Projeto Na Engenharia - Gerhard - 6 Ed.

Dr.06.05 20:41:24 .Campus de Guaratinguetá beitz 00 III 13.III Gerhard Pahl Wolfgang Beitz Jörg Feldhusen Karl-Heinrich Grote PROJETO NA ENGENHARIA FUNDAMENTOS DO DESENVOLVIMENTO EFICAZ DE PRODUTOS MÉTODOS E APLICAÇÕES Tradução da 6a Edição Alemã contendo 455 desenhos e ilustrações Tradução: Engenheiro Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Hans Andreas Werner Revisão: Prof.Departamento de Mecânica Unesp . Nazem Nascimento Professor Titular . . 30 2. instalação... 5 1... Análise de valores .........................5 Inter-relações da construção ..........3 Processo de solução como conversão da informação . 40 7.. 40 10...3 Objetivos das atuais doutrinas do projeto metódico ...... 6 1................................................................... ......... 10 3.... Engenharia de sistemas ................. 25 3..............2 O desenvolvimento através do tempo...... 26 2................................................................................................ Inteligência e criatividade ...........1.............................. 9 1........................................................................2 Conversão de energia............... 37 2.................................................... componente ......5 Métodos geralmente recorrentes ................. Método do avanço .......................... 21 2.............. Método do questionamento objetivo .................... Descrição específica da tarefa ....................... 40 8................................... 40 6.......................1......1............. ......... 33 1.................................................................. 28 2................. Método do retrocesso .........................................2........3 Interações funcionais .. 1 1................................................. 9 2.............. 22 2...... 21 2............1. 39 4..............................2...............................2 Procedimento metódico para o desenvolvimento de um produto ....................1 O engenheiro projetista........................2........ 41 2 beitz 00 IX 13.............1 Fundamentos de sistemas técnicos ............................1......................................................................2...................................................................... 31 2. 23 1.......................................2 Características dos bons solucionadores de problemas ............................................................. 21 2..............2....................................1 Sistema.. Características geométricas e materiais .......................................................... 4 1.... Métodos de projeto ..............4 Inter-relações de funcionamento ............................... Efeitos físicos ..IX CONTEÚDO 1 INTRODUÇÃO.........................6 Inter-relação do sistema .............. conjunto................... 16 FUNDAMENTOS............................................. Abstrair ........................... 23 2............. 1 1..... Síntese ............05 20:41:25 ..1 Tarefas e atividades ..................................1 Requisitos e necessidades ..................... Método da sistematização ................3 Métodos atuais ...........................................1........................1..................................................................... 5 1.. 36 1..1.......1............................ 33 2.. Analisar ............................ 38 1...................... 36 2.......... 31 2........2...... aparelho........ 30 2.......................... 28 2.......................... 40 9................. 39 3...1 Processo de solução de problemas .................. material e sinal .............. 34 2................... máquina....................1....... Escolha de um pensamento prático ...................................................................2..................... Estilos individuais de trabalho ................................................06...........2 A posição dentro da empresa .............................2 Princípios do procedimento metódico ................... 16 Referências .............. 1 1................................................... 5 1... 11 1........................................4 Metodologia geral de trabalho......................................... 29 2..............................3 Tendências . Descrição lógica ..........7 Diretriz metódica resultante ......................... Comportamento na decisão .................... Descrição de aplicação geral .......................... Método da fatoração ... Método da negação e da nova concepção ... 27 1....................................................... 39 5. 39 2.... equipamento............2.. Divisão do trabalho e trabalho conjunto ....... 35 2.......................................... .................. 60 1. 42 2.............3 Gerenciamento de dados ...................... 63 5................................................................................................................ 56 3................... Análise de sistemas naturais .................................. A técnica Delphi ..3..... Busca sistemática com ajuda de matrizes ordenadoras... 57 3.......2......................... Fundamentos dos métodos de avaliação ............2................................... 62 3......... 59 5........... 95 4 beitz 00 X 13..................................................2....................... 75 3...............................2.49 3............... Construção de estratégias de busca ................................... Medições.. 85 Referências .............. 95 4.... 51 1............ 56 6............................................................ Encontrando idéias para um produto ....................... Método 635 .... 53 4........ 41 2.... 50 3........... 42 3.......................... 90 4..............1............................................ Comparação dos métodos de avaliação ... 65 3....3 Processos de seleção e avaliação ...... Combinações sistemáticas .......... 58 2............................................................................... 89 4......... 51 2............................................3 Formas efetivas de organização ... Estudo sistemático das relações físicas ........................................................................... Modelos mentais ....... 62 4............. Seleção de idéias de produtos...... 77 1....... Tarefa e procedimento .............2 Fluxo do trabalho no desenvolvimento ....... 58 1... Análise de sistemas técnicos conhecidos ... 58 3.......2 Cronograma do planejamento ....................................................... 59 4............... 52 3................................................................................2 Ciclo de vida de um produto ....... Sinética .1 Seleção de variantes de solução apropriadas ..............1.............................................................. 44 Referências ................................................................... Método da galeria ....................... 61 2...................................................... 60 3.....1....1 Métodos convencionais e ferramentas auxiliares ............ BUSCA E AVALIAÇÃO DA SOLUÇÃO .................................................................................................. 46 3 MÉTODOS PARA O PLANEJAMENTO...................... Analogias ....... Aplicação combinada ........ 41 2...............3....................... 63 6... 50 3...2..................................1 A estação de trabalho CAD ................. Processo de coleta ............................3 Planejamento dos custos do projeto e do produto ............................. 64 1... 85 O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE UM PRODUTO............ 64 3........................................... 49 3.....3 Fundamentos do apoio integrado do computador ..... 77 2................3 Objetivos da empresa e suas conseqüências .................................................2.................... 50 3..1 Trabalho cooperativo interdisciplinar ............................................ Definição de produtos ............... 93 4.....................................3...............1 Processo geral de solução .................3................ 75 3......2 Métodos com ênfase intuitiva ............. Utilização de catálogos ........2 Descrição computadorizada de modelos do produto ..........X 2................................. ..1 Planejamento do conteúdo ...........06..........4 Métodos para a combinação de soluções ........ 55 5.................................1 Grau de originalidade de um produto (inovação) ....2 Busca de solução ................ 87 4...... A prática do planejamento de produto ................................................................................................ 73 1......................... 93 4............................3............. 64 2.................................... Análise da situação ..........................2..................2 Avaliação de variantes da solução .......3... 87 4.............................. Modelos informativos ...................................... 42 1...........................1...............1 Planejamento do produto ......................................................3 Métodos com ênfase discursiva .................................................. 73 3..................4 Execução do planejamento do produto ..... 68 3.......................................... testes com modelos ........ Brainstorming ...............05 20:41:25 ........ 44 2...... Modelos de produtos .. 56 7....... .................. Situação inicial .1 Materialização das variantes básicas da solução ...................2. 128 6.................2 Ampliação sistemática da formulação de problemas .......1 Função global ................. 136 6. 106 5........1 Busca de princípios de funcionamento ........................ 134 6................. 109 MÉTODOS PARA CONCEPÇÃO........................................................................................4 Uso prático das estruturas de funcionamento ...................... 135 3................................................... Etapa principal: Elaboração da estrutura da função ................. 106 1...06.... Requisitos técnicos e específicos do cliente .......... 102 5....................3............... 106 2..................................................2..2............................................. 104 4............. Etapa principal: Seleção de princípios de funcionamento adequados ... 127 6................................. Etapa principal: Esclarecimento do problema e elaboração da lista de requisitos ......... Dependência em função do tempo .... 102 5................................................................................... 125 6............ 135 1................................ 101 5......................................... Requisitos de atratividade .......... 106 5.........................2 Combinação de princípios de funcionamento .................................................... 114 6....3.........................................3 Outras aplicações ................................................2 Elaboração da lista de requisitos ..........2 Avaliação de variantes básicas da solução................. 126 6........3..........5..............................................1 Conteúdo ......................................... 116 6...3 Seleção de estruturas de funcionamento apropriadas ...............3..................... 108 5.. 116 6......................................................................................... 102 5........ 111 6.................................... 99 5 ESCLARECIMENTO E DEFINIÇÃO METÓDICA DA TAREFA.........................................................................3.......2 Formato.........................1 Importância do esclarecimento da tarefa .1 Etapas de trabalho na concepção .4....2 Desdobramento em subfunções ............ 123 6.......... 135 5......................4 Exemplos ..............................................3 Aplicação das estruturas de funções ....... 133 6.............3...........4 Desenvolvimento da estrutura de funcionamento ........................................................2................... 98 Referências ..............1 Atualização .........XI 4..........4.............1 Objetivo da abstração .....3 Identificação de problemas a partir da lista de requisitos . 101 5.........3 Elaboração de estruturas de funções ..........................................4... 105 5..................2...................3.....5 Desenvolvimento de conceitos .. 113 6.............. 104 3................................6.......6 Exemplos de concepção .....4...................... 135 4.......................................2 Listas parciais de requisitos .................. 108 5.......... 106 5..............05 20:41:25 ...........................................................4 Prática da lista de requisitos ..............5......................3 A prática da busca da concepção ...............................................2 Liderança e comportamento numa equipe ..... Etapa principal: Materialização em variantes básicas da solução ........................................ Complementar/ampliar os requisitos ... 111 6....................... 104 5....... 109 Referências .......... ...................3 Identificando e relacionando os requisitos ................ 130 6................ 117 6......................... 112 6.5........ 122 6........................... Etapa principal: Busca de princípios de solução que atendam as subfunções ............................... Definição das necessidades e vontades ... 112 6....................... 103 1............... 104 2............................1 Misturador de água para uso doméstico de comando único ............................. 135 2... 123 6..........................................3......................... 128 6.................2 Abstração para identificação dos principais problemas ..3 Utilização das listas de requisitos .. Etapa principal: Isolamento e identificação dos principais problemas ........................................ Requisitos básicos ...... 136 6 beitz 00 XI 13...2. ................... 190 4.............. 182 3................................ 151 7......................XII 7.............................4.............................. Etapa principal: Combinação de princípios de funcionamento para constituição da estrutura de funcionamento .................................. Princípio da transmissão direta e curta de forças ....... Princípio da estabilidade ........6..1 Clareza ...2 Projeto considerando a dilatação .......... Divisão de tarefas com funções distintas ......... Princípios da tecnologia de segurança direta ..................... 151 7..................................... Etapa principal: Formação das estruturas de funções ............... Etapa principal: Avaliação das variantes de conceito ...................... 172 7.................2 Simplicidade ......2 Lista de verificação para a configuração ...1 Etapas de trabalho no anteprojeto ......................... 146 7........................... Fluxo da força e o princípio da igual resistência da forma . 180 5.......... Soluções auto-reforçadoras...5 Princípio da configuração livre de falhas ...... Princípio do equilíbrio das forças ..... Especificações e controles relativos à tecnologia da segurança ............. 141 4............................................... 162 2............................ 196 1.......................................................2 Banco de ensaios para aplicação de cargas de impacto ........... Soluções autoprotetoras . 141 8...... Etapa principal: Busca de princípios de solução para atendimento das subfunções ............. 185 7. 196 beitz 00 XII 13............................ 182 1....................... 155 7............. 193 7..........5................ Atribuição das subfunções .... 182 2.............................................5 Diretrizes para o anteprojeto............. O fenômeno da dilatação ......3.................................................. 164 3.................................... 195 7.............................1 Classificação e resumo geral ......... 141 2.............. Princípio das deformações compatíveis ......................... 145 5.............. 141 6...2 Princípio da divisão de tarefas .3................................4.... Conceitos e definições ..............3 Regras básicas para a configuração ............................................................... 177 4...............4............4 Princípio da estabilidade e biestabilidade .. Etapa principal: Esclarecimentos do problema e elaboração da lista de requisitos ................................................. Conceitos......... Etapa principal: Avaliação das soluções básicas.................... 192 1.............. 187 2......... 175 7.............................1 Princípios da transmissão de forças ...........06............... 160 7...05 20:41:25 ........................... Soluções autocompensadoras ......... 195 7............................... 155 7.......................................... Etapa principal: Seleção de variantes apropriadas... 181 7..................... 176 2........... 194 7.................................. 141 1..........3 Princípio da auto-ajuda ........ Prática da transmissão de força ..................................................... Etapa principal: Isolamento para identificação dos principais problemas ............................................4 Princípios de configuração .......... 