A Garrafa PET para carbonatados é obtida após a realização de 2 processos: injeção, no qual transforma-se resina em preforma, e sopro, no qual a preforma é soprada, transformando-se em garrafa.
O time de especialistas consultado foi composto por 1 engenheiro de processos, 1 técnico de processo, 1 engenheiro do produto e 1 especialista do produto. A esse time foi apresentado o passo a passo da Figura 30 de forma que o as discussões resultassem no preenchimento da matriz MDM completa.
É importante ressaltar que, apesar do objetivo do passo a passo ser o mesmo para os estudos de caso, cada grupo de especialistas desenvolveu a aplicação de forma a preservar as prioridades e peculiaridades daquele grupo/empresa.
Primeiramente definiu-se, entre o time de especialistas, qual seria o modelo de garrafa a ser estudada, resultando no produto que possuía mais reclamações do cliente.
3.3.1 DSM
Após a escolha do produto, foram definidas quais são os componentes (PASSO 1 da Figura 30) constituintes dessa garrafa formada após o processo de sopro. Destaca-se que, esse produto é especialmente particular por ser “fisicamente conectado”, sendo impossível separar suas partes sem comprometer a função principal da garrafa. Portanto, para essa etapa, os componentes utilizados por esse grupo foram definidos sem serem relacionadas funções e componentes.
Também nessa etapa, percebeu-se que os componentes eram padronizados nos 4 componentes conforme Figura 31.
Em seguida, o objetivo do grupo foi encontrar inter-relações entre os componentes do sistema. Dessa forma construiu-se uma matriz DSM que contêm Componentes x Componentes (PASSO 2). O critério utilizado pelo grupo para definir o agrupamento dentro da matriz foi o contato físico dos componentes e o resultado da aplicação pode ser visualizado na Figura 32 (PASSO 3 e 4).
Figura 32. Agrupamento da matriz componente x componente de uma Garrafa PET.
3.3.2 Requisitos Funcionais
Apesar das várias ferramentas de metodologia de projetos existentes permitirem correlacionar componente com função, na prática cotidiana das empresas consultadas nenhum dos grupos de especialistas manifestou conhecimento nelas. Esse fato pode ser justificado pelo fato das empresas multinacionais localizadas no Brasil estarem cada vez menos desenvolvendo os produtos de inovação no país, e sim centralizando em um laboratório de desenvolvimento e inovação internacional. (Sakkis, 2019)
Dessa forma, para a construção da matriz de requisitos funcionais (PASSO 2), as funções essenciais que definem o produto foram escolhidas de forma aleatória e baseando-se no conhecimento tácito do time (PASSO 1). Todavia a lógica seguida estava visivelmente relacionada com as reclamações de clientes nas quais os especialistas estavam mais familiarizados.
Os dois agrupamentos definidos na matriz função x função estão demonstrados na Figura 33 (PASSO 3 e 4) e eles estão diretamente relacionados aos riscos do
desenvolvimento desse produto, demonstrando o foco dessa empresa em priorizar as ações de melhoria como consequência das reclamações dos clientes.
Figura 33. Agrupamentos da matriz de Funções para uma Garrafa PET.
3.3.3 RSM
Conforme abordado anteriormente, a bibliografia existente apresenta a matriz de estrutura de risco tanto de forma quantitativa quanto qualitativa. Para aplicações práticas, repetiram-se os passos qualitativos de construção da RSM, e consequentemente DSM. Contudo, ressalta-se que cada empresa demonstrou sua particularidade na aplicação das ferramentas.
Nesse caso, o time de especialistas elencou diretamente (PASSO 5) quais eram os riscos mais recorrentes relacionados ao processo de fabricação (sopro) do produto garrafa PET para carbonatados ou ainda, riscos que estejam relacionados, independentemente de frequência, a quaisquer reclamações de clientes.
Em seguida, relacionam-se as interdependências entre esses riscos através da matriz Risco x Risco (PASSO 6). É importante destacar que esses riscos não são provenientes de nenhuma metodologia para os estudos de caso 1, 2 e 3, e sim são provenientes de conhecimento tácito e de observações de controles de reclamações de
clientes juntamente com os riscos operacionais de cada uma das empresas. A matriz de dependência entre os riscos de uma Garrafa PET para carbonatados é mostrada na Figura 34 e os agrupamentos de riscos, na Figura 35.
