergonomia. 2. DFA (Design for Assembly). 3. Desenvolvimento de produtos. I. Título. CDD: 620.82 (20a) ~ PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Rod. Washington Luís, Km. 235 -CEP.13565-905 -São carros - SP -Brasil Fone/Fax: (016) 3351-8236 /3351-8237 /3351-8238 (ramal: 232) r Em ail:[email protected] " FOLHA DE APROVAÇÃO Aluno(a): Alexandre Teixeira do Amaral DISSERTAÇÃO DE MESTRADO DEFENDIDA E APROVADA EM 06/07/2007 PELA COMISSÃO JULGADORA: ~~ ~~c ~EP/UFsca:rlos deToledo p;:;eç/.. . EESC/US~PP:I~~ Amaral RESUMO Uma série de métodos e técnicas tem ganhado destaque nas organizações que possuem um padrão de sistema para desenvolvimento de produtos (PDP) na fase conceitual do projeto, bem como em reprojetos quando necessário. O QFD, a Análise de Kano e a Matriz de Pugh são alguns exemplos de métodos e técnicas utilizadas para integrar métodos em projeto. Entretanto, se uma das características da metodologia DFA é a de reduzir o número de operações de montagem reduzindo o número de componentes e tornar as operações de montagem mais fáceis de desempenhar, significa que esta metodologia pode ser aplicada em ergonomia, uma vez que auxilia a atividade de projeto das situações de trabalho, mais precisamente na etapa de geração de alternativas e análise de viabilidades para a simplificação da estrutura do produto. Desta forma, a principal contribuição desta pesquisa é demonstrar que o uso do método Design for Assembly pode ser estendida em situações de reprojeto de produtos para obtenção de soluções técnicas nas situações de intervenções ergonômicas, ou até mesmo na fase conceitual de um novo projeto, onde a ergonomia será considerada dentro da visão DFA. A realização da análise ergonômica do trabalho (AET) associada ao uso do método Design for Assembly (DFA) para soluções técnicas em intervenções ergonômicas pode ser uma possibilidade para equipes de projetos que buscam associar projeto e ergonomia. PALAVRAS-CHAVE: DFA, ergonomia, desenvolvimento de produtos. 2 ABSTRACT A series of methods and techniques has gained prominence in the organizations that possess a standard of system for development of products - SDP in the conceptual phase of the project, as well as in redesign when necessary. The QFD, the Analysis of Kano and the Pugh Matrix are some examples of methods and used techniques to integrate methods in project. However, if one of the characteristics of methodology DFA is to reduce the number of assembly operations reducing the number of components and make the assembly operations easier to perform, this methodology can be applied in ergonomics, since it assists the design activity of work situations, specially in the stage of generation of alternatives and analysis of feasibilities for the simplification of the structure of the product. This way, the main contribution of this research is to demonstrate that the use of the Design for Assembly tool can be extended in situations of redesign of products for attainment of technical solutions in the situations of ergonomic interventions, or even though in the conceptual phase of a new project, where the ergonomics will be considered inside of vision DFA. The accomplishment of the Workplace Ergonomic Analysis - WEA associated with the use of the design for assembly - DFA tool for technical solutions in ergonomic interventions can be a possibility for design teams that are looking for associate design and ergonomics. KEY-WORDS: DFA, ergonomics, product development. 3 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................9 2 PROJETO, ERGONOMIA E DESIGN FOR ASSEMBLY – DFA............................14 2.1 Introdução..............................................................................................................14 2.2 Definição do Termo “Ergonomia”.........................................................................23 2.3 Histórico da Ergonomia.........................................................................................26 2.4 A Análise Ergonômica do Trabalho - AET para Projeto de Produto....................29 2.5 Diretrizes da Análise Ergonômica do Trabalho......................................................32 2.6 Trabalho Prescrito (Tarefa) e Trabalho Real (Atividade)......................................34 2.7 A Abordagem da Prática Ergonômica no Processo de Projeto..............................38 2.8 Design for Manufacturing and Assembly - DFMA...............................................45 2.9 Design for Assembly (DFA)..................................................................................49 2.10 Vantagens do DFA...............................................................................................52 2.11 Integração entre Ergonomia e Design for Assembly...........................................55 2.12 Questões da Pesquisa e Hipóteses......................................................................59 2.13 Conclusão............................................................................................................60 3.0 METODOLOGIA.......................................................................................................62 3.1 Introdução.............................................................................................................62 3.2 Procedimentos de Pesquisa...................................................................................62 3.2.1 Estudo de Caso...................................................................................................62 3.2.2 Análise Ergonômica do Trabalho, Diagnóstico e Recomendações...................64 3.2.3 Reprojeto dos Postos de Trabalho.....................................................................66 4 4.0 ANÁLISE DOS DADOS............................................................................................68 4.1 Introdução.............................................................................................................68 4.2 Análise dos dados.................................................................................................69 4.3 Análise do Produto nos Postos de