166 4....... Etapa principal: Resultado ......................................... 150 Referências ................... Divisão de tarefas com a mesma função ............... 146 8...........4........... Princípio da biestabilidade ..... 187 1............................ 190 7..... 176 1............................................................................ 162 1....................5................................................................................................................. 146 6........ 156 7................................ 176 3........... Etapa principal: Concretização em variantes de concepção ........3..3 Segurança ........ 188 3..................................... 192 2..... 141 3................................. tipos e áreas de atuação da tecnologia de segurança .... 150 7 METODOLOGIAS PARA ANTEPROJETO .......4................................ Princípios da tecnologia de segurança indireta ... ......... 244 1.................................. Causas e formas de ocorrência ........ Comportamento do material sob variação da temperatura ........... 207 3............................. Medidas do projeto ........ Documentação considerando a produção .............................................. 243 7... 221 3...........................................................5............. 234 2................... 219 3.. 249 5......... 234 1............5....................................................................... 244 2..... 219 7...... Causas e formas de corrosão ....................... 252 7. 238 7..... 209 4............................................................... 205 4................................ 217 1.. 213 7.............................................7 Projeto considerando a forma ...................................................... 221 1............ Tarefa e objetivo ..........5............... 236 4................. Arranjo das posições de interface considerando a montagem .......... 234 6............................................................................... 207 1.................................. Corrosão dependente de contato ................... Dilatação relativa entre componentes ........ Identificação dos requisitos ergonômicos.................... 225 4............... Soluções de projeto ....... Seleção adequada à produção............05 20:41:25 ................ 242 1......................... Estrutura da construção apropriada à produção.................................4 Considerações sobre a corrosão ..................12 Projeto considerando o risco ....................... considerando a corrosão ..... 235 3.3 Projeto considerando a fluência e a relaxação ....................... 246 4.....8 Projeto considerando a produção ............. Diretrizes para a definição da forma .......... Fundamentos da ergonomia ........................................ Corrosão em superfícies livres............. 200 7....................10 Projeto considerando a manutenção .............. Objetivos e conceitos .....5........ Atividades humanas e condicionantes ergonômicas . Objetivos e conceitos .......... 245 3.....................................................5.......................... 217 7......XIII 2..... 237 5................................................................ Lista de verificação para utilização e seleção .............. 252 1. 213 2...........................9 Projeto considerando a montagem ......5.... 197 3............................................... 216 3.. Relação projeto-produção ....................... 206 7..... 217 2.......................5....... de materiais e de semi-acabados .................. 210 5............................5 Projeto considerando o desgaste ..........................................................................5..... 221 2..... Configuração considerando a manutenção ...................................................................... 207 2...... Combate ao risco . 234 7........ 214 1................................................................. Processo de reciclagem.... Fluência ..................................... Avaliação em relação à adequação para reciclagem ....................11 Projeto considerando a reciclagem ........ 204 3................................................ Relaxação .............. Utilização de peças padronizadas e compradas de terceiros ...... 212 7....................................................... Exemplos de projetos da forma considerando a reciclagem ... Corrosão dependente da tensão . 213 1.........6 Projeto considerando a ergonomia ..................................5.... 231 5. Configuração dos componentes de interface considerando a montagem .... Características considerando a forma ........... Exemplos de anteprojetos apropriados.......... Projeto considerando a reciclagem.... Operações de montagem ................... 203 2.......... 253 beitz 00 XIII 13...... Configuração de peças brutas considerando a produção......... Estrutura da construção considerando a montagem .. Dilatação dos componentes ......5....... 242 2.................... 214 2.........................06............. 203 1.................................................................... ...................................... e 2................................4 Aspectos do uso do computador ................. 263 4.........1 Etapas de trabalho no detalhamento ............ Etapa principal: Avaliação de acordo com critérios técnicos e econômicos ........................... 300 9......... 257 1........................................................................................................... 284 8...................................... Disponibilização das normas ........................ 272 7...1 Funções e efeitos gerais........ Etapa principal: Estruturação em portadores da função principal determinantes da configuração ..... 299 9.... Etapa principal: Busca de soluções para funções auxiliares .. Exemplos de configurações condizentes com o risco..........06...... 282 8.........................................XIV 2................................................ 266 6...............................2.....................................................................1 Técnicas de numeração ............. Etapa principal: Seleção de projetos de desenho mais adequados ...... Sistemas de números do artigo ...................... 291 1............. 292 2... 302 3........ 286 8....1...................6 7........................................................2 Sistemática da documentação para a produção .. 269 9..................... 259 Avaliação de anteprojetos .................2 Sistemas de desenho .......3 Sistemas de listas de peças......................................................................2............................ 300 9....................... 301 1..... Sistemas de numeração classificatórios .................. 302 9......1..................................................................................................1................ 301 2............. 258 4...............................3 Conexão pela forma ...............05 20:41:26 . Conexão por campos de força .. 293 Referências ... 257 2......................... Configuração considerando as normas ..1....1 Estrutura do produto .......... 263 5.....1............... Desenvolvimento das normas .. Etapa principal: Detalhamento da configuração dos portadores da função principal considerando os portadores da função auxiliar ................................2 Características dos artigos ..................................................................................5........... Etapa principal: Detalhamento dos portadores de funções auxiliares e complementação do anteprojeto provisório ................................... 254 7.. Etapas principais de trabalho: Identificação dos requisitos determinantes da configuração................ 292 8............... Etapa principal: Esboço da configuração dos portadores da função principal determinantes da configuração ...............7 8 MÉTODOS PARA O DETALHAMENTO.......2................................................................................... 302 9 beitz 00 XIV 13.. Conexões por forças elásticas .............3.....1 Princípios das uniões mecânicas ......................................................... Etapa principal: Esboço da configuração dos demais portadores da função principal ...... Conexão por força de atrito .................... 299 9... 270 10............ 268 8............................ 262 1......................... 271 Referências ............................................. Objetivo da normatização ................. 291 8................................................................................ 261 Exemplo de um anteprojeto ..................................... 297 CAMPOS DE SOLUÇÃO............................ 289 8.............13 Projeto considerando as normas .......................................................... 266 7............................. 259 5............................................................................................................................5 Diretrizes para aplicação .......................................2...........4 Conexão por força ... 281 8.. 282 8............................... . 300 9................................... 257 3. Tipos de normas ...... esclarecimento das condicionantes espaciais ................ ......... 262 3...................3...................... 281 8.........3 Caracterização dos objetos ..................2 Conexão material . ................ Controladores hidropneumáticos ............................1...... 352 Referências ......... 308 2.....3..........4 Exemplos ...... 341 10............................................................................................ 323 10............ 328 1.............XV 9......................1 Generalidades .................... 310 2.............................................................................4 Séries geometricamente semelhantes .................5 Séries semi-semelhantes .....................1 Leis de similaridade ............. 349 10.... 305 4.......4............ Construções híbridas ..................................................................... Diagrama de números normalizados .......................06............................................................ 319 Referências ............3..... Leis superiores de semelhança ............................. Construção tipo sanduíche .............. 314 Adaptrônica ........... 353 beitz 00 XV 13....... 308 5........................ 323 10.2......................2 Produtos modulares ........ 311 3............................... 310 9........... 319 9............................2 Aplicações e limites ..............3 Representação e escalonamento ............................................................................................................... Diretrizes para a aplicação ..............6 10 DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS EM SÉRIE E MODULARES.....................................3 Tipos de construção ................... Exemplos .....3 Desenvolvimento de estruturas adaptrônicas .......... 310 1............................................... Ajuste com ajuda de equações exponenciais ....6......... Diretrizes para as aplicações ..............................................................5....5 9...........................5......... 318 9....... 303 2......................2 9.. Controladores numéricos ...2 Controles ................. 309 7. Seleção do escalonamento de grandezas ..................4......................... Controladores lógicos programáveis ........ 334 3....................................................................1 Acionadores............. Construção combinada com fibras ...............................................2 Objetivos e limites ......... 309 9.......................................... 303 1.......... 339 10...... 352 10.. 343 10..........1 Modularização da arquitetura do produto ............................ Controladores mecânicos .3 Desenvolvimento de soluções mecatrônicas ......... Acionamentos hidropneumáticos .............................1 Estrutura geral e conceitos ............ 308 1....................................................................................... Controladores elétricos. 328 2..................... 308 3...3................................ 317 9....... 330 10................................. 313 9............................. 308 6........................... 328 10.......... 308 4...................................... ......... 333 2....... 309 9.............................. 303 9..1 Produtos em série . 334 5...........6.1.2.....1 Sistemática de produtos modulares .........1...............................................3 Recentes tendências de racionalização ...5....................................... 313 9......4 Exemplos ........................................................................................................................2.................................................2 Objetivos e limites ...................................................4..................6..........................6 Desenvolvimento de séries construtivas .2 Série de números geométrico-decimais normalizados .................................................... 326 10....1........... 307 9.......................................................5......................... 312 Mecatrônica ............4 Exemplos .......... motores ......................................................... 309 Construções combinadas ........... 303 3......... Acionamentos elétricos ........................ Funções e princípios de funcionamento ..............2 Procedimento para o desenvolvimento de produtos modulares..................................1...05 20:41:26 . 303 Sistemas de acionamento e controle ...... 350 10................................................... 312 9...3 Elementos de máquinas e mecanismos . 312 9...........4 9.2............................................ 324 10........ 317 9..................... 334 4.................. 332 1...........3 Vantagens e limitações de sistemas modulares ....... Exigências superiores da procução econômica ............ Formulação de tarefas superordenadas ....................................... 320 9.................................. 336 10....1 Generalidades e conceitos .............................. 340 10.............6........1....... Funções ....................... .2 Exemplos selecionados ................................................................. Com base no projeto básico ............1 Emprego dos métodos ...... 358 11....... 358 11............................. Técnicas de trabalho na concepção ......................................................... 401 14..............................................................................................................3 Técnica de trabalho com sistemas CAD .......1 Panorama geral ...................... Apoio informatizado permanente .....3 Conceitos utilizados ............. 369 12................................................... 391 3............................................................... ...............................4 Possibilidades e limites da tecnologia CAD ................... 390 2............... 370 12.....................3........... 394 13..... Estratégia geral de modelagem ................................4 Análise das possibilidades e influências das falhas (FMEA) ..........................4 Estimativas com emprego de relações de semelhança ............................ 392 4.............. 390 1...............5 Implementação do CAD ..................................... 395 14 RESUMO E CONCEITOS UTILIZADOS...................... 381 12......................... 390 13.......................................................................................3 Métodos para a identificação dos custos .2 Falhas de projeto e fatores perturbadores ...................3................................ Programas para tarefas específicas ..........................................05 20:41:26 ........................................ 399 14............................. 393 13................3 Análise da árvore de falhas ........................ 373 12........ 383 13........ 399 14............2 Experiências da prática ................................................................................................................................................. 406 ÍNDICE ALFABÉTICO... 362 11............................................... .................. 386 13......5 Estruturas de custos .................................................................................................................1 Custos variáveis ...................... 379 12............................................... Elemento operacional como base ....................... 382 13 PROJETO AUXILIADO PELO COMPUTADOR.............................................. Técnicas de trabalho no anteprojeto .................................................... 367 12. 367 12........... 374 1.............................................3 Estimativas de custo com base em cálculos de regressão.2 Estimativas de custo através de custo do material ... 386 1.......................XVI 11 MÉTODOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS COM GARANTIA DE QUALIDADE.........5 Método QFD .................................. Modelos parciais necessários ......... 