Figura 34. Dependência entre os riscos de uma Garrafa PET para carbonatados
Nesse momento, a matriz foi reordenada manualmente de forma a manter os riscos que possuem maior correlação no canto superior esquerdo (PASSO 7). A escolha dessa concentração é sugerida por Eppinger e adotada por todos os autores que mencionam a DSM. Destaca-se que esse reordenamento pode ser efetuado por algum algoritmo automático ou macro e pode ser facilmente encontrado na internet, contudo neste estudo de caso optou-se por seguir com movimentações manuais de linhas e colunas, alocando-se as relações ao longo da diagonal da matriz e distribuindo as relações em apenas um quadrante da matriz visando manter a matriz disassociada. Ambos os casos são coerentes.
Figura 35. Agrupamentos entre os riscos de uma Garrafa PET para carbonatados.
Com essa reordenação de riscos, iniciou-se a etapa de visualização que apresenta os agrupamentos definidos e prontos para serem avaliados, pois estão mais fáceis de serem interpretados em comparação com a Figura 35.
Os 2 agrupamentos encontrados (PASSO 8) e definidos pelos especialistas após avaliação da RSM, facilitam a etapa de melhoria pois, com os riscos divididos nesses 2 grandes grupos, faz-se possível vasculhar suas causas raízes já sabendo que grande partes dos riscos (Agrupamento superior) pode ser proveniente de um mesmo causador de falha.
Deduziu-se, também, que os vários riscos existentes nesse agrupamento maior estão completamente inter-relacionados devido ao fato de os componentes também apresentarem completa interconexão física, o que fortalece a teoria de uma forte relação entre a avaliação da DSM do produto com a RSM.
Essa análise é considerada coerente quando se considera o fluxograma de desenvolvimento do produto da empresa abordada, pois esta propõe a utilização de protótipos, possibilitando alterações nos desenhos das garrafas a cada teste, com o intuito de extinguir os riscos apresentados na matriz de forma geral, pois a premissa é que estão todos inter-conectados e relacionados ao produto.
3.3.4 MDM
Após a aplicação das DSM do produto, DSM de funções e RSM, os dados obtidos foram compilados em uma MDM, que permite a representação de mais de um tipo de DSM tal como produtos, funções e riscos, em uma única matriz. Essa matriz mais completa permite visualizar, além das relações Componente x Componente, Função x Função, Risco x Risco; relações entre Componente x Função, Componente x Risco e Função x Risco (PASSO 6).
Com a visualização proporcionada pela MDM na Figura 36, a avaliação das correlações entre componentes, funções e riscos torna-se mais eficiente, pois foi possível identificar e avaliar padrões nas matrizes não simétricas de Componente x Função, Componente x Risco e Função x Risco.
Figura 36. MDM de Garrafa PET para carbonatados
Essas novas matrizes assimétricas decorrentes da MDM, a primeira vista, não proporcionam os resultados esperados nessa aplicaçao em formato qualitativo binário impedindo definição de padrões, visto que não é possível identificar agrupamentos como
nas matrizes simétricas ao longo da diagonal. Dessa forma, utilizou-se o primeiro indicador quantitativo relacionado a área da matriz visando entender o significado da quantidade de relações provenientes do passo a passo A, conforme mencionado no início do capítulo de estudos de caso. A tabela 1 apresenta a porcentagem de Área ocupada na MDM de Garrafa PET para carbonatados
Tabela 1. Porcentagem de Área ocupada na MDM de Garrafa PET para carbonatados
Pode-se aferir que, a partir da matriz MDM, e sabendo que a matriz de Componente x Componente é uma matriz acoplada devido à natureza do produto, que as matrizes de DSM de função e RSM também apresentam um alto nível de acoplamento.
A Tabela 1 foi construída considerando a avaliação de área da matriz MDM de garrafa PET para carbonatado. Através dela, inferiu-se que uma matriz com alto grau de acoplamento entre seus componentes podem resultar em alto grau de acoplamento para a matriz de função e riscos (PASSO 9). Esse alto nível de acoplamento pode significar ou que o método aplicado necessita de mais parâmetros de avaliação, ou que a uniformidade da garrafa com poucos componentes faz com que as funções e riscos estejam sempre totalmente relacionados, exigindo que na prática, para solucionar algum risco, seja necessário encontrar uma solução para a matriz como um todo. A área total da MDM se manteve mediana com representação de 49 %.
