O que é DFMA e Como essa Metodologia de Design e Produção pode Melhorar Minha Empresa

O design para manufatura e montagem, conhecido principalmente pela sigla DFMA, é uma metodologia que visa simplificar as características de um produto de modo a facilitar sua fabricação.

Assim, mercadorias que poderiam ser caras e demoradas para produzir são otimizadas para garantir uma entrega mais rápida para os clientes e uma maior taxa de lucros para o fabricante.

A filosofia nasceu dentro da manufatura, mais especificamente na produção e personalização de veículos automotivos.

Em sua aplicação, são empregados elementos do design, levando em consideração a concepção do produto para pensar em uma fabricação mais otimizada.

Dentro do DFMA, são combinadas duas metodologias pré-existentes: o design para manufatura (DM) e o design para montagem (DA).

A abordagem resultante se aproxima bastante àquela proposta pelo Pensamento Lean.

A ideia é minimizar ao máximo o número de componentes, eliminando o uso de peças ou tarefas que não gerem valor para o cliente final, como forma de garantir que o trabalho dedicado àquela mercadoria vai agregar ao seu preço.

Outro ponto importante é a padronização, já que, para assegurar que a produção siga sem gargalos, é preciso contar com componentes e processos confiáveis, que sigam um nível de qualidade previamente estabelecido e validado por testes.

Neste artigo, falaremos com mais detalhes sobre o conceito e suas referências.

Vamos apresentar um guia rápido para que você possa aprender como aplicar o DFMA em seu processo de produção.

Acompanhe!

O que é o DFMA? Conceito

Design for Manufacture and Assembly (DFMA) é o nome dado à metodologia dedicada a otimizar a produção por meio da simplificação das técnicas e métodos envolvidos, assim como do produto resultante do projeto.

O conceito surgiu com Eli Whitney, engenheiro que no século 19 trabalhava para o governo dos Estados Unidos e foi incumbido de desenvolver um sistema de manufatura para armas.

Existia um desafio na tarefa de Whitney, já que, na época, a produção de armamentos no país ainda era bastante artesanal, com cada arma pedindo peças específicas.

O método criado pelo engenheiro buscava criar uma padronização dos produtos, partindo da ideia de que a produção poderia ser mais eficiente se diferentes armas pudessem usar os mesmos componentes.

Whitney, então, criou um sistema baseado na padronização dos produtos, projetando cada componente do zero e registrando suas características específicas.

Como isso, ele esperava que os fabricantes conseguissem produzir mais rápido gastando menos, sem que isso comprometesse a qualidade, claro.

Assim nascia o Design for Manufature and Assembly ou simplesmente DFMA.

O método foi revolucionário ao fracionar o trabalho, permitindo que os trabalhadores do chão de fábrica pudessem produzir sem necessariamente ter conhecimento mecânico ou entender todas as etapas envolvidas naquela produção.

Tudo que eles precisariam saber era como usar o maquinário para desempenhar aquela tarefa específica, seguindo as diretrizes previamente estabelecidas no plano de produção.

Principais Autores do DFMA

Foram as ideias e autores que contribuíram para o desenvolvimento do DFMA como hoje o conhecemos.

O engenheiro de minas francês Jules Henry Fayol foi um deles.

Em seus Princípios da Gestão, o autor propunha ser função do gestor planejar e prever quais seriam as condições de produção de acordo com o contexto, além de organizar, comandar e controlar todos os aspectos da produção.

No inicio do século XX, Frederick Winslow Taylor avançou um pouco mais nos estudos com o lançamento do seu guia que propunha justamente a racionalização do trabalho com um sistema de produção que partia da parte para o todo – a famosa técnica bottom-up.

Alguns anos mais tarde, ele retoma o tema em “Os Princípios da Administração Científica” (1911), especificando quais seriam as ações necessárias durante cada etapa da manufatura, da preparação à execução.

