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A Fase de Projeto Informacional

Projeto Informacional

Altamir Dias

1DEPTO. DE ENGENHARIA MECÂNICA

Universidade Federal de Santa Catarina

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICACURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE

CONTROLE E AUTOMAÇÃO

Dias, A. Introdução ao Projeto APC


1 A Fase de Projeto InformacionalIntroduçãoIdenti�cação de problemas e tarefasAs ideias preliminaresDe�nição de requisitos no projeto informacionalEspeci�cação do Produto ou Sistema



IntroduçãoIdenti�cação de problemas e tarefasAs ideias preliminaresDe�nição de requisitos no projeto informacionalEspeci�cação do Produto ou Sistema

O Desenvolvimento de Produtos

O processo de desenvolvimento de produtos.

A terminologia usada foi desenvolvida pelos pesquisadores emMetodologia de Projeto no EMC (Back, Ogliari, Fonseca, etc.).




O Processo de Projeto

A metodologia de projeto segue o modelo de Pahl e Beitz (vertexto introdutório);

Readaptando a �gura anterior, o processo de projeto deprodutos e sistemas:





Projeto Informacional é a fase de de�nições das especi�caçõesde projeto de produtos e sistemas mecânicos.

Corresponde à fase de clari�cação ou identi�cação da tarefa deprojeto, referida na literatura técnica cientí�ca (Pahl e Beitz, eoutros pesquisadores).

A fase de projeto informacional é responsável pela captura,tratamento e síntese da informação sobre o problema ou atarefa de projeto;

A equipe de projeto recebe o problema ou tarefa de projeto;Precisa entendê-lo(a) (compreender) e especi�cá-lo(a) maisdetalhadamente.




PI, Informação e trabalho metódico

A busca da informação exige um processo de trabalhometódico, que pode e precisa ser estendido as demais fases.

AnáliseSínteseAbstraçãoOutras formas de trabalho metódico:

Questionamento objetivoNegação da concepçãoMétodo do avançoMétodo do retrocessoMétodo da fatoração - um outra forma de análiseMétodo da sistematização - uma outra forma de sínteseMétodo gerencial ou divisão do trabalho e trabalho conjunto -





Análise: é a aquisição de informação por decomposição e/oudesdobramento do problema em análise;Síntese: processar as informações de forma a estabelecer asligações entre os elementos de uma solução (contrário deanálise);Abstração: determinar como estabelecer ageneralização/simpli�cação sem prescindir de detalhes;Questionamento objetivo: relacionar um conjunto de questõespara estimular o processo mental e intuitivo sobre o problema.Método da negação da nova concepção: questionar sempre ouduvidar metodicamente;Método do avanço: tentar estabelecer caminhos possíveis parauma solução inicial.





Método do retrocesso: a partir do objetivo do problema,retrocede-se para tentar achar caminhos que poderiam chegarno objetivo.

Métodos da fatoração: decomposição de um sistema oucontexto em elementos compactos (fatores) de menorcomplexidade

Métodos de sistematização: a partir de particularidadescaracterizantes elaborar campos de soluções mais ou menoscompletas, denominadas de variação sistemática do problema;

Método gerencial - divisão do trabalho e trabalho conjunto:separar o que deve ser feito individualmente com o trabalhointerdisciplinar.




Informação e trabalho metódico: técnicas principais

Analisar: é a aquisição da informação por decomposição edesdobramento através do estudo de seus elementos e suasrelações

separar o que é relevante do irrelevante;achar uma descrição estrutural ou relações estruturais para oprojeto;determinar pontos fortes e fracos;

Abstrair: partir da generalização para a simpli�cação dainformação

determina-se o que é geral e abrangente;evidenciar ou ressaltar as particularidades importantes;

Sintetizar: a ação inversa da análise - processa a informaçãoatravés do estabelecimento das ligações entre os diversoscomponentes do problema.

organiza-se e ordena-se.





O trabalho metódico e o PI

A análise do projeto informacional leva a atividades, como:




Identi�cação de problemas e tarefas

O que gera problemas e tarefas?uma situação inicial indesejada, ou a existência de umasituação insatisfatória;uma situação �nal desejada, ou o desejo de alcançar umasituação satisfatória ou necessidade de resultado desejado;o aparecimento de obstáculos que momentaneamenteimpedem a transformação de uma situação indesejada parauma situação desejada.