As porcentagens encontradas nas matrizes assimétricas de Componente x Função, Componente x Risco e Função x Risco consequentes do passo a passo A, não sugerem dados consistentes para que se possa avaliar de forma consistente a relação entre esses parâmetros. Para que tal ocorra, a equipe precisa inserir parâmetros que permitam uma análise quantitativa das relações.
3.4 Bomba de combustível
Conforme definido anteriormente, para este estudo de caso, o mesmo passo a passo apresentado na Figura 30 será mantido. Este estudo de caso não será detalhado de forma didática como o anterior, contudo os resultados parciais serão apresentados assim como peculiaridades de aplicação do estudo, suas causas e consequências.
As definições dos componentes e riscos baseou-se em informações fornecidas por especialistas do produto.
A peculiaridade desse grupo de especialistas está relacionada a suas funções de engenheiros do produto, possuindo contato direto às reclamações de montadoras e clientes da indústria automotiva.
3.4.1 DSM
Em caráter especial, na construção dessa DSM de componentes de uma bomba de combustível, utilizou-se um algoritmo padrão em Excel (chamado DSM PROGRAM) disponibilizado pelo site do MIT 2018 para criação de agrupamentos. Nesse caso, essa aplicação do software será utilizada como comparativo da técnica de agrupamento manual utilizada.
Segue na na Figura 37 o detalhamento dos componentes principais da bomba de combustível. A bomba de combustível é um componente que faz parte do sistema de alimentação do motor e tem a função de transferir o combustível presente no tanque até os bicos injetores ou carburadores. Para isso, a linha de combustível deve ter uma pressão mais alta do que a atmosférica. Quem determina isso é a bomba de combustível através do fornecimento de energia para o fluido. A pressão da linha deve ser constante, sem oscilações ou picos. Isso garante a quantidade de combustível dosada pelo carburador ou do motor através do tempo de abertura da válvula presente no bico injetor.
Figura 37. Componentes da bomba de combustível.
Conforme pode-se verificar na Figura 38, o algoritmo também utiliza a conotação binária para interrelacionar os componentes do produto. Destaca-se que o layout utilizado nesse estudo de caso se diferencia de todos os outros, visto que são estes são advindos de planilhas pré-existentes e bloqueadas pelos criadores.
Figura 38. Componentes de uma Bomba de Combustível alocados na matriz de dependência (Software MIT, 2018).
As Figuras 39 e 40 representam um comparativo entre a DSM de componente realizada utilizando o software disponibilizado pelo MIT para criação de agrupamento (Figura 39), e a aplicação manual proposta no passo a passo A. Os resultados são bem similares apesar dos templates serem diferentes.
Figura 39. Agrupamento utilizando software da matriz dos componentes da Bomba de Combustível (Software MIT, 2018)
Figura 40. Agrupamento manual da matriz dos componentes da Bomba de Combustível
O agrupamento baseia-se nos materiais, considerando as perspectivas das interações espaciais, energéticas e de informação. Sendo que o primeiro agrupamento se encontra no canto superior esquerdo, e o número do agrupamento aumenta conforme percorre-se a diagonal para baixo até o agrupamento número 5; conforme mostrado na Figura 39.
Na Figura 40, observa-se que os agrupamentos 3, 4 e 5 provenientes da Figura 39 no canto inferior direito, formam um agrupamento maior que os engloba. Essa variaçãoé logicamente possível pois a utilização da ferramenta pode ser alterada de acordo com os especialistas que definem os conceitos para realizar os agrupamentos. Contudo, quando se aplica a MDM ao final desse estudo de caso, a diferença entre aplicações acarretará em dificuldade de relacionarem-se funções com componentes e riscos, e consequentemente, não alcançando o melhor resultado possível.