393 13.................................................... 394 Referências ..................................1 Aplicação do procedimento metódico ... 373 ` 12...........1 Geração de um modelo de um produto .....3........................... 355 11.......2 Bases de cálculo dos custos ........................... 364 Referências .............................. 407 beitz 00 XVI 13...........3............. . ................... 377 12...... 374 2........................5 Regras para minimização dos custos ...........3... 355 11.....06...................3.............................................................................................. 381 Referências .... .................1 Comparação com os custos relativos .....4 Fixação das metas de custos ................................. 365 12 IDENTIFICAÇÃO DE CUSTOS....... 370 12....... 386 2.......................................3...........................................................2 Exemplos ................................................................ 404 Referências .. 383 13.......................... química. Dixon [39] e Penny [144] situam o trabalho construtivo. física. econômicas e ecológicas do produto perante o fabricante e o usuário.05 20:05:05 . Esta atividade multifacetada pode ser descrita sob diferentes pontos de vista. que requer uma base segura de conhecimentos nas áreas de matemática. adicionalmente se apóiam no conhecimento prático especializado. eletrotécnica. cujo resultado é o anteprojeto técnico. conhecimentos e talento determinam as características técnicas. criativa.1 ■ O engenheiro projetista 1. Para tanto ele se baseia em conhecimentos das ciências naturais e da engenharia e leva em conta as condicionantes materiais. mecânica.1. 1. Isto ocorre tanto no trabalho individual quanto no trabalho em equipe. os problemas são convertidos em subtarefas concretas que o engenheiro terá pela frente durante o processo de desenvolvimento do produto. aplicam leis e conhecimentos das ciências naturais.1 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO 1. são em grande parte exercidas sob responsabilidade pessoal. sinônimo para engenheiro de desenvolvimento e engenheiro de projeto. Desenvolver e projetar são atividades de interesse da engenharia que: • • • • • abrangem quase todos os campos da atividade humana. tecnológicas e econômicas. mecânica dos fluidos.06. Após seu esclarecimento. ciência beitz 01 1 13. assim como de tecnologias de produção. termodinâmica.1 Tarefas e atividades A missão do engenheiro é encontrar soluções para problemas técnicos. atua numa posição relevante e responsável.1. ambientais e aquelas impostas pelo ser humano. no qual é realizado desenvolvimento interdisciplinar de produtos. Do ponto de vista da psicologia do trabalho. projetar é uma atividade intelectual. Suas idéias. As soluções precisam atender aos objetivos prefixados e autopropostos. criam os pressupostos para a concretização de idéias da solução. bem como restrições legais. no centro de influências interferentes de nossa vida cultural e técnica: Fig. Na busca da solução e no desenvolvimento de um produto o projetista. seus conhecimentos e sua experiência. elementos de máquina) também venha a conhecer outras áreas de conhecimento. otimizável e verificável. sua competência de decisão será. da produção e da qualidade com minimização dos tempos de desenvolvimento conhecido pelo conceito de “Simultaneous Engineering” (cf. tais como gerentes do sistema. eletrotécnica. para otimização do produto. continuará como anteriormente. ao conhecimento de causa do engenheiro. com o passar tempo. circuitos de controle eletrônicos. entre outras. o futuro fabricante de máquinas utilizará essa área de igual modo.2. também a formação fundamental precisa satisfazer essas exigências. a executar projetos originais e projetos específicos de um cliente. Pelo contrário. física. tecnologia de produção. plásticos.1 Requisitos e necessidades Face à grande importância do desenvolvimento de um produto no momento certo e que desperte interesse por parte do mercado.3 Tendências Influências importantes sobre o processo de projeto e diretamente sobre a atividade do projetista advêm do uso da informática. além de um nível superior de qualidade de produção. teoria dos mecanismos. com freqüência cada vez maior. mecatrônica. apesar de não tê-las desenvolvido.3) freqüentemente auxiliam essa tarefa. tecnologia dos materiais.1. seja responsável e tenha consciência ecológica. 151. É evidente valer-se para essa finalidade. Assim. 188]. dinâmica das máquinas. da mesma forma como sua capacidade de coordenação com relação aos especialistas participantes. observase uma tendência de recolocar os trabalhos preparatórios da produção de volta ao setor de projeto. integral e flexível e em parte paralelo. Nas empresas. Ao lado dessa tendência evolutiva. intervalos de tempo cada vez mais curtos). Cada vez mais.1 e 5). exigida de forma mais intensa. as estruturas de trabalho. Isso inclui possibilidades de solução com auxílio da microeletrônica e do software. A garantia de produto e a responsabilidade do produtor regulamentada por lei [12] envolvem. materiais mais apropriados à reciclagem. que se relaciona mais acentuadamente com a sua técnica de trabalho. Estas são a tecnologia de medição e controle. 3. Por meio de sistemas gerenciadores de projeto dentro de 1. além das tradicionais disciplinas fundamentais de ciências naturais e de engenharia (matemática. Estes exigem elevado esforço de projeto. química. o planejamento do produto e a distribuição incluindo marketing. 40. que seja planejável. mecânica dos fluidos.06. à otimização e à combinação de soluções. mecânica. 20. eletrônica. Contudo. ex. tendem a aumentar ainda mais. Essa geração deverá possuir especialização em disciplinas de aplicação direcionada ao produto (ou ao projeto) bem como à metodologia de projeto incluindo CAD e CAE (computer aided engineering). teoria do projeto. Exame crítico apoiado por múltiplos conhecimentos de detalhes de projeto. utilizando sua criatividade. assistentes CAD e semelhantes. 183] aumentarão a comodidade para a disponibilização da informação sobre dados de projeto. constata-se que são numerosos os requisitos impostos ao projetista e que. Juntam-se ao setor novos colaboradores. novos processos de produção e montagem). 53. as futuras soluções serão buscadas no contexto da mecatrônica. experiência adquirida e o uso sistemático de processos de avaliação (cf. bem como indubitavelmente a criatividade e o processo mental de cada projetista (cf. além do necessário conhecimento especializado. Pelo aspecto organizacional e com respeito à interligação via rede local com outros setores da empresa. a produção integrada ao computador (CIM: Computer Integrated Manufacturing) também acarretará conseqüências para o projetista. crescerá a tendência de somente efetuar desenvolvimentos no contexto da sua competência central e de complementar o produto final com componentes terceirizados (outsourcing). 187] que a nova geração que mais tarde trabalhará com projetos. soluções consolidadas. A ferramenta metodológica CAD (computer aided design) modifica os métodos de projeto utilizáveis (cf. torna-se necessário um procedimento para desenvolvimento de boas soluções. 1. 2. considera-se como imprescindível [127. apesar do auxílio do computador. o projetista também precisa conhecer e considerar mais intensamente os desenvolvimentos da tecnologia dos materiais (p. os projetistas souberem trabalhar de modo sistemático e essa metodologia de trabalho exigir ou for auxiliada por medidas organizacionais. necessária ao rápido e contínuo desenvolvimento de áreas específicas. Para atender a essa demanda será necessária uma aprendizagem continuada.. Para o desenvolvedor isto significa saber avaliar peças de fornecedores. sobretudo do projetista (cf. cerâmica. flexível. ao passo que o projetista. Ao lado dos aspectos mecânicos. 178. termodinâmica. O desenvolvimento de sistemas baseados no conhecimento (os chamados sistemas inteligentes) [72.2). necessitam apelar. Simples pedidos de desenvolvimentos e projetos variantes futuramente serão executados predominantemente por computador. Exatamente como também o trabalho objetivado.Procedimento metódico para o desenvolvimento de um produto 5 uma estrutura CIM. 3. Com a utilização do computador.2 ■ Procedimento metódico para o desenvolvimento de um produto 1. 108. desenvolvimento de produtos já realizados e outros conhecimentos de projeto e também com relação ao cálculo. 13). beitz 01 5 13. Em resumo. Tal procedimento só é aplicável quando. um desenvolvimento de produto que empregue a tecnologia mais recente. acionamentos elétricos. 4.05 20:05:08 . será possível e necessário um melhor planejamento e controle do processo de projeto. Porém não substituirão o projetista.3 [13. 189] bem como catálogos eletrônicos de fornecedores [19. dos conhecimentos básicos e da experiência com produtos. 23.05 20:05:10 . Seu modo de proceder caracteriza-se por procurar satisfazer as relações de trabalho exigidas na formulação da tarefa através de relações de trabalho lógicas. tais como comandar. 143. assim. A etapa de trabalho subseqüente consiste da busca sistemática dos elementos de solução e sua combinação em modos de trabalho ou princípios de trabalho. é natural verificar se os métodos da engenharia de sistemas são aplicáveis ao processo de projeto. melhora os pressupostos iniciais para a verdadeira ação (busca da solução). As formas de trabalho melhoradas são avaliadas no último passo. Depois de Hansen.5. Rodenacker não só discute a execução sistemática de tarefas de projeto concretas. Essas etapas de trabalho deverão ser orientadas pelas mesmas etapas de qualquer atividade de desenvolvimento. Partindo de sistemas cibernéticos familiares. O procedimento da engenharia de sistemas baseia-se na percepção geral de que problemas complexos são adequadamente solucionados em determinadas etapas de trabalho. Com a questão “para quais aplicações pode ser útil um fenômeno físico conhecido?” ele procura possíveis aplicações para um efeito físico conhecido.5). porém dinâmico. 157]. no curso de uma otimização. na definição do evento físico. o processo de aprendizagem aumenta continuamente o nível das informações e. Para a ciência do projeto oferece. onde as ligações para o mesmo ambiente são seccionadas pelos limites do sistema: Fig. Kuhlenkamp e Wächtler apresentadas por último são basicamente aplicadas ainda hoje. 1. aparelhos e equipamentos.3 Métodos atuais 1. uma vez que os objetivos da engenharia de sistemas correspondem amplamente aos requisitos relativos a um método de projeto [16]. em seu “Fundamentos de uma heurística sistemática” Müller [116] descreve uma idéia teórica e abstrata do processo de projeto ou da atividade de projeto. Como ciência interdisciplinar. mas também a metodologia para inventar máquinas e aparelhos novos. 2. 117]. pela análise e pela síntese (cf. Engenharia de sistemas Procedimentos e métodos da engenharia de sistemas têm adquirido crescente relevância em processos técnicos sócioeconômicos. interligados por relações com base nas suas características. no projeto sistemático segundo Rodenacker. processos e ferramentas para análise. 15. Outras particularidades que caracterizam esse método de projeto são a ênfase em estruturas de função lógicas com funções elementares da lógica binária (interligar.06. bem como a consideração do fato de que todas as variáveis de um sistema técnico devem ser consideradas sob os aspectos quantidade. por ter compreendido que a otimização de um produto deve se iniciar por um adequado conceito de solução. 29.Procedimento metódico para o desenvolvimento de um produto 9 como a mais difícil forma de processo “aprender”. físicas e de projeto. Através de uma comparação de valores é encontrada a forma de trabalho otimizada para a tarefa. Freqüentemente foram incorporadas aos procedimentos dos sucessores ou a metodologias de outras escolas. um sistema se caracteriza por estar delimitado por seu ambiente. Isso torna possível a definição de uma função. As linhas de transmissão determinam o comportamento do sistema para fora. 156. Uma complementação aos métodos até agora expostos é representada pelos pensamentos que avaliam a ênfase unilateral dos procedimentos discursivos como insatisfatórios e não completamente utilizáveis pelo projetista. 30. planejamento. 200] deduz que projetar criativamente pode ser interpretado 1. Além do mais. no qual o refluxo de informações deverá percorrer a malha em sentido inverso tantas vezes quantas necessárias. o quanto antes possível. O livro dá mais ênfase aos fundamentos teóricos do que a diretrizes práticas para o trabalho de projeto no dia-a-dia. de variáveis de interferências e de falhas. a engenharia de sistemas disponibiliza métodos. Aprender representa uma forma superior de controle onde. indicando dessa forma a variação nas características das grandezas do sistema (cf. Esse procedimento tem grande relevância para o desenvolvimento de soluções totalmente novas. beitz 01 9 13. É decisivo que. Resumindo pode-se constatar que. que descreve a relação entre as grandezas de entrada e saída. 208]. ela é fundamental para o procedimento metódico. inclusive produtos da engenharia mecânica. por considerações de analogia. constituídos por um conjunto de elementos ordenados. Portanto. Também a estratégia geral de seleção do simples até o complexo. Por meio dela são analisadas e eventualmente melhoradas as formas de trabalho desenvolvidas com respeito às suas características e seus aspectos qualitativos. Partindo do fato de que criações técnicas representam sistemas. Outros importantes trabalhos de Müller são [114. As abordagens metódicas de Leyer. A crítica de falhas é um relevante propósito de Hansen.3). passo a passo e seqüencialmente. seleção e configuração otimizada de sistemas complexos [14. separar) bem como a ênfase da etapa conceitual. Criações técnicas. 115. 2. o processo de projeto não seja compreendido como um processo de controle estático. assim. De modo semelhante. controlar e aprender. 16. Baseado nesse fato. são sistemas artificiais. ao lado de uma variação quantitativa mantendo constante a qualidade (controlar). também a própria qualidade é alterada. qualidade e custo. apareceu outra obra de Hansen com o título “Ciência do projeto” [76]. concretos. a compreensão do evento físico situa-se em primeiro plano.1. Wächtler [199. até que o conteúdo de informações atinja a altura necessária para uma solução ótima. Em l974. No mínimo de forma implícita. princípios importantes. O propósito principal é a identificação e supressão. Rodenacker. destacou-se principalmente Rodenacker pelo desenvolvimento do seu próprio método de projeto [155.2. Hansen.2. na maioria das vezes dinâmicos. Kishnev. 1990. 8. complementação e instrução continuada. ser útil como base e linha mestra para o desenvolvedor.3 ■ Objetivos das atuais doutrinas do projeto metódico Ao nos ocuparmos mais detalhadamente com os métodos já citados.: Design for Assembly. 1880. 1986. 1971 (com outras indicações de literatura). Schriftenreihe WDK 20. Andreasen. 15. VDIBerichte Nr.: Artikelreihe Theory of Inventive Problem Solving: (1955-1985). sem reivindicar uma nova escola e não acompanhar tendências de curta duração. Editora Tribüne. para: • ter cunho prático e simultaneamente ser instrutiva. registrar os detalhes dos fundamentos.M.: Erfinden . • • • expor os métodos existentes na acepção de um sistema modular com métodos compatíveis entre si. 1983.: Methodical Design Framed by New Procedures. 1973.: Integrated Product Development.: Simultaneous Engineering . Berlim: Springer.S.1986. Altschuller. Schriftenreihe WDK 12.M.S.. nenhuma das afirmações gerais precisou ser suprimida por ser considerada superada. 1987. C.: Searching for New Ideas: From Insight to Methodology (russisch). O que será exposto baseia-se principalmente na série de ensaios “Para a prática do projeto”[142] publicada pelos autores Pahl e Beitz e nas quatro edições anteriores deste livro.. Adams.Konzepte und praktische Erfahrungen.812.: Systemtechnik in der Konstruktion. pois foram elaboradas sob cooperação de autores competentes. T.. A presente teoria do projeto não reivindica a pretensão de ser completa ou acabada. Com o respaldo da experiência profissional adquirida na prática do projeto de máquinas da indústria pesada. Antonsson. 295-302.: The Implications for the Study of Design Methods of Recent Developments in Neighbouring Disciplines.M. Proceedings of ICED 91. Ressalte-se que entre a primeira (1977) e a presente quinta edição. 1985.06. Sinferoble. 14. G. M. G. H. Nr.: Systemtechnik im Ingenieurbereich.: Anforderungen aus der Produkthaftung an den Konstrukteur. VDI-Berichte Nr. Deutsche Ausgabe: Montagegerechtes Konstruieren. Beispiel: Verbindungstechnik. do material rodante de ferrovias e da indústria automobilística. B.: Formal Engineering Design Synthesis.-O. Beitz. 10.174.. princípios e indicações de projeto e. Bauer. J.: Algoritm izobretenija (dt)).The Need for a Scientific Basis for Engineering Design Methodology. 1989. apesar de a forma de organização da condução do processo em si não ser assunto central deste livro. beitz 01 16 13. Zurique: HEURISTA. Que a presente teoria do projeto sirva ao estudante como introdução e fundamento. 1984. Zusman. Altschuller. W. Springer.: Conceptual Blockbusting: A Guide to Better Ideas. 4.: Erfinden . Referências 1. 