Aplicação de QFD num projeto de fórmula SAE considerando a cadeia de suprimentos

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1 Aplicação de QFD num projeto de fórmula SAE considerando a cadeia de suprimentos Maria Clara da Costa Teixeira (EESC USP) mclara@sc.usp.br Álvaro Costa Neto (EESC USP) costa@sc.usp.br Resumo Diante das mudanças ocorridas no cenário produtivo, cada vez mais a comunicação necessita se tornar eficiente. A forte concorrência de um mercado global exige a diminuição do tempo de ciclo de desenvolvimento de produto. Para aprimorar o trabalho de pesquisa dentro da indústria, o uso de ferramentas de gestão para projeto robusto precisa ser complementado com sistemas de comunicação eficientes entre a cadeia de suprimentos e o processo de desenvolvimento de produto. Pode-se comprovar essa necessidade com um estudo de caso da aplicação de uma ferramenta de gestão para desenvolvimento de produto (QFD Desdobramento da Função Qualidade) em uma equipe de projeto estudantil de um veículo do tipo Fórmula SAE. Os resultados de caráter qualitativo indicam o grau da necessidade da viabilidade econômica como forma de encurtar o tempo do ciclo de desenvolvimento de produto bem como questionam a estrutura das equipes de pesquisa multifuncionais e a formação dos profissionais envolvidos, como forma de saciar as falhas de comunicação. Palavras-Chave: Desenvolvimento De Produto; Cadeia De Suprimentos; QFD; Fórmula SAE. 1. Introdução Segundo Rozenfeld [1], as atividades do Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP) influenciam e são influenciadas pelo trabalho de praticamente todas as pessoas da empresa; já que o novo produto será desenvolvido, produzido, vendido e controlado envolvendo e sendo envolvido por todos os setores. Assim, uma especificidade na gestão de PDP é a necessidade de integração de informações e decisões com muitas áreas da empresa. Isso aumenta a importância da coordenação e da comunicação entre as etapas e atividades relativas ao processo e a necessidade de integração interfuncional. Pela definição de Verzuh [2], o ciclo de desenvolvimento de produto descreve o trabalho necessário para criar o produto. E ainda complementando em Rozenfeld [1], o Gerenciamento do Ciclo de Vida do Produto (PLM Product Life-cycle Management) contempla a criação e a gestão de informações a respeito do produto e do projeto de desenvolvimento. PLM integra todas as soluções de tecnologia de informação relacionadas com o PDP. PLM integra ferramentas como Sistemas de Gerenciamento de Projeto, Sistemas CAD/CAE/CAM, Sistema CAPP. Sistema SCM integrado ao e-procurement, Sistemas PDM/EDM, Sistemas GED e Manufatura Virtual. 1

2 Métodos e ferramentas são meios para apoiar a realização das atividades de PDP, e, muitas vezes, elas são usadas como sinônimos. Exemplos desses métodos são: Desdobramento da Função Qualidade (QFD Quality Function Deployment), Projeto para manufatura e montagem (DFMA Design for Manufacturing and Assembly), Análise de Modo e Efeito de Falhas (FMEA Failure Modes and Effects Analysis), Projeto Robusto etc Taguchi desenvolveu um método chamado Projeto Robusto (RD Robust Design) para avaliar a influência do ruído em sistema de qualidade de produto. Em última análise, é igual à variação não desejada para parâmetros críticos. 2. Materiais e Métodos Em [1], o Desdobramento da Função Qualidade (QFD) foi desenvolvido no Japão nos anos 70 e ganho o mundo no começo dos anos 90. O QFD auxilia projetistas de equipes de trabalhos pela busca do consenso nas diferentes definições sobre o projeto. Possibilita o estabelecimento de relações entre necessidades dos diferentes requisitos de projeto, documentar dados de benchmarking das especificações por meio da definição de valoresmeta associados aos requisitos de projeto, verificar os conflitos entre requisitos de projeto e as dificuldades técnicas associadas a cada requisito. O desenvolvimento das informações começa com o estabelecimento de quem são os consumidores e o que eles esperam na forma dos requisitos dos clientes que é o que os consumidores esperam do produto faça. O desenvolvimento dessas informações pode determinar a importância de cada um desses requisitos para o consumidor. Em outro passo, a situação atual com relação aos concorrentes, comparando como os requisitos dos clientes estão sendo satisfeitos tanto pelos concorrentes quanto pelos produtos similares da empresa. (se ela já tiver algum produto que possa atender aos requisitos). Com isso, podese encontrar oportunidades de melhoria para o produto. Isso possibilita a criação várias colunas nesse campo, contendo informações como reclamações (número de reclamações em relação a determinado requisito do cliente), importância (indicação qualitativa sobre quanto cada requisito do cliente influencia a decisão de compra), qualidade desejada (indicação sobre com que nível que a empresa deseja satisfazer o consumidor), taxa de melhoria (a razão entre qualidade desejada e o nível atual com que a empresa satisfaz determinado requisito do cliente), pontos fortes de vendas (baseado nas comparações com os concorrentes, pontos fortes de vendas podem ser identificados para o produto que está sendo desenvolvido). Em seguida, os requisitos do produto, que representam como será medida a habilidade do produto para satisfazer os requisitos do cliente, são estabelecidos. A correlação entre os requisitos dos clientes e os requisitos de produto é feita pela matriz de correlação. Para cada célula da matriz é determinado se existe ou não a relação, e se existir qual a sua intensidade. A quantificação dos requisitos formará o conjunto de especificações para projeto do produto. As interações entre os requisitos de produto formam o que pode ser chamado de telhado da Casa da Qualidade, e pode ser feito um entendimento sobre a natureza, efeitos e a intensidade possível entre os requisitos do produto. O Projeto Fórmula SAE foi criado pela SAE (Sociedade dos Engenheiros Automotivos Society of Automotive Engineers) para melhorar o aprendizado dos futuros engenheiros da mobilidade. Esse projeto consiste em uma competição entre universidades usando as mesmas regras que são feitas por um comitê técnico. Os membros desse comitê são profissionais, em geral engenheiros, do setor automotivo. Estudantes de graduação e pósgraduação participam concebendo, projetando e construindo, em todas as suas partes, um 2