A explicação dos agrupamentos segue:
• Agrupamento 1: Compreende o Terminal de Aterramento, Cabo de Ligação – Chicote, Capa Protetora do Chicote. Esses elementos serão chamados de conjunto Chicote pois são os componentes principais para seu funcionamento. • Agrupamento 2: Compreende o Resistor Card, Carcaça do Resistor Card, Haste
do Sensor de Nível, Acoplamento da Haste, Sensor de Nível-Bóia, Fingers do Sensor de Nível, Reservatório. Estes são os componentes responsáveis pelo funcionamento do sensor de nível, sendo chamados de conjunto Haste.
• Agrupamento 3: Compreende o Reservatório, Haste Guia, Mola de Compressão. Estes componentes representam a estrutura e funcionamento mecânico da Bomba de Combustível. Será o Conjunto Estrutural.
• Agrupamento 4: Compreende o Pré-Filtro, Regulador de Pressão, Válvula de Enchimento. Foi nomeado Conjunto de Válvulas, pois os três componentes apresentam características de enchimento ou esvaziamento do sistema.
• Agrupamento 5: Compreende o Suporte da bomba, Jet Pump, Tubo Corrugado, Bomba Elétrica de Combustível. Esses elementos receberão o nome de Bombeamento pois os três desempenham função essencial para o funcionamento da Bomba de Combustível.
Alguns agrupamentos destacam o forte acoplamento de elementos além dos usuais limites físicos do sistema. Os agrupamentos 1 e 2 que compõe os conjuntos haste e chicote possuem tanto características espaciais, quanto funcionais ou de material.
Por outro lado, um agrupamento pode ser identificado através dos componentes estruturais, assim como os componentes de válvula do sistema estão espalhados por diferentes agrupamentos na matriz devido à sua separação espacial.
É significativo notar que elemento Reservatório é atribuído a dois agrupamentos. Tornando obrigatório aos agrupamentos se sobreporem, identificando as áreas de intersecção entre agrupamentos.
3.4.2 Requisitos Funcionais
Prosseguindo-se com a aplicação do passo a passo A, define-se a matriz de requisitos funcionais para a bomba de combustível com as informações dos especialistas da área. Estas são funções específicas recorrentes em bombas de combustíveis para carros FLEX de mesmo modelo os quais devem ser padronizados para satisfazer os requisitos do cliente. Após a finalização das etapas de particionamento e definição de agrupamentos percebe-se a existência de 3 grupos conforme Figura 41.
Figura 41. Agrupamento Manual da matriz de funções de uma Bomba de combustível.
Nota-se através da matriz da Figura 41 que são definidos 3 grandes grupos de funções relacionados aos grupos de componentes. Considerar a possibilidade de existir um grande agrupamento, conforme mencionado na aplicação da DSM do produto acima, torna a bomba de combustível estrategicamente acoplada em suas funções, obrigando ao cliente realizar a troca do conjunto todo caso ocorra algum problema de funcionamento. Todavia, para o desenvolvimento do projeto do produto, verificam-se algumas desvantagens visto que as funções não estão diretamente relacianadas aos componentes.
3.4.3 RSM
Para a aplicação da matriz de riscos na Figura 42, o grupo de especialistas utilizou para definição dos elementos as reclamações de clientes e lições aprendidas de projetos visto que essas reclamações comumente são utilizadas no projeto do produto no formato FMEA com o intuito de garantir que os maiores riscos não ocorram.
Nesta aplicação para os especialistas, os 4 agrupamentos encontrados foram considerados logicamente compatíveis para que se obtenha boa performance em melhorias para RSM, visto que os agrupamentos de risco estão independentes e pouco acoplados entre si. Retomando a matriz DSM de componentes acima utilizada, foi possível verificar alguma interação entre componente/risco para os agrupamentos considerados.
Como resultado dessa interação, e com o intuito de mitigar riscos, é possível concentrar esforços em modificar ou substituir apenas alguns componentes específicos do agrupamento, com menor investimento, e também alcançando o resultado esperado sem precisar alterar o produto como um todo. Um exemplo claro, seria o agrupamento do canto superior esquerdo da matriz de risco abaixo, que poderia ser mitigado alterando- se os componentes relacionados ao agrupamento 1 acima.
