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Materiais de Engenharia para Redução de Custos

Uma abordagem para redução de custos é re-engenharia de produtos para usar materiais menos dispendiosos ou quantidades reduzidas de materiais com preços mais elevados. Esta abordagem pode ter um impacto significativo nos custos de um produto, uma vez que os materiais utilizados em um produto contam uma grande parte do seu custo total.

Com uma adequada avaliação de risco e verificação de projeto, é possível fazer alterações no produto desejado e preservar o desempenho e a confiabilidade necessários. Na verdade, às vezes, o desempenho e a confiabilidade de um produto também são melhorados, proporcionando uma vantagem competitiva adicional.

A abordagem de engenharia de materiais discutida aqui é aplicável a todos os tipos de produtos, todos os tipos de materiais (metais, plásticos, cerâmicas, compósitos, revestimentos e adesivos) materiais comuns e incomuns, e componentes e materiais utilizados para fazer juntas entre componentes. O truque é identificar os produtos, componentes e materiais que oferecem a maior oportunidade de redução de custos no menor período de tempo.

O equilíbrio deste documento fornece idéias e exemplos para re-engenharia dos materiais utilizados nos produtos.

Oportunidades de redução de custos

As seguintes situações oferecem oportunidades de redução de custos através da reengenharia de materiais:

  • Produtos que foram projetados demais.
  • Diferentes linhas de produtos com componentes similares feitos de diferentes materiais.
  • Quando os rendimentos de fabricação são baixos ou os custos de fabricação são altos.
  • Produtos feitos usando materiais selecionados há muito tempo e ninguém lembra a razão para sua seleção. Ou os materiais nunca foram revisados ​​para ver se eles podem ser melhor otimizados.

Cada uma dessas situações é discutida abaixo.

Produtos superdesenhados

Em alguns casos, os produtos podem ser engenhosamente usando materiais que fornecem mais desempenho e confiabilidade do que o necessário. Essa sobre-engenharia pode adicionar significativamente ao custo da lista de materiais e ao custo direto da mão-de-obra.

Considere o caso em que a liga de aço 4142 foi especificada, mas um aço 1045 teria bastado. O aço 4142 foi selecionado quando o material não era muito caro, e a equipe de design poderia dar ao luxo de usar um material que fornecesse uma maneira mais confiável do que o necessário para o produto. Como sobre a situação em que o revestimento de ouro é usado, mas o estanho será suficiente para o desempenho e a confiabilidade desejados. Ou o componente feito de policarbonato, mas poderia ter sido feito de poliestireno de alto impacto.

Em alguns projetos, o material usado em um componente é a escolha correta, mas as dimensões físicas do componente são excessivas, resultando na utilização de mais do material do que é necessário para atingir os objetivos de desempenho e confiabilidade.

O excesso de design do produto é uma situação bastante típica nos produtos mais antigos que foram projetados quando houve menos pressão no preço do cliente e os fabricantes podiam se dar ao luxo de ter mais custo em seus produtos. Também ocorre em novos produtos quando os engenheiros de projeto usam os mesmos materiais repetidamente, sem considerar outras opções de materiais que possam ser adequados.

Em todos esses casos, a reengenharia pode ser um processo bastante direto que começa com uma revisão dos requisitos de desempenho e confiabilidade do produto e identificação das opções de materiais que podem ser usados.

Consolidação de Materiais

Outra oportunidade para perceber redução significativa de custos é a economia de escala realizada através da consolidação de materiais utilizados em linhas de produtos. Seus diferentes produtos usam componentes comuns feitos de diferentes materiais? Se assim for, isso pode oferecer uma oportunidade de usar os mesmos materiais nos diferentes componentes. Isso permite redução de custos através de descontos de volume e a necessidade de transportar menos inventário de um determinado material ou tipo de componente. Em alguns casos, a consolidação de materiais também leva a melhorias nos rendimentos de fabricação, selecionando os materiais mais fáceis de trabalhar.

Por exemplo, uma empresa estava usando três tipos diferentes de policarbonato para tipos similares de componentes. A empresa mudou para um único grau de policarbonato para todos os componentes e obteve uma redução de preço de 10% por libra de resina plástica. Além disso, das três resinas, a que foi selecionada foi a mais fácil de usar durante o processo de moldagem por injeção. Seu uso levou a um aumento de 7% nos rendimentos de fabricação.

Ou considere uma grande fabricação que usou três pastas de solda diferentes para construir montagens eletrônicas. Mudando para uma pasta de solda única e mais recente resultou em redução de 25% no custo do material e melhorias na qualidade de fabricação.

Reduzindo custos de fabricação

Os custos de fabricação podem ser reduzidos usando materiais que permitem maiores rendimentos ou maior rendimento. Baixos rendimentos são muitas vezes devido ao uso de materiais que foram selecionados com apenas desempenho e confiabilidade em mente e não otimizados para a fabricação. Ou, os materiais podem ser inerentemente adequados, mas há muita variação em suas propriedades porque o fornecedor tem um controle de processo fraco. Em ambos os casos, materiais inadequados dificultam a fabricação de componentes e formam juntas que cumprem consistentemente seus requisitos de projeto. Em alguns casos, isso aparece como rendimentos ruins. Em outros, o rendimento da linha de produção é reduzido porque o processo requer atenção extra.

Revisando desenhos existentes

É benéfico realizar análises periódicas de design para determinar se há oportunidades para revisar decisões de seleção de materiais anteriores. Esta abordagem é aplicável tanto a produtos de longa data como a projetos que ainda estão em consideração.

A abordagem de revisão de design oferece uma oportunidade de considerar tirar proveito de materiais que não estavam disponíveis inicialmente quando o projeto do produto foi contemplado. Também permite que a equipe de fabricação aproveite novos métodos aprimorados de processamento e junção de materiais.

O objetivo da revisão do projeto é buscar oportunidades significativas para reduzir os custos da lista de materiais, reduzir o conteúdo do trabalho, reduzir o tempo total de processo e reduzir a perda de rendimento. Abordar qualquer uma dessas questões envolve os métodos já discutidos, nomeadamente -

  • Usando materiais de menor custo
  • Redesenhando componentes.
  • Consolidação de materiais.
  • Usando materiais que permitem maiores rendimentos e rendimentos de fabricação.

Como mencionado anteriormente, a reengenharia é um processo direto que começa com uma revisão dos requisitos de design do produto e identifica as opções de materiais que podem ser usados.

Por que não está fazendo isso a todos?

Existem algumas razões pelas quais as empresas não buscam reestruturar materiais em seus produtos para redução de custos. Primeiro, os engenheiros muitas vezes não vêem os materiais como um aspecto do design para otimização. Normalmente, eles primeiro olham para modificar os aspectos mecânicos ou elétricos de um produto.

Em segundo lugar, os engenheiros acreditam que a mudança de materiais se transformará em um grande projeto de pesquisa que demorará muito para se completar. No entanto, isso geralmente não é o caso se as considerações adequadas forem feitas ao avaliar e implementar os materiais.

O último motivo é que os engenheiros talvez não conheçam todas as opções de materiais a considerar, especialmente quando tentam otimizar todos os requisitos de desempenho, confiabilidade, custo e fabricação.

Muitas oportunidades

Existem amplas oportunidades na maioria dos projetos de produtos para alcançar uma redução significativa de custos se alguém sabe onde procurar e quais as perguntas a serem feitas. Essas técnicas são aplicáveis ​​a produtos simples e complexos e a materiais comuns e de alta tecnologia. Em muitos casos, é possível encontrar materiais que não só reduzam os custos, mas também melhorem o desempenho e a confiabilidade do produto.


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