3 pequeno veículo de competição autocross estilo fórmula, para uma pessoa com motor de até 610 cc que atenda a requisitos de segurança e passe por eventos de avaliação estática e dinâmica; incluindo: inspeção técnica de segurança, avaliação de custo, apresentação oral e projeto de engenharia, desempenho individual e de alta performance em trilha de enduro. Esses eventos são pontuados para determinar quão bom é o desempenho do carro, atendendo um valor mínimo classificatório e o desempenho máximo comparativo com os demais concorrentes [3]. A metodologia utilizada envolve dois tipos de entradas de dados: as metas de engenharia, feita pela equipe e as restrições do regulamento para a competição. Os dados dos requisitos dos clientes podem ser classificados em requisitos a serem desdobrados ou restrições. Neste caso, as restrições não podem ser analisadas na matriz de correlação, mas deve ser conferida antes da aprovação do produto. 3. Aplicação Os requisitos de engenharia usados são somente visões gerais do veículo; não afetam diretamente somente uma área do projeto do carro. Então, as metas consideradas como: redução de peso, aproximação do Centro de Gravidade com o solo, ocorrência de testes para validação, maioria dos sistemas simplificados, aumento das etapas documentadas. Testes de validação fazem parte do processo de metodologia de trabalho, da sua organização e cronograma; então, não será considerado como requisito de produto. No mesmo caso, documentação das etapas de projeto é um procedimento do projeto e não uma característica de produto, mas que contribui para o processo. Pela voz do consumidor, foram selecionados em 2006 FSAE Rules os desejos de que o carro deve ter alta performance em termos de aceleração, frenagem e qualidades de handling. O carro deve ter baixo custo, deve ser de fácil manutenção e confiável, A vendabilidade do carro deve provir de fatores tais como estética, conforto e uso de partes comuns. E as restrições técnicas são de que o veículo deve ter chassi estilo formula com rodas abertas e cockpit aberto. Não pode haver aberturas através do corpo de trabalho entre o compartimento do piloto da frente do veículo até atrás da barra de rolagem da gaiola principal ou outra parede de fogo caso requerida para cockpit aberto. Aberturas mínimas pela frente dos componentes da suspensão são permitidas. O carro deve ter um entre-eixos de no mínimo 1525 mm (60 polegadas). A menor tração do veículo (dianteira ou traseira) não pode ser menos de 75% da maior tração. A vão com o solo deve ser suficiente para prevenir alguma porção do carro (outra além dos pneus) de tocar o solo durante as provas. Os requisitos e restrições a seguir serão analisados através da inspeção técnica. Nãoconformidades devem ser corrigidas e o carro será re-inspecionado antes que seja permitido ao veículo operar. Para cada requisito foi adotada uma métrica de controle como na tabela A1. É claro que se mais de um requisito utiliza o mesmo parâmetro, então eles estão inter-relacionados. Entretanto, alguns requisitos intervêm em mais de uma métrica de desempenho indiretamente. Considerando as inter-relações e as correlações (tabela A2), a proposta de escopo de produto envolve as características básicas do carro que devem ser desdobradas de seus requisitos. Para Versuh, a declaração de escopo é o instrumento certo para evidenciar os relacionamentos deste projeto com outros, e para oferecer um desenvolvimento integrado do produto. A declaração de escopo de produto é feita por uma lista de características e funções que o produto deve apresentar e o projeto deve criar. 3