49 (1970). Mas por outro lado.Eine Antwort auf die Herausforderungen Qualität. Cagan. L.V. 2. ela se esforça. Kartya Moldovenyaska Publishing House. Porém. 13. L. A observância dos fatos e da orientação metódica aqui exposta irá contribuir bastante para um desenvolvimento do produto bem-sucedido ou a continuação de um desenvolvimento. 2001.L.: Die Maschinenelemente.. 9. As mencionadas diretrizes VDI 2222 e 2221 confirmam estas afinidades. 3-11. K. S.I. W. G. Altschuller. 1991. Proceedings of ICED 85. Editora VDI..(k)ein Problem? Anleitung für Neuerer und Erfinder. Andreasen. 1985.B. In: Strategien zur Produktivitätssteigerung . Bach. ao instrutor como auxílio e exemplo e ao praticante como informação. Eventualmente. Altschuller. Management Schule. 5. 261-265. Moldávia.Wege zur Lösung technischer Probleme. E. mas apossar-se deles como um princípio seguro. Berlim: IFS (Publications) Ltd. C. no sentido de um aperfeiçoamento do produto. 5. 129-133. E também ser útil em novas formas de organização que trabalhem em equipe. Kosten und Zeit. Stanford: Addison-Wesley. Entretanto o estudante ou profissional em início de carreira não deveriam desconhecer esses princípios. equipamentos e dispositivos”. por um lado. J. M. 12. G. Hein. Zurique: HEURISTA. 3ª edição.: Konstruieren im Sondermaschinenbau . entre os diferentes conceitos e definições. Beitz. poderá se certificar ou recorrer aos princípios discutidos nos caps. bem como através de uma larga experiência no ensino básico e avançado da técnica de projeto. 6. 1ª edição.S.Erfahrungen mit Methodik und Rechnereinsatz. constatamos. Cambridge University Press. Lund. 2 a 4. Düsseldorf: Editora VDI. com a presente quinta edição é dada continuidade a uma abrangente “técnica de projeto para todas as etapas do processo de desenvolvimento de máquinas. Birkhofer.S. Beitz. Ucrânia. (org. Berlim.: Design Science . Kähler. Stuttgart: Arnold Bergsträsser Verlagsbuchhandlung. face à utilização crescente de componentes adquiridos e de desenhos eletrônicos.16 Introdução 1. torná-los conhecidos. O leitor já habituado à aplicação dos métodos pode começar diretamente pelo desenvolvimento do produto no cap.05 20:05:13 . Zlotin. Beitz. 3. M. DIN-Mitteilungen. A. existem mais afinidades do que se supõe. Düsseldorf. 7. Konstruktion 42 (1990). Journal of Engineering Design 5 (1994).. Andreasen. 16. ZfB-Ergänzungsheft 2 (1995). Filantov. 2. Berlin: Springer. W. 1920. projetista e gerente de projeto para um desenvolvimento bem-sucedido. 12ª edição. 11.V. 17. que o desenvolvimento dos métodos foi marcadamente influenciado pela atividade da qual provém a experiência profissional dos autores. Archer. Bedford. Technik. W. aparelho. elemento de máquina ou componente avulso.1. Sua designação é explicável pela evolução histórica ou pela respectiva área de aplicação. Assim. 2. um equipamento (reator. e o sentido em que são utilizados neste contexto. produtos técnicos são denominados instalações e. Até o momento. precisam ser esclarecidos os fundamentos dos sistemas técnicos e dos procedimentos. o leitor deveria inteirar-se do conteúdo dos capítulos 2 e 3. componente A solução de problemas técnicos é satisfeita com auxílio de estruturas técnicas. a aplicação dessa terminologia provavelmente será distinta. Equipamentos para controle e monitoramento são empregados tanto em máquinas como em instalações. máquina. denominadas: instalação. equipamento. O leitor já familiarizado com a metodologia e que deseja ingressar imediatamente no processo de desenvolvimento de um produto poderá encaminhar-se diretamente para o capítulo 5 e capítulos subseqüentes. Há tendências. aparelho.21 CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS Para uma teoria do projeto. Dependendo da especialidade e do nível da análise. talvez até uma pequena máquina faça parte desse equipamento. por exemplo.1 ■ Fundamentos de sistemas técnicos 2. evaporador) é considerado um membro ou elemento com elevado grau de complexidade dentro de uma instalação.05 16:12:06 . máquinas ou instalações de máquinas. bem como as condições principais para uso do computador. instalação. conjunto mecânico. Em certos segmentos. beitz 02 21 13. essa discussão tem mostrado que uma classificação rígida segundo estas características nem sempre é possível e. entendida como uma estratégia para a busca de soluções.06. Só então seria apropriado voltar-se às recomendações para partes específicas de um projeto. Um equipamento pode ser formado por conjuntos mecânicos e componentes avulsos. em outros. de designar produtos técnicos conversores de energia por máquinas. nem sempre é conveniente.1 — Sistema. na normalização. com relação a conceitos já estabelecidos. conversores de matéria por equipamento e conversores de sinal por aparelho. conjunto. Essas denominações conhecidas estão grosseiramente ordenadas pelo seu grau de complexidade. No fim do livro são elucidados os conceitos mais importantes. máquina. Uma máquina é formada por conjuntos mecânicos e componentes avulsos. Em caso de dúvida ou no caso de um iniciante. equipamento. Fundamentos de sistemas técnicos Função E (Conjunção) X1 X2 X1 0 X2 0 y 0 & 1 0 0 0 1 0 y X1 X2 X1 0 X2 0 y 0 Função OU (Disjunção) >1 = 1 0 1 0 1 1 y Função NÃO (Negação) X 1 y 27 embreagem do lado direito é concebida de forma que deva ser desembreado, com o aparecimento do sinal de desengate, ou seja, para que ocorra a transferência do torque, a declaração de X1 deve ser negativa. Ou expresso de outra forma: para conseguir o efeito pretendido, só a declaração X2 tem que ser positiva ou estar presente. A Fig. 2.11 mostra a relação lógica no monitoramento do suprimento de óleo para os vários mancais de um eixo de uma máquina pesada com o emprego das funções E, e OU. Cada mancal é controlado pelo monitoramento da pressão do óleo e um sensor de vazão, cada um atuando através da comparação “nominal/atual”. Entretanto, uma declaração positiva em cada mancal já deverá ser suficiente para permitir o início do funcionamento. Designação Símbolo em um esquema funcional (segundo DIN 40900 - parte 12) Tabela de função 1 1 1 1 1 1 X 0 1 y 1 0 Álgebra binária (função) y=X Figura 2.9 — Funções lógicas. X declaração independente; Y declaração dependente; “0”, “1” valor da declaração, p.ex. “desligado”, “ligado”. 2.1.4 — Inter-relações de funcionamento A construção de uma estrutura de funções simplifica a busca de soluções, pois através da estruturação a execução fica menos complexa e as soluções para as subfunções podem ser elaboradas separadamente. & E X1 X2 & V = X1 X2 Inibição X1 X2 X1 (Sinal de comando presente) 0 1 0 1 X2 (Engate por atrito presente) 0 0 1 1 Y (Transmitir torque) 0 0 0 1 Figura 2.10 — Funções lógicas de duas embreagens. Mancal 1 · p1 V1 Nominal Nominal Nominal Real Real X1 0 X2 1 Y Mancal 2 · p2 V2 Nominal Nominal Real Real Mancal 3 · p3 V3 Nominal Nominal Real Real Mancal 4 · p4 V4 Nominal Real Real & & & & & & & & Cada uma das subfunções por ora representadas por uma suposta “caixa 1 0 1 preta”, agora, será substituída por uma 0 0 1 declaração mais concreta. Normalmente 1 0 0 0 subfunções são atendidas por fenômenos físicos, químicos ou biológicos onde, para soluções de engenharia mecânica, predominam os primeiros. Especialmente para soluções da engenharia química são utilizados fenômenos químicos e biológicos. Quando doravante se falar de fenômenos físicos, também estão compreendidas as possibilidades oferecidas por fenômenos químicos ou biológicos. Isso também é justificável, pois, na posterior realização, todas as soluções, de alguma forma, se utilizam de fenômenos físicos. Pela presença de efeitos físicos e pela definição das características geométricas e de materiais, o fenômeno físico é levado a uma relação entre funções que exige o atendimento da função, no sentido da tarefa formulada. Por isso, a inter-relação entre as funções é determinada pelos efeitos físicos selecionados e pelas características geométricas e materiais prefixadas: V = X1 X2 > – –1 > – –1 > – –1 > – –1 & Figura 2.11 — Funções lógicas para monitoramento do abastecimento de óleo dos mancais. Uma declaração positiva em cada mancal (óleo existente) já é suficiente neste caso, para permitir a operação do sistema. Monitorar · sensores de pressão p, monitorar sensores de vazão V. beitz 02 27 13.06.05 16:12:10 Princípios do procedimento metódico 33 mento ocorre de forma inconsciente e, por quaisquer acontecimentos ou associações, o entendimento repentinamente se manifesta no consciente. Isso é denominado de criatividade primária [2, 30]. Nesse caso, são processadas inter-relações realmente complexas. Nesse contexto, Müller [36] remete ao “conhecimento silencioso”, comum e especializado, também disponível em recordações episódicas, conceitos vagos e definições imprecisas. Ele é ativado por ações mentais conscientes e inconscientes. Em geral, até penetrar no consciente, o lampejo súbito necessita de um certo tempo de incubação, não exatamente determinável, de um “pensar” inconsciente e não perturbado. Entre outros, este tempo também pode ser iniciado quando, p. ex., projetistas esboçam à mão livre suas idéias de solução ou então as desenham de forma mais elaborada. Desta forma, segundo [14], a atenção se volta para o objeto, porém ainda restam espaços mentais livres para o manejo, que deixam espaço para processos de pensamentos inconscientes ou estes últimos são ativados adicionalmente ao ato de desenhar. T E O Figura 2.17 — Unidade TOTE como unidade básica da organização de unidades de processos de pensamento e execução [8, 33]. (operação) selecionada em conformidade. Segue-se novamente uma avaliação (teste), que testa o estado alcançado. Se o resultado for satisfatório, o processo é abandonado (exit), caso contrário a ação, devidamente ajustada, é repetida. Em processos mentais mais complexos, as unidades TOTE freqüentemente são ligadas em série ou várias ações são executadas uma após outra, sob forma de uma “cascata de ações”, antes que ocorra um novo teste. Diversas combinações e seqüências são, portanto, concebíveis para o acoplamento de processos mentais, porém sempre retornáveis ao padrão básico da unidade TOTE. Pensamento discursivo consiste num procedimento consciente que é comunicativo e influenciável. Relações e fatos são conscientemente analisados, variados e recombinados, testados, rejeitados ou analisados mais profundamente. Em [2, 30], este processo é denominado de criatividade secundária. Por meio deste pensamento, o conhecimento cientificamente embasado e exato é, ao menos, testado e inserido num contexto do conhecimento. Ao contrário do pensamento intuitivo, este processo é lento e acompanhado de muitas etapas de pensamento, deliberadamente menores. Na estrutura da memória, um conhecimento adquirido de forma consciente e explícita não é precisamente separável do conhecimento mais vago, comum e especializado acima citado, e os dois conteúdos se influenciam reciprocamente. Mas, para que o conhecimento possa ser acessado e combinado, provavelmente será decisiva uma estruturação, lógica e organizada, dos conhecimentos sobre os fatos (estrutura epistêmica) na memória do solucionador de problemas, independentemente de o resultado do pensamento ter sido conseguido de modo intuitivo ou dedutivo. A estrutura heurística inclui o conhecimento explicável e o não explicável a fim de organizar a seqüência das atividades mentais, das atividades para mudar a situação (procurar e encontrar) e das atividades de teste (controle e avaliação). Freqüentemente o pesquisador, consciente do seu saber, começa praticamente sem planejamento, obviamente com a intenção de encontrar imediatamente uma solução, sem muito esforço. Uma seqüência planejada ou sistematizada das atividades mentais somente será mobilizada no caso de fracassos ou contradições. Uma seqüência elementar importante dos processos mentais é representada pela unidade denominada TOTE [33] (Fig. 2.17). Trata-se de dois processos, ou seja, o processo de modificação e o processo de teste. A seqüência descrita por TOTE mostra que a ação é precedida por uma avaliação (teste), que analisa a situação inicial. Somente então é executada a ação 2.2.2 — Características dos bons solucionadores de problemas As afirmativas subseqüentes foram obtidas, de um lado, dos trabalhos de Dörner [9] e, de outro lado, das investigações realizadas por ele em parceria com Ehrlenspiel e Pahl. Estas últimas podem ser extraídas das publicações de Rutz [50], Dylla [11, 12] e Fricke [15, 16]. As constatações estão reunidas a seguir [42]: 1. Inteligência e criatividade Por inteligência, em geral, entende-se uma certa sensatez, a capacidade de percepção e compreensão, bem como de julgamento. Junto a isso, freqüentemente figuram em primeiro plano procedimentos analíticos. Criatividade significa uma força criadora, que gera novidades ou cria inter-relações até o momento desconhecidas, o que possibilita conhecimentos ou soluções novas. A criatividade está freqüentemente associada a um procedimento sintetizante, que decorre de forma mais intuitiva. Inteligência e criatividade são características, que são próprias dos indivíduos. A definição científica rigorosa bem como a delimitação entre inteligência e criatividade malograram até hoje. Com auxílio de testes de inteligência tenta-se por meio de um quociente de inteligência (comparação com a média de um grande grupo de indivíduos) mensurar a medida de inteligência onde, face à variedade de manifestações da inteligência, são usados testes chamados de baterias de testes para a captação de todo o espectro. Somente a consideração beitz 02 33 13.06.05 16:12:12 38 No seqüenciamento metódico, orientado por etapas, os perigos anteriormente citados dos procedimentos orientados por subproblemas são amplamente evitados, porém, para uma consideração mais ampla e mais sistemática, é necessária uma maior disponibilidade de tempo com o risco de uma desnecessária extensão (divergência) do campo de soluções. Este último exige que o executante tenha a medida certa entre o abstrato e o concreto, ou seja, o sentimento de possuir um suficiente, mas não muito grande conjunto de bons princípios de solução e o propósito de reuni-los rapidamente numa combinação para uma configuração global mais concreta (convergência). Na aplicação prática, nem sempre ocorre um seqüenciamento metódico orientado só por etapas ou só por subproblemas, porém, de acordo com o problema, muitas vezes aparecem formas mistas. Mesmo assim, verifica-se, em alguns projetistas, uma maior ou menor tendência para uma ou outra forma de procedimento. Procedimento orientado por etapas é recomendado quando ocorre um forte enredamento dos subproblemas ou ao penetrar em área desconhecida. Um procedimento orientado por subproblemas é vantajoso quando houver poucos enredamentos e a presença de subsoluções que pertencem ao acervo de soluções da respectiva área. Diferenças semelhantes, também se observam nos procedimentos individuais para a busca de soluções específicas: se, na busca da solução de cada uma das subfunções, o projetista desenvolve e investiga paralelamente diferentes princípios de solução ou variantes da configuração e os compara entre si, para então selecionar o mais vantajoso, denomina-se esse procedimento de busca de solução geradora (cf. Fig. 2.20a). Se, em contrapartida, parte-se de uma idéia ou modelo e, no espírito da tarefa, corrige-se e adapta-se passo a passo este primeiro princípio até que uma solução satisfatória se torne visível, trata-se de uma busca de solução corretiva (cf. Fig. 2.20b). Com ela também pode ocorrer uma série de variantes da solução, desde que variantes específicas não sejam rejeitadas (apagadas, eliminadas). A primeira forma de busca da solução oferece maior chance de alcançar idéias novas, não convencionais e considerar diferentes princípios, ou seja, conquistar um campo mais amplo de soluções. Todavia, permanecem os problemas para realizar uma seleção objetiva e no momento oportuno, para evitar o desnecessário surgimento de trabalho mais adiante. Novamente, pendem mais para este procedimento os principiantes doutrinados na metodologia e os desenvolvedores versados na metodologia. O projetista experiente freqüentemente utiliza a busca da solução corretiva, especialmente quando já vislumbra ou lhe irrompe uma solução semelhante a uma solução já conhecida para a mesma área de aplicação. A vantagem está numa possibilidade de materialização relativamente rápida, ainda que as variantes não satisfaçam totalmente. O executante permanece no campo onde possui experiência e o amplia passo a passo. O perigo está em ficar preso a um princípio de solução desfavorável ou não identificar outros princípios de solução vantajosos. Fundamentos No trabalho prático resultam novamente as formas mistas. Em primeiro plano, há a tendência de reduzir o volume de trabalho cada vez mais. Com base em sua capacidade individual e experiência, o desenvolvedor e projetista tende mais para este ou aquele modo de procedimento, geralmente sem ter consciência das vantagens ou riscos do caminho adotado. O modo de procedimento escolhido ou adotado inconscientemente é individualmente dependente e pode ser influenciado pela formação e pela experiência. Ao projetista também não deveriam ser feitas prescrições rígidas, pelo contrário, é bom alertá-lo sobre as vantagens e os riscos do atual modo de proceder e então deixar a decisão a seu critério. É apropriado, através de instrução (formação continuada) e um gerenciamento apropriado durante o processo de desenvolvimento do produto, estar seguro sobre o modo de procedimento mais adequado e ajustá-lo. 2.2.5 — Métodos geralmente recorrentes Os métodos gerais a seguir expostos também devem ser assimilados como fundamentos do trabalho metódico. Eles são muito utilizados [21]. Também os assim chamados “novos métodos” oferecidos sob certos “slogans”, na maioria das vezes, são apenas uma nova embalagem dos métodos gerais recorrentes apresentados na seqüência. a b Figura 2.20 — Procedimento individual diferenciado na procura da solução de um mancal elástico; a) gerador, ou seja, produtor de possibilidades de solução concebíveis e seleção direcionada pelo objetivo; b) corretor, ou seja, procura progressiva e corretiva da solução, a partir de uma idéia. beitz 02 38 13.06.05 16:12:14 mas somente aqueles que. Além disso. no projeto de instalações e também nas empresas fornecedoras. Também os métodos de avaliação podem ser utilizados em diferentes fases do projeto. cada vez mais de um planejamento decidido pela diretoria da empresa. Este negócio. Recomendações para uso prático são dadas na exposição de cada método. Muitos deles. BUSCA E AVALIAÇÃO DA SOLUÇÃO Neste capítulo são apresentados os métodos a serem aplicados no contexto de um sistema modular. principalmente os métodos de busca e avaliação. nem todos os métodos são aplicados. há no capítulo 14 um resumo das recomendações para aplicação. como também na de concepção na busca de soluções de funções auxiliares durante o processo de anteprojeto. Assim por exemplo. um método de busca como o “brainstorming” ou método da galeria pode ser útil tanto na procura de um princípio de solução durante a fase de planejamento do produto. ele também precisa considerar as idéias de planejamento dos demais departamentos (cf.1 ■ Planejamento do produto Tarefas de desenvolvimento e projetos resultam em primeiro lugar de pedidos feitos diretamente pelo cliente. é típico no projeto de máquinas especiais. devido ao seu conhecimento especializado para a configuração de um produto. pareçam apropriados e promissores. Nesse tipo de contrato. de modo a permitir ao usuário a avaliação da utilização apropriada. denominado “business to business” [37. a tendência passa de uma orientação do cliente para uma integração com o cliente [37]. Além disso. o projetista também poderá dar uma contribuição valiosa para as projeções de médio e longo prazo.05 20:07:56 . 