É valido ressaltar que esse resultado de 4 agrupamentos bem definidos e facilmente relacionável a DSM de componentes é possível devido ao conhecimento tácito de vários anos de experiência dos funcionários da empresa envolvida. O próximo estudo de caso, será possível entender melhor os resultados de um produto recente no mercado ao ser aplicada essa metodologia.
Figura 42. Agrupamento da matriz riscos da Bomba de Combustível
3.4.4 MDM
Após a aplicação das DSMs de componentes, função e RSM, os dados foram compilados em uma MDM para o caso da bomba de combustível conforme a Figura 43. Também se aplicou a distribuição de área na tabela 2, conforme o mesmo modelo dos casos anteriores.
A MDM permite visualizar uma relação entre componentes e funções através de seus 3 agrupamentos, porém alguns questionamentos começam a surgir visto que a aplicação da matriz pode variar consideravelmente mediante a variação do grupo de especialistas que estiver realizando as relações entre componentes, funções e riscos.
Os questionamentos seriam: Porque não pode observar-se um padrão nas matrizes secundárias de componente x função, componente x risco e função x risco? Porque os resultados das matrizes nos estudos de caso 1 e 2 foram tão discrepantes? Qual o impacto de termos agrupamentos maiores ou menores?
Pode-se verificar que, na aplicação da matriz de risco, o grupo de especialistas possui um conhecimento tácito robusto sobre o produto e esta familiaridade com os riscos
torna simples a aplicação das relações entre os que possuem maior chance de ocorrer. Essa variável de aplicação é favorável para a observação da matriz, ficando os agrupamentos bem definidos e fáceis de serem relacionados, porém surge um questionamento em relação a aplicação da matriz em um produto no qual não se conheça profundamente a relação entre os riscos provenientes de conhecimento tácito.
Tabela 2. Avaliação da área da MDM de bomba de combustível.
A tabela 2 foi construída como tentativa de observar-se um padrão numérico na matriz MDM de forma a facilitar a aferição de resultados e propor padrões. Percebe-se pela tabela 2 que, a bomba de combustível apresenta componentes e riscos pouco acoplados e funções bem acopladas, resultando em uma matriz MDM com porcentagem de área baixa, e consequentemente, com menos interações entre componentes, funções e riscos. Esse resultado é coerente com o produto estudado visto que seu propósito durante o desenvolvimento do produto é, caso ocorra alguma falha, o sistema esteja o mais desacoplado possível em termos de componente, para que sua substituição seja rápida e fácil. Esse resultado também compactua com a proposição de que o conhecimento tácito de um time sênior de especialistas facilita a definição e visualização da matriz. Nesse caso específico, a matriz MDM auxiliou os funcionários a visualizarem rapidamente a relação entre riscos e componentes principalmente se existir a situação em que haja um problema direto encontrado pela montadora, há um ganho de tempo na identificação do componente ou agrupamento de componentes, causador da falha. Outra característica do estudo de caso observada é que a matriz MDM se tornou consultiva a todo momento pela equipe de qualidade, pois, ao tentarem melhorar a eficiência de determinada função, também recorriam a matriz para tornar mais robusto somente alguns agrupamentos.
3.5 Drones
Nesse terceiro estudo de caso, a aplicação do passo a passo foi novamente implementada, contudo, por se tratar de um produto considerado moderno e complexo, é difícil encontrar um grupo de especialistas com conhecimento tácito para relacionar facilmente os riscos existentes mais comuns. Os especialistas que realizaram esse estudo de caso, apesar de trabalharem em uma grande empresa do ramo da aviação, ao realizarem a aplicação em drones, demonstraram ser essa uma tarefa desafiadora.
Dessa forma, para a construção da RSM do Drone foi utilizada uma pesquisa oficial da Federal Aviation Authority (FAA do inglês, Autoridade Federal de Aviação dos EUA) que aborda os riscos mais comuns para drones em um contexto global, e para a DSM foram utilizados os componentes do modelo de drone mais vendido segundo o site da Amazon, 2019.
3.5.1 DSM
Esses populares robôs são veículos voadores de pequeno porte comandados remotamente por um operador. Geralmente são compostos de fibra de carbono, pouco metal e materiais plásticos. A fibra garante resistência e leveza, enquanto o plástico é utilizado em trechos da estrutura que não são cruciais para a resistência do aparelho. O