Trabalho e Reprojeto......................................70 4.4 Análise DFA nos Sistemas, Subsistemas e Componentes - SSC`s.......................73 4.5 Análise dos Dados do Projeto no Posto de Trabalho 110.....................................76 4.6 Reprojeto do Produto no Posto de Trabalho 110..................................................79 4.7 Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto Produto no Posto de Trabalho.....84 4.8 Análise DFA nos Sistemas, Subsistemas e Componentes - SSC`s.......................87 4.9 Análise dos Dados do Projeto no Posto de Trabalho 102.....................................90 4.10 Reprojeto do Produto no Posto de Trabalho 102................................................92 4.11 Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto Produto no Posto de Trabalho...96 4.12 Análise DFA nos Sistemas, Subsistemas e Componentes - SSC`s.....................98 4.13 Análise dos Dados do Projeto no Posto de Trabalho 001.................................101 4.14 Reprojeto do Produto no Posto de Trabalho 001..............................................103 4.15 Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto Produto no Posto de Trabalho. 107 5.0 CONCLUSÕES E IMPLICAÇÕES.........................................................................109 5.1 Introdução...........................................................................................................109 5.2 Conclusão acerca das hipóteses ou questões da pesquisa...................................111 5.3 Conclusão acerca do problema de pesquisa........................................................114 5.4 Implicações para teoria e prática.........................................................................118 5.5 Limitações...........................................................................................................121 6.0 BIBLIOGRAFIA......................................................................................................123 5 LISTAS DE FIGURAS, TABELAS, ABREVIATURAS E SÍMBOLOS Figura 01: Ilustração da abordagem “Por Cima do Muro”..........................................46 Figura 02: O Processo DFMA.....................................................................................49 Figura 03: Custos e Benefícios em Diferentes Estágios do Processo..........................51 Figura 04: Modelo de Integração entre Ergonomia e Projeto......................................58 Figura 05: Fluxograma de Integração entre AET e DFA............................................70 Figura 06: Estrutura do Produto no Posto de Trabalho 110..........................................73 Figura 07: Tela principal do Software DFA da Boothroyd Dewhurst, Insc................74 Figura 08: Critério Mínimo de Peças............................................................................75 Figura 09: Índice de Eficiência do Projeto...................................................................76 Figura 10: Análise de Ganhos DFA..............................................................................78 Figura 11: Gráfico Ocorrência de Itens por Produto....................................................78 Figura 12: Sugestão para o Reprojeto – Posto de Trabalho 110...................................79 Figura 13: Desenho Conjunto Tampa / Dispenser........................................................81 Figura 14: Detalhe do Pino no Dispenser.....................................................................81 Figura 15: Desenho Dispenser Reprojetado................................................................82 Figura 16: Índice DE após Reprojeto............................................................................83 Figura 17: Tela principal do Software DFA da Boothroyd Dewhurst, Insc................83 Figura 18: Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto do Produto..........................84 Figura 19: Estrutura do Produto no Posto de Trabalho 102........................................87 Figura 20: Tela principal do Software DFA da Boothroyd Dewhurst, Insc.................88 Figura 21: Critério Mínimo de Peças............................................................................89 6 Figura 22: Índice de Eficiência do Projeto – Posto de Trabalho 102...........................90 Figura 23: Análise de Ganhos DFA..............................................................................91 Figura 24: Sugestões para o Reprojeto –Posto de Trabalho 102..................................92 Figura 25: Desenho Original do Produto......................................................................93 Figura 26: Desenho do Produto Reprojetado................................................................94 Figura 27: Índice de Eficiência do Projeto após Reprojeto..........................................95 Figura 28: Estrutura do Produto após Reprojeto..........................................................95 Figura 29: Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto do Posto de Trabalho 102. 96 Figura 30: Estrutura do Produto no Posto de Trabalho 001..........................................98 Figura 31: Tela principal do Software DFA da Boothroyd Dewhurst, Insc................99 Figura 32: Critério Mínimo de Peças.........................................................................100 Figura 33: Índice de Eficiência do Projeto – Posto de Trabalho 001........................101 Figura 34: Análise de Ganhos – Método DFA............................................................102 Figura 35: Sugestões para Reprojeto do Produto – Posto de Trabalho 001................103 Figura 36: Desenhos do Produto.................................................................................105 Figura 37: Índice de Eficiência do Projeto após Reprojeto.........................................105 Figura 38: Estrutura do Produto após Reprojeto.........................................................106 Figura 39: Resumo dos Resultados obtidos no Reprojeto do Posto de Trabalho 001.107 Figura 40: Fluxograma de Integração entre Ergonomia: AET e Projeto: DFA...........119 7