1. diante do atual problema.49 CAPÍTULO 3 MÉTODOS PARA O PLANEJAMENTO. A diferença reside apenas no grau de concretização do respectivo objeto.06. Fig. 47]. tarefas resultam não apenas de pedidos feitos por clientes. executado por um grupo especial que não faz parte do departamento de projeto. 3. onde a empresa fornecedora conhece o cliente consumidor. podem ser igualmente aplicados em diferentes fases do processo de projeto. A gerência de projetos deverá beitz 03 49 13. Entretanto. num processo de desenvolvimento de um produto especial. Apesar disso. O departamento de projeto já não é mais independente. o que naturalmente terá reflexos no setor de engenharia e projeto [2]. mas especialmente no caso de projetos inovadores.2). apenas como precursora no desenvolvimento do produto. o acompanhamento do produto (continuação do controle e avaliação da fabricação do produto) e o monitoramento do produto (análise do comportamento do preço e do sucesso no mercado. cada vez mais. 3. que evolui cada vez mais para uma integração do cliente [2. evolução da participação no mercado). Uma importante tarefa da gerência do departamento técnico consiste na correta transmissão a cada um dos colaboradores. Mudança das vontades do mercado.4 — Execução do planejamento do produto 1. portanto.2)). Em muitos casos. • • • 3. como de dentro da própria empresa. Freqüentemente. através do mercado e da conjuntura. as grandes empresas tentam. 42. Entre outros. poderiam ser os departamentos de: • • marketing ou de gerência do produto. muito importante conhecer precisamente as metas da empresa. Os objetivos ou medidas para a realização consistem de uma distribuição em determinadas especialidades. Fig. As metas da empresa ou estratégias de faturamento daqui resultantes são a ampliação da distribuição com maior quantidade de peças e uma padronização mais racional do produto. novas aparências. Tanto a meta de domínio dos custos como também o do diferencial na capacidade de produção tem conseqüências para o departamento de desenvolvimento e de projeto. corte com laser ao invés de corte com maçarico. Um aspecto importante do procedimento metódico é a possibilidade de melhor gerenciar os custos e o tempo para o planejamento e desenvolvimento de um produto. bem como a adoção de medidas corretivas (cf. 23. Medidas de racionalização da família de produtos e da estrutura de produção. funcionalidade e características e ao Mercado: entre outros. Atualmente. 37]. em grande número de empresas Entre os estímulos provenientes da conjuntura se incluem: • Acontecimentos político-econômicos. teclas ao invés de disco nos telefones. dependendo do tipo de empresa. bem como os custos que não podem ser excedidos. a atividade de planejamento de produto será abordada em seu sentido restrito. por exemplo. soluções microeletrônicas substituindo soluções mecânicas. Num plano de metas imediatamente inferior. restrições no transporte. por exemplo. em vista disso. Estímulos desencadeadores de um real planejamento do produto chegam tanto de fora. 11.06. desenvolver o produto certo na época certa e introduzi-lo no mercado e. target costing (cf. as relações entre elas e sua ponderação. Há diversas propostas para o planejamento metódico de um produto [5.2). Impacto ambiental e reciclagem de produtos ou processos existentes. Como método interessante para identificação das vontades do cliente e sua conversão em requisitos do produto foi introduzido o método QFD (Quality Function Deployment. Isto se reflete num dos objetivos da empresa: o de lançar um produto novo no mercado antes do concorrente.1. Cap. todas elas têm em comum o seguinte procedimento (Fig. para o departamento de planejamento. isto é. No contexto de uma concorrência crescente. aumento do preço do petróleo. provêm de diversas áreas. A segunda estratégia é a da diferenciação pela capacidade. encontrar novos produtos por meio da abordagem metódica. 38]. além de muitos outros objetivos são fixados aqueles que dizem respeito ao: • • Produto: entre outros. cf. • • beitz 03 51 13. Entre os estímulos provenientes do mercado se incluem: • O posicionamento técnico e econômico dos produtos da empresa no mercado. 12) [12]. Ambas premissas estratégicas naturalmente também possuem um componente temporal. Estímulos e críticas por parte dos consumidores. principalmente em empresas de médio e pequeno porte fica a critério do “farejador” da empresa ou de um funcionário específico. No âmbito desse livro. 33. por exemplo. Porém. novas funções. Vantagens técnicas e econômicas dos produtos dos concorrentes. portanto a orientação pelo cliente. Para o departamento de desenvolvimento e projeto de uma empresa é. Substituições por novas tecnologias e avanços nas pesquisas. Novas funções para ampliar ou atender o mercado consumidor. também formular as respectivas atividades para que isso possa ocorrer. A variável mais importante para a busca de novas idéias de um produto é o foco no cliente. principalmente as mudanças perceptíveis (queda nas vendas. de uma produção flexível de grande capacidade e da especialização do projeto e do produto.Planejamento do produto 51 também se transfere organizacionalmente. Uma estratégia extrema consiste em combinar as duas estratégias acima citadas. Tarefa e procedimento O desenvolvimento e o projeto trabalham com base em formulações de tarefas que. Implementação de novos processos de produção. tempo para o marketing. são elaborados por um marketing. 1. Correspondentemente.05 20:08:00 . das metas da empresa relevantes para a área técnica. ela adquire importância cada vez maior.5) [11. 45. portanto implicitamente o tempo disponível para o desenvolvimento e projeto do produto. 34. diminuição das reservas naturais. 69]. Estímulos provenientes da própria empresa incluem: • • • • Aproveitamento de idéias e resultados de pesquisas da própria empresa no desenvolvimento e na produção. 13 — Representação esquemática de quatro viscosímetros de acordo com [59]. o que provocou imediatamente uma profusão de novas idéias: intemperismo. As etapas de trabalho são influenciáveis e comunicáveis. 7) tubo capilar com comprimento variável. o coordenador do grupo formulou a seguinte pergunta: “Como a natureza destrói?”. martelar. 6 ∆l 7 ∆Q 3 Fig. ação bactericida. deverão ser aplicados de forma natural e de modo a aproveitá-los ao máximo. fragmentar. w). 3) engrenagens de posicionamento.w) e y3 = f (u. no caso de problemas técnicos.64 Esse exemplo mostra a associação com uma analogia semitécnica (guarda-chuva) a partir da qual. Num caso específico.v. Um resumo do conhecimento acumulado até o momento pode aportar novas idéias. Rodenacker deu exemplos para este procedimento.derivação de analogias. onde as demais variáveis são mantidas constantes.5) tem condição de enriquecer e ampliar a variedade de idéias. mas apenas exemplo de um procedimento observado na prática).13 mostra a disposição básica dessas variantes: 1 2 ∆p 0 0 • • • 4 5 ∆r 4 Variável de influência No seminário acima mencionado. A combinação de dois princípios “abraçar o cálculo” e “destruir o cálculo” provocou a pergunta: “e o que mais?” ao que se seguiu a resposta: “não abraçar o cálculo mas apenas tocá-lo”.2. Quatro variantes da solução são derivadas da conhecida lei física para tubos capilares. w). A primeira tentativa para a geração de uma analogia ocorre. 3. especialmente quando há mais de uma variável física envolvida. ou seja. beitz 03 64 13. ação do frio ou do calor. no caso de problemas não-técnicos é selecionada da área técnica. a qual. 6. Por exemplo. biológico) conhecido ou se conhecer a equação que o descreve. 6) tubo com diâmetro variável. o que. da relação entre uma variável dependente e uma outra independente. (A solução mostrada não é a solução final proposta pelo citado seminário. y2 = f (u. Essa deve ser usada mais intensivamente nas etapas e problemas específicos. 2) bomba de engrenagens. reconceituação e do avanço (cf. w) são examinadas variantes da solução para as relações y1 = f (u. foi desenvolvida a solução. várias soluções podem ser deduzidas por meio da análise da inter-relação entre essas variáveis. v. Aplicação combinada Qualquer um desses métodos isoladamente pode não levar ao objetivo visado. busca sistemática do oposto ou da complementação. decomposição. v. Uma abordagem pragmática garante melhores resultados. 5) tubo capilar fixo. na maioria das vezes. onde as variáveis sublinhadas são mantidas constantes. observando as condicionantes especiais existentes. segundo este método. diante de uma equação da forma y = f (u. A aplicação consciente do método da negação. ␩ ~ ⌬p · r4/(Q · l). eventualmente em combinação. colar. de modo espontâneo e. o coordenador ou outra pessoa pode desencadear uma nova torrente de idéias através de um procedimento parcialmente sinético . 2.06. Estudo sistemático das relações físicas Quando a solução de um problema envolve um efeito físico (químico. Procedimento discursivo não elimina a intuição. putrefação. levou a novas idéias: aspirar. com o abrandamento na produção de idéias. Métodos para o planejamento. o pensamento exposto “destruir cálculo” provocou novas propostas como: perfurar. v. A prática tem demonstrado que: • No brainstorming. um dos quais trata do desenvolvimento de um viscosímetro capilar [59]. 4) manômetro. é praticamente selecionada da área não-técnica ou semitécnica e. Este método é caracterizado pelo fato de ser um procedimento imparcial que utiliza uma analogia. as analogias resultam mais freqüentemente por etapas e derivações sistemáticas. na análise subseqüente e na continuidade do desenvolvimento da atual proposta. fragmentação por congelamento e dissolução química. A Fig. 1) recipiente. criar locais para aplicação de forças. busca e avaliação da solução 3. desintegrar com ultra-som. inversamente.2. mas não imediatamente na solução da tarefa global. Com a redução da produtividade de idéias. 3. 1. por sua vez. os métodos expostos. Uma nova idéia ou analogia muda radicalmente a direção do pensamento e a abordagem do grupo.05 20:08:06 .3 — Métodos com ênfase discursiva Métodos com ênfase discursiva possibilitam soluções por meio de um procedimento consciente por etapas. 1 ■ Processo geral de solução A atividade crucial no desenvolvimento de um produto e na solução de tarefas consiste num processo de análise e um subseqüente processo de síntese que passa por etapas de trabalho e de decisão. e onde são necessários ajustes ao respectivo problema. Na conversão prática dos planos de procedimentos em fluxogramas reais. A seguir. Com isso. para as fases de projeto mais concretas. tornando-se cada vez mais concretos e.87 CAPÍTULO 4 O PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DE UM PRODUTO Nos capítulos precedentes foram expostos os fundamentos que o trabalho de projeto deverá considerar e dos quais poderá tirar partido. De acordo com Müller [17].06. como ajuda nos procedimentos. Todos os planos de procedimentos desenvolvidos nesse livro deverão ser interpretados como recomendações para ações operacionais que obedeçam à lógica da necessária ação técnica e ao desenvolvimento passo a passo da solução. beitz 04 87 13. Por meio deles. tornarem compreensível e transparente a complexidade do processo. 4. os procedimentos iniciam-se de forma qualitativa. eles são modelos de procedimentos que são apropriados para definir racionalmente o procedimento necessário para contextos complexos e. percebe-se o que basicamente deve ser feito. os planos de procedimentos não são descrições ou definições dos processos mentais individuais. Eles se concentram no planejamento. como também pelo atual problema e pela experiência individual. Em geral. quantitativos. na ação e no efetivo controle do procedimento específico. devem ser compreendidos como compulsórios e.05 20:09:12 .2.1 e que também são marcados por características pessoais. misturam-se recomendações para operações e processos mentais individuais. Mas que aplica os métodos conhecidos ou que ainda serão expostos onde forem mais apropriados e eficazes para uma tarefa ou etapa de trabalho. que se orienta tanto pelos planos de procedimentos com validade geral. Dessas propostas e indicações foi elaborado um procedimento metódico de aplicação geral para a prática do projeto. que não depende da especialidade e não se baseia em um só método. assim. portanto. são desenvolvidos modos e planos de procedimento que. que se caracterizam pelas particularidades descritas em 2. para o processo geral de solução. os fundamentos do procedimento sistemático (cf. p. o processo de planejamento e de projeto parte do planejamento da tarefa e do esclarecimento da formulação da tarefa. esta etapa deverá ser repetida num nível de informação mais completo (decisão: sim. conforme descrito nas diretrizes acima citadas. ou se o resultado pode ser utilizado em outras aplicações. 4.1). 4. O conteúdo e o alcance do planejamento são fortemente dependentes da formulação da tarefa conforme se trata de um projeto original.1 Planejamento do conteúdo Na diretriz VDI 2221 e 2222 [24. Caso uma repetição de uma etapa de trabalho (às vezes mais de uma) requeira um esforço aceitável e prometa um resultado satisfatório. 25] (veja Fig. ou decisões bastante detalhadas com relação à tecnologia de produção têm de ser tomadas já na fase de projeto. voltada especificamente à engenharia mecânica. adaptativo ou alternativo. desdobrar o processo de desenvolvimento e de projeto nas seguintes fases principais: Planejar e esclarecer a tarefa Conceber Projetar Detalhar definição informativa definição preliminar definição da configuração definição da tecnologia de produção • • • No caso onde os resultados alcançados numa etapa de trabalho não atingirem os objetivos da atual tarefa. Face ao resultado atual. Nem sempre será evitável um retorno. Diante de uma negativa à questão anterior. tanto em função da área de especialização como do produto.. ex. em alguns casos não será possível uma separação muito precisa entre as fases principais. constituição de estruturas modulares com subconjuntos. Além do planejamento do conteúdo e da funcionalidade do processo. 1. é conveniente e também usual.2. o objetivo não será alcançado (decisão: não.2 ■ Fluxo do trabalho no desenvolvimento As atuais condições para desenvolvimento e projeto de um produto demandam o planejamento de três aspectos de produto: • • • O planejamento do teor do processo de desenvolvimento e de projeto. visando não ultrapassar um limite prefixado (target costing). de acordo com o plano). De acordo com esta diretriz. deve-se perguntar se é possível modificar a atual tarefa. Conforme se perceberá mais adiante. é concebível que esses resultados possam ser interessantes para objetivos diferentes ou ligeiramente modificados. pois. Os principais teores dessa exposição são os fundamentos da engenharia de sistema (cf. ex.Fluxo do trabalho no desenvolvimento 89 Etapa de trabalho anterior Repetir etapa de trabalho em nível de informação mais elevado Sim A repetição da etapa de trabalho com um gasto aceitável é promissora? Não Suspender o desenvolvimento 4. 