4 4. Resultados Testes de validação e documentação das etapas de desenvolvimento não são requisitos de produto, foram identificadas na análise do projeto do produto, mas serão consideradas como restrições de engenharia. O uso de simplificação para a maioria dos sistemas é outro requisito que afeta mais o processo de desenvolvimento do que as características do produto, mas neste caso, foi mantida como requisito de produto. As restrições técnicas não são necessárias para a concepção do produto, mas devem ser consideradas para o escopo do produto. Em outra fase do desenvolvimento, elas serão necessárias. Todos requisitos interpretados como restrições na análise qualitativa, foram colocados à parte numa espécie de checklist para avaliação da conclusão da etapa de definição do escopo de produto. Demais requisitos foram desdobrados para métricas de análise quantitativa. Na tabela A1, entradas como estética e conforto são difíceis de medir, e envolve mais fatores do que as características do produto. No caso do conforto, por exemplo, as características da pista podem fazem mais influência do que as características do veículo. Analisando criticamente os dados da tabela A2, alguns parâmetros são difíceis de quantificar e então podem ser restritos pelas características de projeto. O desdobramento dos requisitos foi realizado pela própria equipe de desenvolvimento, a partir da análise e interpretação das informações em FSAE rules [3]. A escolha das métricas foi feita baseada nos critérios de pontuação das provas existentes, uma vez que dessa forma, os dados comparativos entre outros projetos de outras universidades (aqui considerados como os concorrentes de mercado) ficam disponíveis após a competição anual. O maior índice total indica qual é a parte mais crítica para o projeto, mas como os índices são próximos, uns dos outros, o valor total não foi considerado critério para escolha na lista de prioridade. 5. Conclusão O processo utilizado não ofereceu retorno quantitativo uma vez que identificado os pontos de melhoria por benchmarking ainda não é suficiente para a determinação da melhor configuração e os índices de prioridade de desenvolvimento foram muito próximos. Para realizar uma análise quantitativa, o ideal seria fazer uma aplicação mais detalhada da ferramenta QFD por sistemas, para identificar os pontos de melhoria. Como os requisitos de mercado extrapolam as competências da equipe de desenvolvimento, uma medida deve ser tomada para melhoria do PDP. Considerando as características destacadas, pode-se usar de uma equipe multifuncional com profissionais que tenham as competências que faltam à equipe de projeto. Ou ainda aprimorar o aprendizado dos profissionais requalificando-os para a área de atuação multidisciplinar. O conceito de times de desenvolvimento ou seja, do time de trabalho parece fazer muito mais sentido em estruturas por projeto ou estrutura matricial. A estrutura funcional tem mais características de trabalho em grupo, isto é, uma forte conexão com toda a empresa e não com uma tarefa ou projeto específico. 4

5 6. Referências Bibliográficas FSAE COMMITTEE, 2006 FSAE rules Disponível em < Acesso em 10 jan ROZENFELD, H. et al. Gestão de Desenvolvimento de Produtos: uma referência para melhoria de processo. São Paulo: Saraiva, p. VERZUH; E. MBA Compacto Gestão de Projetos.11ª ed. Rio de Janeiro:Elsevier, p. 7. Apêndice Tabela A1: Desdobramento de Requisitos Metas de Engenharia Redução de Peso Abaixamento do C.G. Uso da maior parte de sistemas simplificados A Voz do Consumidor O carro deve ter alto desempenho em termos de aceleração, frenagem e qualidades de handling O carro deve ser de baixo custo, fácil manutenção e confiável. A vendabilidade do carro é evidenciada por outros fatores como estética, conforto e uso de partes comuns. Requisitos de Produto Diminuição do peso de 275 kg para 230 kg. A altura do CG deve ser menos de 15 cm do solo. Todas os sistemas devem ter quantidade de partes facilmente contada. Requisitos de Mercado A aceleração menor de 5,8 s em 75 m. O carro deve parar completamente quando o sistema de freio for acionado a qualquer velocidade. A mínima aceleração lateral que o carro deve suportar é de 0,9 G s. O custo do carro deve ser menor de 25 mil dólares. O tempo de manutenção por sistema não pode ser maior que 30 min. O carro deve ser submetido a um mínimo de 6 horas de testes completos. O veículo deve parecer atrativo. O veículo é projetado para acomodar e operar com larga variedade de tamanhos e biotipos de pilotos. Deve ser viável economicamente a produção de 1000 unidades por ano. Tabela A2: Matriz de Correlação 5

6 Correlação Inter-relação Requisitos de Mercado Diminuição do peso de 275 kg para 230 kg. A altura do CG deve ser menos de 15 cm do solo. Todas os sistemas devem ter quantidade de partes facilmente contada A aceleração menor de 5,8 s em 75 m. O carro deve parar completamente quando o sistema de freio for acionado a qualquer velocidade. A mínima aceleração lateral que o carro deve suportar é de 0,9 G s. O custo do carro deve ser menor que 25 mil dólares. O tempo de manutenção por sistema não pode ser maior que 30 min. O carro deve ser submetido a um mínimo de 6 horas de testes completos. O veículo deve parecer atrativo. O veículo é projetado para acomodar e operar com larga variedade de tamanhos e biotipos de pilotos. Deve ser viável economicamente a produção de 1000 unidades por ano. Requisitos de Produto Diminuição do peso de 275 kg para 230 kg A altura do CG deve ser menos de 15 cm do solo Todas os sistemas devem ter quantidade de partes facilmente contada. total índices de inter-relação/correlação baixo 1 médio 2 alto 3 inexistente 0 6