Mas é só quase 50 anos depois de Taylor, com Roger W. Bolz, que o DFMA passa a ganhar espaço dentro da dentro das fábricas – ainda sem o nome que conhecemos hoje.

Bolz é responsável pela autoria de diversos textos sobre o tema, compilados em 1947 no manual “Production Process – the Producibility Handbook”.

O livro viria a ser editado diversas vezes, servindo como guia para fábricas de diversos segmentos até 1981.

Desde Eli Whitney, muitos outros pesquisadores e profissionais avançaram no tema até chegarmos ao patamar atual, com a popularização do design para manufatura e montagem em diversos segmentos.

Em 1960, tudo começou a mudar com a publicação do manual “Manufacturing Producibility Handbook” da General Electric, oficializando o uso do termo “producibility” para identificar a área.

Anos mais tarde, “producibility” seria trocado por “Design for Manufacturing”.

A incorporação da montagem, em uma metodologia que até então focava na manufatura, vem com Geofrey Boothroyd.

O autor propõe que o DFM podia também se utilizado para garantir que os produtos fossem desenhados de forma atender às demandas da montagem automática, colocando assim a pedra fundamental do que viria a ser o Design for Manufacture and Assembly.

A Boothroyd, juntam-se os contemporâneos Peter Dewhurst e Winston A. Knight, entre outros estudiosos da área.

Benefícios do DFMA

Os produtos estão ficando cada vez mais complexos – não se pode negar.

Fabricados em larga escala, eles precisam conseguir agradar um público que, além de bastante heterogêneo, cresce a cada ano que passa.

A qualidade precisa ser garantida para que seja possível competir com o também crescente número de similares apresentados pela concorrência diariamente.

É nesse cenário que o DFMA se consolida, sendo hoje aplicado nos mais diversos segmentos como forma de garantir uma produção personalizada sem abrir mão da qualidade.

As vantagens observadas por quem adota a metodologia são muitas e podem ser notadas durante todas as etapas da produção.

A agilidade, com certeza, é dos primeiros e principais benefícios.

Quem aplica o DFMA em sua fabricação consegue produzir de maneira mais rápida, pois conta com elementos pré-fabricados que agilizam a finalização do produto.

Toda essa rapidez aumenta a capacidade produtiva total da empresa, que consegue entregar mais produtos em menos tempo.

Também, o cliente se vê mais satisfeito como uma entrega feita dentro de um prazo curto.

E não para por aí, pois a metodologia garante ainda uma redução de custos.

Isso porque os gastos com treinamento e mão de obra diminuem, já que a produção de um mesmo componente passa a atender diversos produtos de uma só vez.

Todo esse processo, agora padronizado e automatizado, traz ainda maior segurança para a operação, já que você conta com ferramentas aplicadas para garantir e controlar a qualidade.

Com isso tudo, a produção se torna também mais sustentável, pois existe um planejamento que garante a otimização dos recursos e uma logística integrada para evitar desperdícios.

Por último, mas não menos importante, quem investe no design para manufatura e montagem também pode perceber um aumento nos lucros, este causado pelo corte dos desperdícios e o aumento dos índices de produtividade.

Design for Manufacturing – Desenvolvido para Manufatura

De maneira geral, o DFMA é a junção de duas abordagens: o Design for Manufacturing, ou Manufatura (DFM) e o Design for Assembly, ou Montagem (DFA).

O primeiro diz respeito à prática de desenhar produtos tendo em mente quais são os aspectos que potencialmente podem facilitar a sua fabricação.

Na metodologia, estão envolvidas todas as ações necessárias para simplificar a manufatura das partes que vão compor o produto na montagem.

Nisso, se incluem as padronizações que permitem uma maior automatização e consequente celeridade no processo produtivo.

Muitas vezes, para que o DFM funcione, será preciso redesenhar os produtos – assim como fez Eli Whitney – para permitir que diferentes modelos consigam se aproveitar de peças similares, otimizando o tempo gasto durante a montagem.

A palavra “design” não aparece por acaso no nome da metodologia.