4. seguindo até a documentação do produto completo [18].1). Decisões levam a asserções fundamentais. os atuais resultados com relação ao objetivo foram satisfatórios de modo que a etapa subseqüente de trabalho pode ser liberada sem apreensão (decisão: sim. não iniciar etapa de trabalho subseqüente de acordo com o plano).2) e o processo geral de solução (cf. passa pela identificação das funções necessárias. liberação da etapa de trabalho subseqüente. estudos sobre a forma são necessários previamente à etapa de concepção. • Até aqui. que se inicia com a confrontação passando pela criação até a decisão.2 — Processo geral de decisão.9) foi elaborado de forma geral o fluxo de trabalho no planejamento e no projeto. repetir etapa de trabalho). conforme apresentado na Fig. p.06.2. 2. Trata-se de sintonizar as asserções mais genéricas com os requisitos do processo de projeto na engenharia mecânica e harmonizá-las com as etapas de trabalho e decisão. segue uma exposição mais detalhada do fluxo de trabalho no desenvolvimento. 2. Num caso concreto.05 20:09:14 . quando no projeto. Resultados satisfátórios com relação aos objetivos? Sim Próxima etapa do fluxograma Não Figura 4. elaboração das soluções preliminares. se repete em diferentes etapas do processo de projeto e ocorre nos diferentes níveis de concretização da solução a ser desenvolvida. concretas e necessárias. O seqüenciamento completo. Em princípio. para as subfunções somen- beitz 04 89 13.. o desenvolvimento deverá ser suspenso. O estabelecimento de cronograma das etapas de trabalho do processo de desenvolvimento e de projeto e O planejamento dos custos do produto. uma vez que sua importância freqüentemente é subestimada pela maioria dos engenheiros. também é definida boa parte das tarefas. Além dos custos de produção. se encontram processos que não têm tempo de folga e. Num segundo passo. as exigências com relação à lista de requisitos. condição início-fim. A análise cronológica. No âmbito dessa tarefa é determinada a duração necessária de cada subetapa de trabalho. A Fig.06. A A ferramenta principal para o cumprimento dessa tarefa de planejamento é a técnica PERT [7. influencia decisivamente o sucesso do produto. Através da exposição e seguimento das etapas de trabalho citadas. será bastante ampla e fundamentada. 4. os quais geralmente não estão habituados com as ferramentas e métodos para o estabelecimento de um cronograma para o projeto. se o projetista espera um resultado melhor. no sentido do “time to market”. para o que também lhe deve ser concedido um tempo apropriado.. etc. 4. sendo que durante a execução são exigidos resultados parciais. Neste caso. A atribuição de colaboradores às subetapas de trabalho. se restringiriam a esta subtarefa.2.4 reproduz um extrato de uma rede PERT. Aqui. à busca da solução. com isto. Por meio dela é especificado e descrito o relacionamento e as dependências entre as subtarefas de um projeto. Nesta seção. bem como prazos flexíveis para início do projeto completo e das principais etapas de trabalho. • • • 4. Com base na experiência atual. determinam a duração total do projeto. • no projeto adaptativo pode-se recorrer a modelos familiares e somente empregar o procedimento descrito. No caminho crítico. e possibilitem preços praticáveis no mercado. Portanto.. Suas relações resultam de uma seqüência de trabalho lógica ou possível como. Num primeiro passo. As tarefas são representadas por barras. será examinado mais detalhadamente o segundo aspecto. Portanto. Geralmente. obtida quanto às possíveis soluções. onde este se mostrar apropriado e necessário. etc. O tempo de folga indica. Em geral. à avaliação. dessa forma. recomenda-se o procedimento por etapas..2 Cronograma do planejamento Em geral. o tempo gasto no procedimento por etapas é relativamente pequeno em comparação com as atividades convencionais. • 4. geralmente.3 Planejamento dos custos do projeto e do produto O preço de custo de um produto serve de base para a determinação do preço de mercado. os custos de desenvolvimento representam o maior quinhão. Por isso. é definido cada um dos subconjuntos e os componentes principais a serem projetados.05 20:09:16 . neste caso. ex. A problemática do planejamento emerge principalmente de duas condições gerais: • O projeto ou o resultado do projeto deve estar concluído em determinada data. marcam presença no mercado na hora certa. etc. A disponibilidade dos colaboradores poderá estar limitada devido a treinamentos. beitz 04 93 13. Por isso. Portanto. este tempo pode ser melhor controlado e estimado. Nem toda tarefa pode ser executada por qualquer colaborador. é considerada a disponibilidade dos colaboradores. a área técnica de uma empresa tem uma elevada responsabilidade pelos custos. por um lado ele precisa zelar pelos custos de produção para não exceder uma meta de custo prefixada. a estrutura do produto constitui a base para o planejamento da estrutura da tarefa. esta atribuição acontece de acordo com a competência necessária para execução da subetapa considerada e a competência representada pelo colaborador. somente será exposto o procedimento básico no sentido de uma introdução. a demanda de colaboradores e a alocação de colaboradores às subtarefas do projeto. a tarefa precedente precisa estar terminada antes de poder iniciar a tarefa seguinte.2. por quanto tempo o início ou término de um processo pode atrasar. doença. Neste contexto. quer dizer de novos projetos. existe um contingenciamento dos recursos. p. Além de informações sobre a duração do projeto. ou por já terem sido alocados para outras tarefas. 8]. o preço de custo ainda é influenciado pelo custo do projeto do produto.Fluxo do trabalho no desenvolvimento 93 Para a composição de uma rede PERT são necessárias três etapas principais: • A análise da estrutura. Por meio dela.1 descreve em detalhes o seqüenciamento para elaboração da rede PERT e cada etapa de trabalho. sem exceção. Essa técnica possibilita determinar o prazo para a execução de um contrato e a necessidade de recursos. sem que isso perturbe o fluxo do projeto. A Tab. para a melhoria de um detalhe. férias. produtos só têm êxito no mercado quando satisfazem três condições: • • • satisfazem a utilidade (requisitos) demandados pelo usuário. na busca de novas soluções. a rede PERT também fornece informações sobre os tempos de folga e o caminho crítico do projeto. ele deve procurá-lo por meio de um procedimento metódico. A técnica PERT representa graficamente a interligação lógica das tarefas a serem atendidas pelo projeto e os recursos alocados ao mesmo. com o que a formação e a confiança no seio da equipe podem ser objetivamente estimuladas. Mas também o comportamento da equipe desempenha um papel importante. Orientar as atividades individuais de acordo com um procedimento metódico: • • • • Planejamento das principais variáveis de projeto. Além das vantagens já mencionadas em 4. assim como o acompanhaCapacidade de planejar procedimentos complexos Capacidade de liderar equipes Capacidade de observação contínua das grandezas nominais e reais Capacidade de compactar declarações Capacidade de comunicar Capacidade de avaliar procedimentos complexos Representar eficazmente a equipe perante o público por meio de: • • Gerenciamento dos relatórios. das quais tiram partido o desenvolvimento do produto e os membros da equipe. seria uma resposta adequada. Gerente de projeto/ responsável pelo contrato Atenção e percepção precoce • • • Figura 4. Um gerente de projetos com bons conhecimentos técnicos e metodológicos deverá possuir as características de um bom solucionador de problemas (cf. é possível uma ação imediata sem necessidade de consultar níveis hierárquicos ou aguardar suas decisões.7 — As competências necessárias de um gerente de projeto. a formação de um grupo para um dado projeto. Estimular ou tomar decisões convincentes em situações difíceis. a definição de etapas de decisão convenientes (marcos). que já há tempos trabalham em conjunto com sucesso. de acordo com a condição do problema. que acompanha uma tendência de proteção da capacidade e superestimação. A partir da percepção de determinada situação. 2.7). recursos. faça uso da multidisciplinaridade da equipe. é enviado para uma maior autonomia e para um ambiente que lhe é estranho. Poderá ocorrer um controle insuficiente da eficácia do trabalho em equipe. onde também tinha seu habitat profissional e podia se aconselhar com especialistas. 4. Para trabalhar nesses grupos de projeto ele necessita de uma série de competências que vão além da competência dos métodos e do ramo de atividade [19. formado por diversos especialistas. O projetista. Se ele não tiver condições de atender estas exigências. eventualmente. indique por onde prosseguir. Grupos. a seleção de métodos específicos adequados. desenvolvem sob determinadas circunstâncias um autoconceito nem sempre justificado.2. o gerente de projeto terá de praticar um estilo de liderança que não atue de forma dogmática. O processso de desenvolvimento de um produto Quando. com ajuda da qual poderá ser iniciada e testada a forma de proceder.1. na verdade ainda poderão aparecer problemas com as seguintes tendências [2]: • Grupos ou equipes trabalhando em conjunto por tempos longos têm propensão a simplificações inadmissíveis.98 • • Um significativo estímulo da motivação. Na equipe é gerada uma acomodação. Demonstrar liderança significa: Informar em tempo hábil por meio de: • • Apontar em tempo hábil os afastamentos do plano do projeto. mento de princípios de projeto apropriados. 4. a fim de poder conduzir um grupo. beitz 04 98 13. em seu lugar é necessário um severo gerenciamento de projeto. Administrar as informações numa base unificada. Comunicação pessoal compreensível. no sentido da lean production (produção enxuta). Estimativas de custo e suas conseqüências. a flexibilidade necessária para ajustar o procedimento ou para empregar os métodos sob os critérios relevância e urgência. sempre terá que ser colocada em jogo. O gerente de projetos e a equipe encontram na teoria de projeto exposta nesse livro um suporte eficaz. os percursos da informação e da decisão precisarem ser reduzidos [13]. Correções no plano de projeto. o modelo organizacional “engenharia simultânea” estará fadado ao fracasso. Nisso.2 Liderança e comportamento numa equipe Uma vez que o desenvolvimento de um produto novo ocorre preferencialmente com uma equipe desvinculada da estrutura departamental.2). entre outros expedientes.3.05 20:09:17 .06. aos objetivos do desenvolvimento [20]. que até o presente trabalhava mais ou menos sob orientação de uma seção ou de um grupo.3. que se reúna por tempo predeterminado e cujos membros se desvinculem da hierarquia do setor. nos momentos decisivos. devido a modificações e. Para tanto. abra espaço para a ação a cada membro da equipe e. Acompanhamento das principais variáveis de projeto. como prazos. 20] (Fig. custos. Isto deverá ser observado na seleção dos gerentes de projeto. por meio da participação direta e da informação imediata. beitz 05 101 13. p. se for possível. geralmente a tarefa é passada ao setor de projeto ou desenvolvimento.5). o setor de projeto deveria praticar a análise da situação descrita em 3. 3. também podem ser contempladas aplicando-se o método QFD (cf. Em estreita colaboração com o cliente.05 20:09:56 .. formular e documentar tais especificações com indicações quantitativas. da seguinte maneira: • • • como pedido de desenvolvimento (externa ou internamente pelo planejamento de produto sob a forma de uma proposta de um produto). em propostas de aperfeiçoamento e críticas da área de vendas. também uma medida do grau de atendimento da tarefa pelo setor de desenvolvimento ou projeto. testes. de um setor afim ou do próprio setor de projetos. bem como sua performance.06. com isso. Ela constitui o documento das especificações do produto e.1). 11.1.101 CAPÍTULO 5 ESCLARECIMENTO E DEFINIÇÃO METÓDICA DA TAREFA 5. ex. campo de provas ou montagem. inicialmente serão esclarecidas as seguintes questões: • • • Qual finalidade a solução objetivada precisa satisfazer? Quais características ela deve apresentar? Quais características ela não deve possuir? Desde que ainda não tenha sido efetuada pelo planejamento do produto (cf. a percepção das vontades do cliente e a conversão destas em requisitos do produto a ser desenvolvido. Como importante trabalho prévio para auxiliar na elaboração da lista de requisitos. O setor de projetos está agora diante do problema de identificar as especificações de produto determinantes para a solução e de configuração e. como pedido concreto de um cliente.1 ■ Importância do esclarecimento da tarefa As áreas de desenvolvimento e projeto recebem suas tarefas de outros setores da empresa.4 para conhecimento da situação do produto e futuros desenvolvimentos. como sugestão baseada. Além das disposições sobre o produto e sua funcionalidade. na maioria das vezes estes pedidos ainda contêm disposições a respeito de prazos e custos a serem mantidos. O resultado deste processo é a lista de requisitos. Lista de requisitos para Projeto Produto Identificação Classificação pág. A outra parte é veladamente desejada pelo cliente. Para utilização de uma lista de requisitos pode ser útil efetuar uma decomposição com base em subsistemas (estrutura de funções ou subconjuntos). É de bom senso que o formato da lista de requisitos seja definido por uma norma de fábrica. como. a primeira elaboração de uma lista de requisitos demanda um certo esforço por parte dos envolvidos ainda não habituados com este procedimento. se a exigência feita deve ser mantida ou se pode ser modificada. Elas tornaram-se ferramentas úteis e indispensáveis. terão sido criados diversos modelos nos quais se pode basear para elaborar uma nova lista de requisitos. A lista de requisitos somente poderá ser alterada ou ampliada por determinação da gerência de desenvolvimento (conferência de desenvolvimento). Assim então. Primeiramente. distribuidores. Além disso. no desenvolvimento de um automóvel. logística. transmissão. a serem descritas com os meios auxiliares de um projetista ou engenheiro. O responsável pela lista de requisitos é o projetista ou o gerente de desenvolvimento. carroceria. como no caso de um desenho. é a conversão destas indicações e requisitos em grandezas relevantes do produto. Assim. No caso de requisitos importantes ou aqueles cujo motivo não é aparente. Este procedimento é muito importante no questionamento durante o desenvolvimento.Elaboração da lista de requisitos Edição: Usuário Modifi. somente uma parte das características desejáveis no produto será definida e descrita explicitamente. portanto. etc. precisam sempre ser acrescentadas à lista de requisitos. desde que possam ser identificados ou efetuar um desmembramento segundo os itens da lista de verificação (cf.: folha: Exigências Requisitos Equipe de projeto responsável assinalar se D (desejo) ou E (exigência) data da alteração Objeto ou propriedade com indicações da Quantidade ou Qualidade Se for o caso. • • • • • Requisitos classificados em necessidades ou vontades Data da elaboração da lista completa Data da última revisão Número da edição como identificação e. após um tempo relativamente curto. uma tarefa sempre atualizada.3). de requisitos implícitos. etc. Fig. ordena-se de acordo com esses subconjuntos. ex. Na continuação de um desenvolvimento com soluções já estabelecidas. No início de um desenvolvimento a lista de requisitos representa uma tarefa preliminar obrigatória e. bem como a aplicação de diretrizes. Portanto.2.2 — Constituição formal de uma lista de requisitos. vendas. a lista de requisitos poderá ser adicionalmente subdividida em projeto do motor. etc. Trata-se. A lista de requisitos deve ser distribuída a todos os setores envolvidos com o desenvolvimento do novo produto (gerência. p. tem-se demonstrado extremamente prático indicar também a fonte que deu origem a esses requisitos. um passo orientador para elaboração da lista de requisitos.) e. e revê-los.3 Identificando e relacionando os requisitos Em geral.. 5.. será bastante conveniente uma referência com relação a quem indicou ou quem pode dar informações sobre tais requisitos. Na área em que se estiver atuando. posteriormente. 5. cálculo. em subsistemas (grupo de funções ou conjuntos ou de subtítulos da diretriz) Substitui edição de: Figura 5. onde os subconjuntos a serem desenvolvidos ou aperfeiçoados já estão definidos. gerência de produtos. pelo aspecto legal. como classificação Número de páginas 5. Por isso deve ser esclarecido: • • • • De que problema se trata afinal? Que vontades e expectativas não declaradas subsistem? As condicionantes mencionadas na formulação da tarefa são obrigatórias? Que caminhos estão abertos ao desenvolvimento? Um exemplo de arranjo formal de uma lista de requisitos está indicado na Fig. é importante conhecer o cliente ou o respectivo segmento de mercado. ex.05 20:09:58 . A problemática da elaboração de uma lista de requisitos depende da qualidade e quantidade de subsídios e dados fornecidos por meio de tarefas de desenvolvimento ou de projeto pelos departamentos envolvidos.2. Dependendo do ramo. No pedido ou em outras especificações do produto acertados com o beitz 05 103 13. P. para o departamento de desenvolvimento ou projeto. deve-se levar em conta o cumprimento das leis e das normas. Grupos de projeto especiais normalmente são encarregados do desenvolvimento de cada subconjunto. em certos casos.06. é possível recorrer ao criador das determinações e aos motivos que as originaram. testes.D/E cação 103 Alterações e complementações da formulação da tarefa. suspensão. A base da lista de requisitos é representada pelo pedido firmado com o cliente e os atributos e performances do produto nele acordados. deve ser continuamente revisada por um serviço de revisões organizado. conforme pode acontecer devido ao melhor conhecimento das possibilidades de solução no decorrer do desenvolvimento ou em conseqüência de uma mudança de foco. fica evidente o porquê. • Com base na linha mestra com a lista das características principais (Fig. no início do processo de projeto. P.05 20:09:59 . ou sistemas confinantes). grupos de funções. dependente do produto e da etapa de trabalho. • Com auxílio da técnica do cenário considerar todas as situações durante o ciclo de vida do produto e derivar os requisitos resultantes. 