Classi�cação de problemas e tarefas

Classi�cação de problema(s) e/ou os obstáculos:1 Problemas de síntese ou do operador: os meios para a

superação são desconhecidos e ainda precisam ser encontrados;2 Problema de interpolação, combinação, seleção: os meios de

solução são conhecidos, mas numerosos ou precisam sercombinados ou ainda, impossibilitam uma experimentaçãosistemática;

3 Problema de dialética, problema de busca e de aplicação: osobjetivos são vagamente conhecidos ou mal (imprecisamente)formulados.




Classi�cação de problemas e tarefas

Características dos problemas ou tarefas

Complexidade: existem muitos componentes interligados ecom intensidades distintas;Indeterminações: nem todas as condições iniciais sãoconhecidas, nem todos os critérios são �xados para osobjetivos.




Processo de Solução de Problemas

Características na solução de problemas

Inteligência e criatividade:

Inteligência: é a capacidade de percepção, compreensão ejulgamento de um problema.Criatividade: signi�ca a capacidade criadora, aliada apercepção de gerar novidades e inter-relações até entãodesconhecidas.

Comportamento na decisão

percepção das dependênciasavaliação da importância e da urgênciaperseverança e �exibilidadesaber lidar com os fracassos.





Solução pela conversão de informação

Alguns pesquisadores de�nem a solução de problemas e tarefascomo um processo de conversão e processamento deinformações.Conversão e processamento de informações signi�ca:

1 coleta de informações;2 processamento das informações;3 explicitar a informação (comunicação).






Coleta de informações: onde está a informação?análise de mercado, análise de tendência,patentes, literatura especializada,pesquisas próprias, licenças, consultas a clientes,formulações concreta de tarefascatálogo de soluções, análise de sistemas naturais e arti�ciais,cálculos, ensaios, analogias, normas, etc.






Processamento das informaçõesanalisar: fazer um tratamento do que foi coletado;sintetizar: estabelecer ligações e combinar as informações;transformar e detalhar em conceitos de soluções;determinar procedimentos: cálculos, ensaios, execução ecorreção de esboços;concretizar: estabelecer projeto básicos e desenhos.





Critérios de processamento de informação

con�abilidade ou a probabilidade de que a informação é válida;

concisão da informação

volume e densidade da informação

valor e relevância para o receptor

atualidade

forma da informação (ex: grá�ca ou numérica)

originalidade

complexidade

grau de pormenorização






Explicitar e registar as informações (comunicar):gerar planos de trabalho e instruções de projeto;planejar ensaios e simulações;organizar as informações (elaborar matrizes de informação);estabelecer esboços, desenhos;elaborar relatórios.




Resumo: Processo de Solução de Problemas

1 Exige usar um procedimento metódico:De�nir metas - obter uma meta global e submetas comde�nição de relevância;indicar as condicionantes sejam elas iniciais ou periféricas;procurar variantes, ou múltiplas soluções;avaliar sempre, respeitando os objetivos as condicionantesimpostas;tomar as decisões necessárias para evidenciação das soluções.dissolver preconceitos;

2 Usar um pensamento prático, tendo consciência de que:a ideia correta raramente ocorre na hora certa;o resultado depende de talento e da prática do executor;o perigo de que as soluções pertence somente ao horizonte deespecialização do executor;em trabalho de equipe é preciso respeitar os estilos individuaisde trabalho.




Usando as informações

Requisitos para a solução de problemas:conhecimento dos fatos em torno do qual o problema deve serresolvido;conhecimento de métodos (processos) para a busca desoluções dos problemas;habilidade para perceber, utilizar e recriar inter-relações dosfatos e métodos que levem a solução de problemas. Exemplosde inter-relações em problemas:

relação concreto-abstrato: elaboração hierarquia de funções depeças e componentes (árvores, mapas conceituais, etc.);relação espaço-tempo: como os componentes interagem naexecução da tarefa e cumprem sua função;relação de ordem-comando: desenvolver capacidade dehierarquizar relacionamentos (montagem-peça, peça-features).





Estabelecer inter-relações: função x funcionamento xconstituição

1 Função ou funções:Quais funções o cliente exige? Que funções já são atendidas?Quais funções são necessárias para complementar as atuais?Que funções representam uma generalização das funções jáatendidas?o que pode ser feito no futuro?

2 Funcionamento:a substituição do princípio de funcionamento poderá produzirmelhoria no produto?Que elementos podem melhorar a interação com o usuário?

3 Constituição �> con�guraçãoO espaço usado é apropriado?Pode ser miniaturizado?Formato é agradável?A ergonomia pode ser melhorada?





Figura: Busca de informação sobre o produto/sistema.Dias, A. Introdução ao Projeto APC



Métodos de trabalhar as informações

Métodos convencionais;São formas de coleta e pesquisa de informações;

Métodos com ênfase intuitivaSão formas de trabalho em grupo com informações;

Métodos com ênfase discursivaSão formas de sistematização das informações.