De fato, é preciso que os produtos sejam desenhados de maneira estratégica para que a empresa possam se aproveitar de todas as vantagens do DFM.

Por esse motivo, é mais fácil aplicar a metodologia durante a concepção dos produtos do que esperar que a produção esteja em andamento para tentar aperfeiçoá-los.

Lembre que essa é uma prática que aparece principalmente nas fases de planejamento e engenharia de projetos.

Design for Assembly – Desenvolvido para Montagem

Complementar ao DFM, o Design for Assembly (DFA) descreve os esforços para criar um projeto pensado para facilitar a vida de quem é responsável pela montagem do produto.

Aqui, não estamos falando da produção de uma maneira geral, mas mais especificamente do momento em que os componentes, desenhados de acordo com o DFM, são reunidos para formar finalmente o produto final.

Assim, o DFA aparece para suprir o finalzinho da jornada que faltava ao conceito de design para manufatura.

A prática fala sobre a importância de reduzir os custos da montagem de um produto por meio da redução das etapas desnecessárias presentes na fabricação.

Ao garantir que uma peça seja desenvolvida de maneira a simplificar a montagem, você economiza em horas de treinamento para os trabalhadores que precisariam antes aprender a lidar com processos complexos.

Essa otimização é o que vai garantir a produtividade da empresa, já que os componentes foram desenhados para que possam ser encaixados rapidamente, aumentando a capacidade produtiva da equipe.

Por fim, o desenvolvimento para a montagem permite maiores lucros, pois aumenta o número de entregas possíveis dentro de um dia útil, crescendo também a rentabilidade da empresa sem precisar de grandes investimentos.

Princípios do DFMA

O design para manufatura e montagem segue alguns valores básicos que servem de guia para a sua aplicação.

Durante a etapa de manufatura, é importante pensar em peças simples, evitando recursos desnecessários para o cumprimento de sua função primária.

Vale, inclusive, reduzir o número de componentes sempre que possível.

Quanto menos peças um produto tiver, mas rápida e simples será a sua montagem, desencadeando os demais benefícios do DFMA descritos acima.

A intenção aqui é eliminar ao máximo os ajustes que atrasam a produção ao diminuir as possíveis causas desses ajustes.

Para fazer o design com foco na montagem, deve-se sempre pensar no que será mais rápido e prático, evitando técnicas complicadas e optando por aquelas que dependam de encaixes e componentes adesivos de fácil manipulação.

Durante o desenho das partes, é preciso se certificar de que o layout escolhido está dentro das especificações do projeto e, ainda, que a peça resultante seja autoexplicativa, garantindo clareza sobre a forma como deverá se montada ao produto.

A prática do DFMA tem ainda como princípio não usar ou minimizar ao máximo o uso de componentes flexíveis, como borrachas e cabos, já que esses materiais, em geral, precisam de um manuseio mais delicado e têm uma montagem mais demorada.

Como Aplicar o DFMA em Processo de Fabricação

Como você deve ter percebido, o DFMA é extremamente útil como metodologia para otimizar o processo de fabricação e, com isso, melhorar os resultados da produção – e dos lucros, é claro.

O momento escolhido para a sua aplicação, porém, pode fazer toda a diferença sobre os resultados obtidos.

Especialistas da área aconselham que a metodologia deva aparecer de maneira mais forte ainda durante a fase conceitual do projeto, momento em que está sendo desenvolvido um planejamento do que será feito.

Essa escolha se justifica pelo fato de que criar uma produção otimizada do zero é muito mais fácil e barato do que ter de redesenhar os componentes de um processo enquanto a roda está girando.

Segundo Adriano de Sousa, pesquisador da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), existem quatro técnicas que podem ser usadas para aplicar uma análise eficiente para o DFMA.