5. Estas últimas resultaram de prolongados debates da lista preliminar (1a. 6. uma classificação dos requisitos em necessidades e vontades. Uma lista de requisitos assim manipulada evita que se ocupe com questões e requisitos que não possam ser esclarecidos imediatamente. • Desdobrar por subsistemas identificáveis (também présistemas. O conteúdo de uma lista de requisitos é. mas ela cresce e é modificada à medida que o desenvolvimento do produto progride. portanto. No início. Isto é típico nos bens de investimento.1988).3. Entretanto.06. Essas modificações ocorrem freqüentemente na prática. influenciam o desdobramento.2.1 Atualização 1. média e baixa relevância.4.. Assim. bem como alterações ou extensões com indicação da respectiva data. na qual podem ser reconhecidas as principais recomendações para conteúdo e formatação de uma lista de requisitos. 4. 5. para a confecção de um desenho da pintura de um componente é necessário conhecer as espessuras de cada demão. foi efetuada uma subdivisão grosseira das características principais segundo Fig. a lista de requisitos é fundamentalmente provisória. 2. 5. devido a novos conhecimentos por parte do cliente ou por ampliação do emprego previsto para o produto. A tentativa de formular logo no início todo e qualquer requisito do produto a ser desenvolvido não é possível ou pode causar consideráveis atrasos. Considerando-se cada uma das etapas do processo de projeto com os respectivos dados de entrada e as conseqüências decorrentes. Isto pode ocorrer por duas razões: • Durante a fase de geração do produto: O cliente modifica suas vontades ou necessidades durante o desenvolvimento ou durante o projeto. os requisitos de um produto estão sujeitos a alterações em função do tempo.43. Ordenar os requisitos de forma clara: • Antepor a tarefa principal e os dados característicos principais. definir ou complementar requisitos com indicações quantitativas e qualitativas. Dependência em função do tempo Em muitos casos. Na lista de requisitos somente são documentados os requisitos absolutamente necessários para execução da respectiva etapa de trabalho do processo de projeto. mas provisórias. Elaborar a lista de requisitos em impressos e enviar aos setores envolvidos. 5. esses dados não são relevantes. nem todos os dados e requisitos do produto a ser desenvolvido são conhecidos. 3. Definir e documentar todos os requisitos óbvios. etc. para poder iniciar o desenvolvimento do produto precisam ser esclarecidas as especificações das variáveis e dos atributos que: • • • são essenciais para o conceito. Os requisitos para produção da tinta podem ser esclarecidos numa data posterior. e que ainda nem precisam ser conhecidos. O conteúdo é continuamente atualizado por ajuste e complementação. Se a tarefa estiver suficientemente esclarecida e os participantes concordarem em que as exigências técnicas e econômicas poderão ser atendidas. gerência.3. classificar as vontades como de alta. onde possível e necessário. determinam o layout básico do produto. leva em conta o fato de que. pós-sistemas. o projeto poderá começar após a definição da lista de requisitos e liberação para a concepção. Outras listas de requisitos são apresentadas nas Figs.106 1. Esclarecimento e definição metódica da tarefa 5.4 Exemplos Com a Fig.27 e 6. o trabalho com listas de requisitos obrigatórias. beitz 05 106 13. 6.4 servindo de exemplo. portadores de licença. • Especificar melhor por meio do seguinte questionamento: Qual finalidade a solução precisa atender? Quais atributos ela precisa ter? Quais atributos ela não deve ter? • Praticar a aquisição de informações adicionais. Portanto. • Destacar claramente as necessidades e vontades. 2.3 ■ Utilização das listas de requisitos 5.04. ex. Colecionar requisitos: • Examinar o pedido do cliente ou a documentação da empresa quanto a requisitos técnicos. para formular um conceito a ser continuado. • Na medida do possível. Porém. edição 21. uma quantificação dos requisitos. subconjuntos construtivos ou características principais da linha mestra. é mostrada a lista de requisitos de um dispositivo para posicionamento de circuitos impressos. Examinar as objeções e suplementações e incorporar à lista de requisitos. de acordo com as recomendações dadas no âmbito de exemplos de projetos. sem que isto cause uma obstrução ao processo de desenvolvimento do conceito.3). Situação inicial Basicamente a lista de requisitos precisa obedecer ao princípio do comprometimento e da integralidade. VDI-Richtlinie 2219 (Entwurf): Datenverarbeitung in der Konstruktion. freqüentemente já são citadas funções ou manifestadas idéias de solução. Einführung und Wirtschaftlichkeit von EDM/PDMSystemen. um formalismo rigoroso não é apropriado. Feldhusen. deve-se considerar pelo menos os itens principais e diferenciar entre necessidades e vontades. ex. Deficiências ou falhas percebidas podem iniciar requisitos. na medida do possível exatas. Birkhofer.Referências 109 ser apropriado no caso de formulações vagas de tarefas. com relação ao atual problema.. no decorrer do desenvolvimento. Roth. pelo menos em desenvolvimentos originais. U. é um recurso eficiente para o desenvolvimento de soluções e encontrou ampla aceitação na prática industrial. Deve-se ficar atento para que se façam afirmativas. 2ª edição. Düsseldorf: VDI-Editora. Para tanto. Lindemann. se proceder em desacordo com as recomendações apresentadas neste livro.VDI-Notícias 953.: Kostengünstig Entwickeln und Konstruieren. até mesmo para tarefas menores. o conhecimento investido em pedidos anteriores. A linha mestra e os formulários são pura e simplesmente ferramentas para não omitir questões relevantes e para infundir uma certa ordem.. Porém. • Durante a elaboração da lista de requisitos ou da sua discussão. beitz 05 109 13. O desenvolvimento passo a passo da lista de requisitos pode • • • • • ■ Referências ■ 1.: Methodisches Konstruieren neuer Sicherheitsschlösser. na aplicação prática. Apenas seu detalhamento deveria ocorrer o quanto antes. 219-235. “produzir barato” ou “simples de montar” não são acolhidas numa lista de requisitos.. 4.4 ■ Prática da lista de requisitos Nos últimos anos. Com ajuda desses sistemas. • Questões óbvias como. Na elaboração de listas de requisitos. sem que tenham sido fixadas na lista de requisitos. poderá ser utilizado na especificação de um produto. p. Kramer. uma lista de requisitos. J. especialmente as diretrizes e restrições.06. VDI-Z..05 20:10:00 . F. K. armazenados nestes sistemas. Mais adiante. Kramer. Listas de requisitos constituem uma base importante para a preparação e formação de sistemas de gestão do conhecimento. Elas dão motivo para detalhar os requisitos com maior rigor ou até mesmo identificar novos requisitos (processo do passo peregrino mental ou iteração). A. Nem sempre na elaboração inicial de uma lista de requisitos podem ser feitas afirmativas precisas. posteriormente. H. precisam ser definidas de forma neutra em relação à solução. (1975) 613-618. Nova York: Springer. pelo menos para si mesmo. que ainda serão examinadas com mais detalhes. 3. 1997. S. Ersoy. Düsseldorf: VDI-Editora.: Angewandte Konstruktionsmethodik bei Produkten geringer Funktionsvarianz der Sonder. M. As propostas ou idéias de solução manifestadas são registradas e. freqüentemente surgem questões ou dificuldades. 2. essas afirmativas devem ser complementadas ou corrigidas. 5.2ª edição. Ehrlenspiel. Berlim. o projetista deveria elaborar. Isto não está errado. a análise de falhas é fundamento ou ponto de partida para elaboração de uma lista de requisitos. Heidelberg. tem-se mostrado que a elaboração de uma lista de requisitos. Quando. K. num caso isolado. 5. 117. Berlim.und Kleinserienfertigung. Kiewert.: Bausteine der Unternehmensführung.. 1998. No âmbito do projeto adaptativo ou de variantes. Nova York: Editora Springer.. Freqüentemente. incorporadas na busca sistemática da solução. M. Heidelberg. define a solução preliminar (princípio da solução).1 por razões de clareza. beitz 06 111 13.1. A Fig.06. elas estão afinadas entre si levando em conta os critérios adotados no processo geral de solução. caso necessário. como e em que extensão terá que ser formatada.2. Neste capítulo serão esclarecidas em detalhes as principais etapas de trabalho da fase de concepção e os métodos de trabalho correspondentes. 6. citados em 4. 6.1 ■ Etapas de trabalho na concepção De acordo com o fluxo de trabalho de um desenvolvimento (cf. de onde seguem as etapas que vêm em seguida às etapas de trabalho principais. ela se propõe decidir sobre as seguintes questões: • • • A tarefa está suficientemente clara para que possa ser iniciado o desenvolvimento do projeto? É realmente necessário elaborar a concepção ou soluções conhecidas permitem passar diretamente para a etapa de anteprojeto ou de detalhamento? Caso a etapa de concepção necessite ser realizada. 4. Entretanto. A concepção é definição preliminar de uma solução. elaboração de estruturas da função e busca de princípios de funcionamento apropriados e sua combinação na estrutura de funcionamento. tendo em vista as explicações dadas em 4. com base no procedimento sistemático? 6. deve ser ressaltado que aperfeiçoamentos dos resultados de qualquer uma dessas subetapas. que à fase de concepção foi anteposta uma etapa de decisão. Os conteúdos lançados em cada uma das etapas não necessitam de maiores esclarecimentos.111 CAPÍTULO 6 MÉTODOS PARA A CONCEPÇÃO Concepção é a parte do projeto que. após o esclarecimento do problema.3 percebe-se. 6.1. mostradas na Fig. a etapa de concepção está prevista para vir em seguida à etapa de esclarecimento do problema. contando com informações mais atualizadas. por isolamento dos problemas principais.2). Após esclarecimento do problema diante da lista de requisitos preliminarmente definida. Na Fig. 4. apesar de essas malhas parciais não terem sido indicadas na Fig. sejam efetuados imediatamente por uma nova execução.05 20:12:33 .1 mostra separadamente as principais etapas de trabalho. 5 ■ Desenvolvimento de conceitos 6. partindo de uma variante promissora. em geral. ou as soluções são analisadas com relação ao seu inter-relacionamento funcional. e de patentes ou a partir de desenvolvimentos anteriores. não são otimizados de imediato. principalmente as conseqüências da sua produção e seu custo ainda não podem ser julgadas por meio de parâmetros quantitativos. 2 Colar direito 12 22 32 3 Eixo de suporte ajustável 13 23 FR FR 33 4 Colar esquerdo 14 24 34 5 Eixo intermediário 15 25 35 Figura 6. Nisso é indispensável certa experiência. Uma estratégia importante para elaborar campos de soluções é variar sistematicamente as características físicas e geométrico-materiais encontradas nas primeiras soluções. tempo de vida útil do rolamento muito pequeno. muito dispendiosa e freqüentemente inclui princípios de funcionamento que combinados não vêm ao caso. ainda são satisfatórios diante do atual estágio técnico ou se podem atender a outros objetivos. uma equipe composta de diversos especialistas (semelhante à equipe da análise de valor. por meio de uma variação e combinação sistemática. partindo da estrutura da função. com grande freqüência são encontradas estruturas de funcionamento que atendem imediatamente a função global. geralmente se encontram rapidamente campos de soluções abrangentes.1 Materialização das variantes básicas da solução As idéias básicas de uma solução elaboradas em 6. ao serem elaborados.3. Combinação 22.19 — Combinação sistemática de variantes do princípio de solução e eliminação de variantes inadequadas.5. para então. passo a passo. a fim de basear as decisões de natureza qualitativa em uma ampla experiência. sobretudo. trabalhar em um plano mais concreto. Havendo idéias concretas do produto junto com as primeiras tentativas de solução oriundas do planejamento do produto ou de uma coleção de soluções. uma vez que o projetista consegue pensar melhor em arranjos e representações básicas do que em equações físicas.4. Combinação 23: 2 · FR por causa disso. uma busca concomitante e independente de princípios de funcionamento para todas as subfunções é. essas serão analisadas com relação às suas características principais determinantes da solução para. para chegar a novas e importantes subfunções. Utilizando métodos discursivo-matemáticos e com viés intuitivo. 24: velocidade perimetral muito grande. por exemplo. já se deveria procurar limitar esses campos na sua origem. em geral.06. na maioria das vezes. Combinação 12. chegar rapidamente a um campo de soluções. Por outro lado.05 20:12:41 .128 Introdução da força axial Local do deslocamento Métodos para a concepção 1 Mancal axial hidrodinâmico 2 Mancal de rolamento 3 Dilatação térmica 1 Pinhão direito 11 21 FA 31 que são úteis para isso. sem que seja necessário executar primeiro uma busca em separado da solução de cada uma das subfunções (princípios de funcionamento). A princípio recomenda-se procurar os princípios de solução (máximo de 6) mais promissores a partir de um plano pouco concreto. voltada ao atendimento da função técnica. Por obediência aos requisitos da lista de requisitos. vide 1. são ainda pouco concretas para que possa ser tomada uma decisão quanto à definição do conceito. Por isso. Estes princípios de funcionamento deveriam ser encontrados e ajustados somente ao princípio de funcionamento promissor encontrado para a função principal determinante da solução. a busca da solução está. tempo de vida útil dos rolamentos muito grande. Uma so- beitz 06 128 13. a fim de manter o trabalho de materialização subseqüente dentro de certos limites. para as quais também devem ser buscados efeitos ou princípios de funcionamento. Em especial a elaboração. Combinação 21: Força axial FA muito grande para a vida útil do mancal. mas somente após várias tentativas com variação ou correção (restrição ou extensão) dos critérios classificadores. e daí. existindo princípios de funcionamento promissores. Combinação 31-34: comprimento térmico muito pequeno para comprimento de dilatação. Freqüentemente. Uma variedade muito grande de variantes em uma das etapas da procura de soluções acarreta muito trabalho e não deve ser considerada. Nas continuações de desenvolvimentos verificar-se-á se os princípios de funcionamento e as estruturas de funções já conhecidos. 14: perturbação da cinemática de acoplamento.2. as características das soluções básicas. Em seguida. Os esquemas classificadores 6. então identificar variantes mais promissoras ainda. de princípios de funcionamento por meio da busca de efeitos físicos e subseqüente concretização com definições geométrico-materiais. esta solução. Com um procedimento mais acentuadamente intuitivo e diante de uma larga experiência. item 2). a seleção deveria ser realizada por uma discussão interdisciplinar. é freqüentemente executado integrando mentalmente os esboços das soluções. reconhecidas como essenciais. Isto é devido ao fato de que. 000 unidades mensais) 27.08. 2. L = 400 mm mm 7. manuseio simples e cômodo (Rahmert. O produto a ser desenvolvido deverá chegar ao mercado dentro de dois anos. Sem energia externa 13. Hettinger. Fácil assistência. Th. Condição da água (rica em cálcio).7. ª edição de 12. Sem queimaduras ao tocar nos acessórios 20. Conversível em fixação na parede 11. Aplicar logotipo da empresa de modo opticamente memorizável 16. Temperatura do comando não deve passar dos 35°C 19. Um exemplo de um fluxo de sinal já foi exposto antes em vários subitens do capítulo 6 (cf. DIN EN 32. não deverão ultrapassar a 3 euros.06. Figura 6.. Torneira misturadora de comando único Deverá ser desenvolvida uma torneira misturadora de comando único para uso doméstico com os seguintes dados: Vazão 10 L/min Pressão máxima 6 bar Pressão de serviço 2 bar Temperatura da água quente 60°C Tamanho da conexão 1/2” Deve ser observado um bom “design”.. Temperatura normal da água 60°C máx. Tempo de vida útil: 10 anos com cerca de 300. O logotipo da empresa deverá ser aplicado de modo a ser oticamente memorizável. Berlim 1966) 22.000 utilizações 25. Solução como um acessório da pia 10. Baixas forças de manuseio (crianças) — (Rahmert.5 bar entre alimentação quente e fria 6.26 —Exemplo torneira misturadora de comando único: formulação da tarefa pelo planejamento de produto.6 ■ Exemplos de concepção Neste subitem inicialmente é apresentado um exemplo completo tendo como conversão principal um fluxo de matéria. W. Variação de temperatura admissível de ± 5°C para uma diferença de pressão de ± 0. que continua na etapa de anteprojeto no subitem 7. elementos de máquinas) e quais são aqueles que exigem um projeto específico. se o custo adicional for baixo 21.6 e 6. Custo máximo de fabricação 3 euros (3. Altura da saída acima da borda superior da pia 50 mm 9. 