Métodos convencionais

Pesquisa sistemáticapesquisa bibliográ�caestudo boletins de associações pro�ssionaisresenha de feiras de exposiçõesexame de catálogos de produtosestudo de patente

Análisede sistemas naturaisde sistemas conhecidos

Procura de sistemas similares:analogiasestudo de modelos similaresengenharia reversa.




Métodos com ênfase intuitiva

brainstorming;método 635 - derivação do método de brainstorming;

um elemento apresenta 3 ideias para solução do problema;o segundo membro analisa e propõe ou melhora a soluçãoanteiror;segue até que as três soluções foram completadas a análise ecolaboração dos 5 membros

método da galeria - baseado em galeriaesboços/brainstorming;

Etapas: 1) introdutória; 2) formulação de idéias I; 3)associativa (formação da galeria); 4) Formação de ideias II; 5)Seleção da solução.




Métodos com ênfase intuitiva

técnica delphi - manifesta-se por escrito (usa 3 fases deavaliação da informação);

1) Sugestões espontâneas;2) Lista de princípios de soluções;3) Avaliação das soluções (classi�cação das melhores ideias).

Sinética: reunir conceitos diferentes, aparentementeindependentes entre si (variação do brainstorming);

aplicação combinada dos métodos.




Métodos com ênfase discursiva

1 Estudo sistemático de relações físicas:Exemplo: y = f (u, v ,w), variando u ou v ou w, achar asoluções variantes para as relações que controlam o projeto.decompor a equação em sub-equações e achar possíveiscontroladores das relações de projeto.

2 Estudo sistemático através de matrizes ordenadorasOrdena-se os dados e as informações de projeto;Cruza-se parâmetros de projeto com critérios classi�cadores;

Exemplo: Tipos de energia, efeitos físicos e formas deocorrência.




Ênfase discursiva: matrizes ordenadoras

Tipo de energia Efeito físico e forma de ocorrênciamecânica gravitação, inércia, força centrífugahidráulica hidrostática, hidrodinâmicapneumática aerostática, aerodinâmicaelétricas eletrostática, eletrodinâmica indutiva,capacitiva,

piezoelétrica, transformação, reti�caçãomagnética ferromagnética, eletromagnéticatérmica dilatação, efeito bimetálico, conservação,

transmissão, condução, isolamento do calornuclear radiação, isótopos, fonte de energiabiológica fermentação, putrefação, decomposiçãoquímica combustão, oxidação, redução, dissolução, ligaçãoótica re�exão, refração, difração, interferência





Critérios Classi�catóriosGeometria (entidades, superfície, corpo)

tipo ponto, curva, superfície, corpoforma arredondada, circular, elíptica, quadrada, etcposição axial, radial, tangencial, vertical, horizontal, etc.tamanho pequeno, grande, estreito, largo, baixo, altoquantidade simples, duplo, múltiplo, racional, não-racional





Critérios Classi�catóriosMovimentos

tipo estacionário, translacional, rotacionalnatureza uniforme, variada, oscilante, plana, espacialdireção cartesiana (x,y,z); cilíndrica (r,θ, z), esférica (r, θ, φ).magnitude valor associada a variávelquantidade unitário, vários, movimentos combinados





Critérios Classi�catóriosCaracterísticas iniciais dos materiais

estado sólido, líquido, gasosocomportamento rígido, elástico, plástico, viscosoforma sólida, granular, poeira




Revisitando a Fase de Projeto Informacional

Lembrando: a fase de projeto informacional envolve atividades,como:




De�nição de requisitos de projeto no PI

A de�nição dos requisitos de projeto e a especi�cação deprojeto no PI (Fonseca,2000):





Resumindo:

Figura: Processo Metódico na de�nição de requisitos de projeto.





De�nições:Tipo de informação Descrição

Necessidades Declaração direta do usuário ou clientesRequisitos de usuários É a necessidade levada à linguagem

de projeto.Requisitos de projeto Requisito mensurável, aceito para

o projeto.Especi�cações de Projeto Caracterização do produto ou sistema,

através de variáveis/parâmetros.




Necessidades e o ciclo de vida

Figura: Necessidades na espiral de desenvolvimento de produto.




Necessidades e Requisitos

Estudar o ciclo de vidaSetor produtivo: projeto, fabricação, ..., vendas.Setor de consumo: compra, uso, funções, ..., descarte.

Identi�car os atributos do produto e sistemasBásicos: o que o produto precisa satisfazer;Do ciclo de vida: decompor o processo em fases;Especí�cos: propriedades de engenharia.