São elas:

1. O julgamento de praticabilidade, que leva em conta as opiniões da equipe
2. A disponibilidade tecnológica, que avalia se existem tecnologias acessíveis para atender às necessidades conforme descritas projeto
3. A avaliação baseada no passa/não passa, que descreve o filtro usado para determinar se um produto atende aos requisitos de qualidade
4. A matriz de decisão, que determina se o projeto, conforme descrito, atende às demandas do consumidor ao mesmo tempo em que garante condições de montagem simples.

Exemplos de DFMA

Não importa o segmento: basicamente, todas as manufaturas buscam formas de reduzir os custos e, em paralelo, permitir uma alta produtividade.

E é justamente esse o trunfo do design para manufatura e montagem.

O primeiro exemplo que temos é do layout de montagem por cima.

Esse modelo é caracterizado por um desenho que possibilita que o produto seja montado por cima, com a inserção dos componentes de maneira que eles se encaixem uns sobre os outros, seguindo uma ordem lógica do menor para o maior.

Outra técnica utilizada no DFMA é a de desenhar uma montagem que conta com o autoalinhamento das peças.

Dessa forma, furos guias são feitos na carcaça para indicar o exato local de encaixe de cada componente – evitando a ocorrência possíveis erros.

O último exemplo que trazemos é do uso de marcações nos componentes que facilitem a montagem.

Assim, o operário consegue identificar rapidamente e sem nenhum treinamento prévio qual a direção correta para o encaixe/fixação daquela peça dentro do todo.

Principais artigos científicos sobre DFMA

Durante as décadas, muitas foram as contribuições feitas para que o método DFMA chegasse ao século XXI como uma prática consolidada para otimizar as produções de diversos segmentos.

Ainda hoje, a prática continua sendo inspiração para profissionais e pesquisadores desenvolverem o tema com cada vez mais profundidade.

O DFMA segue servindo de inspiração para dissertações de mestrado, como foi o caso de Adriano Gomes de Sousa em seu “Estudo e análise dos métodos de avaliação da montabilidade de produtos industriais no processo de projeto”.

No trabalho, o pesquisador falou da importância de verificar a eficácia do método por meio e uma avaliação minuciosa dos resultados apresentados.

Com foco na redução de custos, a então doutoranda da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), Andrea Ribeiro, escreveu para a 11ª edição do Simpósio de Engenharia de Produção (XI SIMPEP).

Em Caxias do Sul, a dissertação de Rodrigo Bertin discutiu, em 2004, a implementação do DFMA como método para aperfeiçoar a construção de maquinários, como o comedouro automático proposto no XXXVII Encontro Nacional de Engenharia de Produção (Enegep).

Como você viu, muitas são as áreas que contribuem hoje com a expansão e difusão do DFMA, da aeronáutica à produção de brinquedos e até mesmo na área da saúde.

Conclusão

Quem deseja otimizar sua fabricação para garantir maiores índices de produtividade tem no design para manufatura e montagem um forte aliado.

Ainda que bastante antiga, a prática segue atual, além de ser constantemente revisitada e expandida por pesquisadores da área.

Com o DFMA, é possível acelerar a produção sem comprometer as condições de trabalho dos seus colaboradores, nem a qualidade final do produto.

Isso acontece porque o método visa garantir uma produção mais rápida não pela pressão para que os profissionais rendam mais, mas pelo corte de etapas irrelevantes para o processo.

Resumidamente, a intenção é desenhar um fluxo de trabalho otimizado, acabando com a necessidade de treinamentos longos e caros, e criando mecanismos para garantir que um mesmo componente possa ser utilizado em diversos modelos.

Durante a montagem, é preciso pensar em um design simplificado como forma de minimizar a ocorrência de erros.

Isso precisa ser garantido ainda na fase de planejamento, com a padronização de layouts que permitam apenas uma forma de montagem: a correta.

Assim, você minimiza a ocorrência de erros que, por sua vez, reduz os gastos com recalls, reparos e retrabalhos.

Com o design para manufatura e montagem fica mais fácil garantir um alto padrão de qualidade, capaz de melhorar a sua empresa de maneira geral.

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