Atributos de produtos e Sistemas

Atributos Básicos

Atributos Formas

Funcionalidade Funções, operações, desempenho, e�ciênciaCon�abilidade Taxas de falhas, redundânciasRobustez Sensibilidade a fatores ambientais e de usoSegurança Princípios de segurança, forma de proteçãoErgonomia Interação com o usuário, usoEstética Aparência, estilo, coresImpacto ambiental Atende as normas/ambientais vigentesNormalização Atende às normas (internas,

de transporte e comércio)Legalidade Atende as leis de segurança, comércio, ...Patenteabilidade Inovação, uso sujeito a privilégio





Ciclo de vida

Atributos Quali�cação

Fabricabilidade Fácil, precisa, baixo custo, etc...Montabilidade Fácil, econômica, ...Usabilidade Fácil operação e aprendizagemMantenabilidade Fácil, rápida, segura, barataEmbalabilidade Fácil, compacta, econômica, seguraTransportabilidade Adequada aos meios de transporte...Armazenabilidade Conservação, ambientes, manipulaçãoReciclabilidade Pode ser reusado inteiro ou parcialmenteDescartabilidade Nível de contaminação, impacto

ambientalVendabilidade Fácil venda, exposição, atração





Atributos especí�cos

Atributos Tipos

Geométricos Forma, arranjo, dimensões, espaço ocupadoCinemática Movimentos, direção, velocidade, aceleraçãoDinâmica Forças, direção, magnitude, frequênciaEnergia Fontes, potência, rendimento, armazenagemMateriais Propriedades físicas e químicas, rigidez, pesoSinais Entrada/Saída, forma, apresentação, controleAutomação Índice de automação (manual, semi, total)Tempo Prazo de fabricação e entrega




Levantamento de necessidades

Método: enfase discursiva �> matriz ordenadora

Revisitar a espiral do ciclo de vida e identi�car as necessidadesem cada atividade.Armazenar numa planilha ou num banco de dados asinformações, organizando a matriz com:

atributos do ciclo de vida - linhas;atributos básicos - colunas.

Identi�car a ordem de importância das necessidades.





Figura: Exemplo de matriz ordenadora de necessidades para o projeto deuma carteira escolar.





Ordenamento das necessidades

Necessidades Grau de Importância

Ser con�ável 10Ter alto rendimento 10Simplicidade de operar 9Ser fácil de operar 9Ser robusto 8· · · · · ·· · · · · ·Baixo custo de manufatura 6Ser de fácil limpeza 5Ser silencioso 3Desmontar facilmente 2




Requisitos do Usuário

Método: matriz ordenadora

Transformar as declarações de necessidades numa linguagem deengenharia.

Classi�car as necessidades com os atributos básicos do produto

Usar uma linguagem de projeto/engenharia

Identi�car a ordem de importância dos requisitos de usuário.




Requisitos de usuário

Requisitos do Usuário/Cliente Grau de importância

Economia

Custo de aquisição 9Custo de operação 7Custo de manufatura 6Custo de manutenção 5

Ergonomia

Ergonômico 7Leve 7Silencioso 3Transportabilidade 5

RobustezResistência 8Durabilidade 7




Requisitos de usuário

Requisitos do Usuário/Cliente Grau de importânciaSegurança de operação 10

Uso/Operação

Fácil 9Nível de rendimento 10Rápida 8Limpeza fácil 5Manutenção fácil 6

Con�abilidade

Estética

Impacto ambiental




Requisitos de Projeto x Usuário

Fatores a ser considerados nos requisitos de projeto:Geométricos: forma, peso, volume, arranjo;Cinemática: manutenção, ruído, tempo de uso;Dinâmica: resistência, rigidez, �exibilidade;Energia: efeitos térmicos, elétricos, magnéticos, etc.Materiais: corrosão, desgaste, atrito, lubri�cação;Materiais: fabricação, acabamento super�cial, tolerâncias;Sinais: con�abilidade, controle, segurança;Tempo: custos;




Requisitos de Projeto

Método: matriz ordenadora

Identi�car nos requisitos de usuário conceitos mensuráveis:Formar uma matriz ordenadora composta por:

Atributos especí�cos do produto;Sub-atributos associados a necessidades de projeto e aquelesque satisfaçam aos requisitos de usuário;




Requisitos de Projeto

Figura: De�nição de requisitos de projeto para dispostivo de �xação.Dias, A. Introdução ao Projeto APC



A especi�cação do produto

Relação RU x RP na Casa da Qualidade




A especi�cação do produto




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