100°C (curta duração) 4. Em seguida encontra-se um exemplo tendo como conversão principal um fluxo de energia. Prazos após o começo do desenvolvimento: conceito após 2 meses projeto após 4 meses detalhamento após 6 meses protótipo após 9 meses Substitui a 1. emprego de peças usuais no comércio 26. Contorno externo liso. Sem curto circuito na saída da água 18. beitz 06 134 13. DIN 1268) 8. Vazão (fluxo de mistura) 10 L/min sob pressão 2 bar antes das derivações 2. Prever proteção contra queimaduras. fácil conserto da torneira. Fixação por um furo de Ø 35+2 –1 m m. figs.: Ciência do trabalho. espessura da pia a ser atravessada 0 a 18 mm. considerar dimensões da pia (DIN EN 31.: Forças corpóreas nos movimentos.73 THDarmstadt MuK data Modificações F/W F F F F W F F F F W F F F F F F W F W W F F F W F F F Lista de requisitos para torneira misturadora de comando único Requisitos 1.000 peças.27 — Lista de requisitos para torneira misturadora de comando único. Os custos de fabricação. lista de verificação para layout do local de trabalho. Berlim 1963) 12. com uma produção mensal de 3.05 20:12:43 . Execução com baixo índice de ruído (nível de ruído dos acessórios < 20 dB (A) medido de acordo com a DIN 52218 24. observar condições de potabilidade da água 14. Métodos para a concepção 6. Conexão: 2 tubos de cobre D = 10 mm.06.73 Folha 1 Página 1 Responsável Figura 6.20. Operação prática. Impossibilidade de ligação direta dos dois circuitos de água na situação de repouso 17.4 a 6. e = 1 mm. ª edição . sem arestas vivas 23. Pressão máxima 10 bar (pressão de teste 15 bar segundo DIN 2401) 3. W. no qual são aparentes o procedimento e a aplicação.20). fácil de ser limpo. Reconhecimento inequívoco da regulagem da temperatura 15. Regulagem da temperatura independente da vazão e da pressão 5.134 portadores de função podem ser realizados com componentes existentes (por exemplo. 6. 2 — Abstração e formulação do problema a partir da lista de requisitos da Fig. Das curvas resultam os parâmetros necessários de regulagem segundo a Fig. do fluxo de energia e para as medições do fluxo de sinal: • • • • • • • • • Transformar energia de entrada em parâmetro da carga (torque) Transformar energia de entrada em energia auxiliar para funções de comando Armazenar energia para o processo de impacto Regular energia ou parâmetro do carregamento Alterar parâmetro da carga Conduzir energia de carregamento Aplicar carga ao corpo de ensaio ou à sua superfície de funcionamento Medir a carga Medir as tensões que atuam no componente 8. • Curva de variação do torque reprodutível • Registro das variáveis Tantes. as curvas de torque em máquinas rotativas. variável na direção longitudinal • O carregamento deverá ser aplicado com o eixo em repouso • Carregamento da união a ser ensaiada por torque puro.ª etapa • No ensaio de um componente. razão de subida. Resultado da 3. Como razão de subida máxima admite-se dT/dt = 125 Nm/s.44. 6. 6. Fig. algumas questões precisam ser esclarecidas: • • • O que se entende por impacto? Que impactos de torques aparecem na prática em máquinas rotativas? Quais tensões são possíveis e apropriadas de se medir numa união por chavetas? Tabela 6. Antes de preparar a lista de requisitos. Tapós e p.2 mostra a conseqüência. 6.3 a lista de requisitos é isolada.6. 6. T Sustentação do momento Momento atenuante Tmáx ajustável Queda acentuada depois de passar por Tmáx Ajustabilidade do crescimento t Figura 6.41. acionamentos de guindastes.” Para as duas primeiras questões. limpeza mais simples e menor número de componentes. ª e 2. magnitude e duração.2 Banco de ensaios para aplicação de cargas de impacto 1ª Etapa principal: Esclarecimento do problema e elaboração da lista de requisitos Um outro exemplo refere-se ao desenvolvimento de uma máquina para ensaios [12]. neste exemplo.43). Deverá ser estudada a resistência de uniões cubo-eixo sujeitas a impactos. tempo de permanência e razão de descida. Etapa principal: Resultado Projeto básico da solução B em escala com melhoria da alavanca de comando com relação ao seu volume. Os requisitos são ordenados e explicitamente reproduzidos de acordo com a lista de verificação da Fig. Também são examinados os pontos fracos e as incertezas da avaliação: Fig. com torques definidos. aplicar carregamento com torque variável. 6. O resultado da avaliação indicou uma preferência pela solução B da Fig. 3ª Etapa principal: Formação das estruturas de funções A construção de estruturas de funções começa pela formulação da função global. Etapa principal: Avaliação das soluções básicas Com o auxílio de uma lista de avaliação.43 Resultado da 1. 6. 6. Conservar torque máximo por no mínimo 3 s • Torque deverá cair bruscamente • Máxima razão de subida do torque dT/dt = 125 · 103 Nm/s. Subfunções importantes resultam. Para a solução D melhorar o nível de informações e reapresentá-la para avaliação final.ª etapa “Aplicar torques que variam dinamicamente com registro simultâneo do carregamento e dos esforços no componente.2. beitz 06 141 13. Resultado da 4. ajustável • Possibilitar registro do carregamento de entrada e dos esforços que atuam sobre o componente. que resulta diretamente da formulação do problema: Fig. 6. ª etapa • Aplicar carregamento por torque para uniões eixo-cubochaveta ajustável com relação à magnitude. 2ª Etapa principal: Isolamento para identificação dos principais problemas De conformidade com as recomendações dadas em 6.05 20:12:46 .Exemplos de concepção 141 Os respectivos requisitos além de outros constam da lista de requisitos (cf. • Ensaio de torque e de solicitação deverá ocorrer com eixo em repouso. Resultado da 5. máquinas agrícolas e instalações de laminadores são encontradas na literatura. 6.38. ajustável até o valor máximo de 15 000 Nm.42. 7. tanto como carga acidental quanto como carga permanente. 6. A solução esférica D da Fig.ª etapas • Diâmetro do eixo a ser ensaiado р 100 mm • Transferência da carga pelo lado onde se encontra o cubo. a avaliação é efetuada segundo a diretriz VDI 2225.40 só é interessante quando as lacunas de informação sobre a produção e a montagem puderem ser preenchidas por meio de novas investigações e disso resultar uma avaliação mais positiva.42 — Variáveis de ajuste do torque pulsante.22. Tab.06. por causa do perfil de valor mais equilibrado e das possibilidades de melhoria identificadas. desenvolver em separado um plano de procedimento ou uma orientação metodológica. Em muitos casos.151 CAPÍTULO 7 METODOLOGIAS PARA O ANTEPROJETO Por metodologias para o anteprojeto entende-se a parte do projeto de um produto técnico que. ajuntou-se a isso o procedimento metodológico (cf.1 ■ Etapas de trabalho no anteprojeto Uma vez que na etapa de concepção a solução básica foi essencialmente elaborada a partir de informações sobre a estrutura de funcionamento. É concluída através de uma avaliação técnico-econômica. no entanto. para um resultado satisfatório.2). entre outras.2. a definição das dimensões principais. o processo de anteprojeto foi aprofundado sem. segundo critérios técnicos e econômicos. são necessários vários projetos básicos ou subprojetos básicos. edição. organizada e subdividida. no mais tardar agora.05 20:19:17 . partindo da estrutura de funcionamento ou da solução básica constrói de maneira clara e completa a estrutura do produto. 4. que tornem possível a configuração final do objeto. e apresentando uma instrução metodológica geral que foi aceita.3 e cap. A última edição da diretriz VDI 2223 (anteprojeto): Metodologias para o projeto básico de produtos técnicos [295] retoma esses conhecimentos e utiliza. A conseqüência do anteprojeto é a definição da configuração da solução (cf. a configuração concreta dessa idéia básica figura agora em primeiro plano. 294]. Em publicações anteriores (cf. 1.06.2 [229. beitz 07 151 13. a escolha dos materiais e dos processos de manufatura. a etapa de anteprojeto também pode ser melhor definida.2. A configuração é desenvolvida por meio de uma representação em escala e criteriosamente examinada. 1. 7. as sugestões do livro Pahl & Beitz 4ª. Aspectos tecnológicos e econômicos desempenham um papel preponderante. Esta configuração exige. Assim. 4 a 6 ) que prevê uma ênfase mais acentuada da fase de concepção com apoio de métodos específicos e etapas de trabalho adequadas. Atualmente. o exame da compatibilidade espacial e ainda a complementação das conseqüentes funções auxiliares por meio de subsoluções. 5. sugere-se ao leitor consultar o cap.7) podem ser condensadas em uma lista de verificação. que apresenta uma seqüência conveniente para o procedimento de configuração. sejam percebidos precocemente e resolvidos em primeiro lugar. que um procedimento flexível com muitas malhas de repetição e mudança freqüente do plano de contemplação é típico e necessário.2 — Fase de anteprojeto começando pela continuação do desenvolvimento de versões disponíveis. deveria ser considerado antes que o subseqüente seja trabalhado ou verificado mais intensivamente.2 a 7.06.1). O processo de trabalho deveria transcorrer de modo que.3 ■ Regras básicas para a configuração As regras básicas apresentadas em seguida contêm instruções indispensáveis para a configuração. Por causa da importância fundamental da identificação de falhas em algumas etapas de trabalho. cada etapa principal precisa ser apropriadamente selecionada e ajustada. em geral. Aqui se constata uma multiplicidade de influências recíprocas. no sentido de provocar um lampejo na cabeça. apesar da citada complexidade e sua interdependência recíproca. A lista de verificação proposta está consistente com uma cadeia lógica de raciocínios. ainda seriam necessários testes em subconjuntos existentes ou modificados.2 ■ Lista de verificação para a configuração O ato de configurar sempre é caracterizado por um processo repetido de reflexão e verificação (cf. da operação. 2. p. mesmo quando os problemas e questões se entrelacem de modo complexo. A constante consideração dessas características principais ajuda o desenvolvedor e o projetista a empreender a configuração e sua verificação de forma completa e poupadora de trabalho.2 e os métodos beitz 07 155 13. cujos resultados iriam determinar um procedimento. quando ainda não está claro. da manutenção. e assim pode ser lembrada facilmente. problemas essenciais. Freqüentemente. 7. isto acontece com apoio de uma especificação preliminar que possibilita as primeiras representações em escala e uma avaliação aproximada da compatibilidade espacial. 7. sempre que possível.1.3. satisfazer a função 7. O início acontece com a análise de erros e da influência das grandezas perturbadoras e pode levar a diversas etapas de trabalho do procedimento da Fig. características importantes do objetivo global e das condicionantes gerais (cf. Considerando as recomendações e as relações fundamentais já citadas. de modo que o procedimento de pensamento e o seqüenciamento do trabalho transcorrem numa malha de repetição tanto avançando como também retroagindo.1). em suma.. Em combinação com a lista de verificação exposta em 7. da reciclagem e do trabalho (custos e prazos) desempenham um papel determinante. O ponto de vista citado. O ingresso no plano de procedimentos pode ocorrer de várias formas. por ora. De acordo com a situação.2. aspectos de segurança. da relação homem-máquina (ergonomia). porém serve apenas ao procedimento prático.1. com respeito ao processo de configuração e criação do produto. Elas são diretriz imprescindível em quase todas as etapas de trabalho e de decisão segundo 7. Análise de falhas e fatores perturbadores nas versões disponíveis Esclarecimento da formulação da tarefa Elaboração da nova lista de requisitos Liberação para o anteprojeto Projeto preliminar Projeto detalhado Figura 7. juntamente com a escolha do material. Apesar da dependência recíproca de aspectos específicos. e também como auxílio para não se esquecer nada de essencial: Fig. ex. É muito provável que somente com o aperfeiçoamento dos detalhes da configuração o desenvolvimento já possa ser considerado como concluído. 7. Sua não observação conduz a maiores ou menores desvantagens. no qual seria suficiente percorrer parcialmente as etapas de trabalho mencionadas. pode-se dizer. se a necessária altura de funcionamento ou a durabilidade mínima exigida estão garantidas. 7. 2. da produção. erros. que mais adiante serão esclarecidos mais detalhadamente. Em outros casos. Em qualquer procedimento de configuração experimentase inicialmente por especificação (definição das dimensões). no sentido de uma verificação e correção.Regras básicas para a configuração 155 com o princípio de funcionamento selecionado.1. como também com relação à verificação.05 20:19:20 . Num problema de configuração a seqüência não tem nada a ver com a relevância das características. a citada lista de verificação deverá ser entendida como estímulo. a capacidade de auto-organizar o procedimento nesta fase desempenha um papel relevante (cf. com a intenção de aproveitá-la gradativamente já no subconsciente. prejuízos ou até acidentes. 11. trabalhar mais detalhadamente um problema de montagem ou de utilização. A configuração como ponto central da etapa do projeto básico deve obedecer a determinados princípios e regras de acordo com 7. da montagem. Pois não é sensato. Com relação ao anteprojeto. Com suas características. No andamento subseqüente. e que são adequados somente sob determinados pressupostos. aproveitando assim seus efeitos auxiliares. Um dos princípios citados pode ser importante e determinante. Manutenção Manutenção e reparo somente devem ser possibilitados com a instalação ou máquina desligada. e também para uma interligação racional. Os exemplos existentes mostram que princípios de configuração representam apenas estratégias a selecionar. Os problemas de configuração se concentram.06. Tarefas. A observância de limites de custos e prazos é conseguida por um planejamento cuidadoso. só pode ser decidido conhecendo-se o núcleo do problema e os recursos de produção. apoios para mão. De forma geral. Porém. elaboração de uma lista de requisitos e um processo de abstração para identificação do núcleo do problema. que são universais. as pessoas têm de ser alertadas e ter condições de poder intervir. que exigem a conversão do tipo ou uma alteração da magnitude. sem conhecer esse princípio. são apresentados princípios de configuração importantes do ponto de vista dos autores que podem ser Uso A utilização e a operação têm de ser possíveis. Tarefas de armazenamento conduzem a um acúmulo de energia potencial e cinética. da mínima demanda de volume. em contrapartida. peso admissível. é óbvio que se elaborem “princípios da condução de forças”. Isto é conseguido com conversões de alta eficiência e um número reduzido de etapas de conversão. se coloca atualmente a questão de. os princípios de Kesselring e Leyer são convertidos. Com isso. seja por armazenamento direto de energia ou também de maneira indireta.2. são primeiramente satisfeitas por um fenômeno físico apropriado mas. etc.3. áreas de apoio. Para inspeção ou reparo. Princípios de configuração desse tipo auxiliam no desenvolvimento de estruturas da construção que atendam os respectivos requisitos. em geral. é preciso possibilitar um acesso seguro às diferentes partes (gradis. Muitas vezes. levanta a questão do comportamento estável ou instável. barras ou alavancas engripadas). em questões de transporte. para os casos onde isto é requerido ou necessário. O princípio da auto-ajuda também pode anular um comportamento fail-safe desejado do sistema (cf. relacionadas com o problema. do peso mínimo. bem como a observância da lista de verificação. o princípio da igual resistência da configuração como princípio da transmissão de forças poderá se contrapor ao requisito de minimização dos custos de produção. a função poderá ser melhor atendida. O armazenamento de energia.3. é concebível que eles contradigam determinados requisitos. Na seqüência. no entanto. Mesmo assim. Leyer fala do princípio da leveza [167] e do princípio de conservação da espessura [168]. adotado por razões de simplificação da produção. Qual deles deverá prevalecer num caso específico.3) ou o princípio da igual espessura [168]. Ao aplicar-se os princípios de configuração. citada em 5. 58]. as etapas 7 a 9. esses princípios apóiam em primeiro lugar as etapas 3 e 4. Kesselring [148] elaborou o princípio do custo mínimo de produção. em configurações concretas. a título auxiliar. um maior número de funções têm de ser atendidas por um ou mais portadores de função. segundo 7. o projetista e o desenvolvedor têm de ponderar entre critérios concorrentes e então se decidir pelo princípio de configuração mais apropriado. sobretudo.. No procedimento sistemático. por qual tipo e qual constituição de beitz 07 175 13.1. o esclarecimento da tarefa estabelece e define os custos de produção admissíveis. O “princípio da auto-ajuda” pode dar contribuições valiosas para a configuração geral ou específica quanto ao desdobramento de subfunções utilizando o “princípio da divisão de tarefas”. facilmente acessíveis e controláveis. Sistemas protetores têm de ser previstos contra partidas acidentais.4 ■ Princípios de configuração Diversas formulações de princípios de ordem superior para uma configuração apropriada encontram-se disseminadas na literatura. Dependendo do problema. Custos e prazos Limites de custos e prazos não podem influenciar a segurança. volume requerido. ele não pode tomar uma decisão adequada. 7. mas também. É preciso dar-se conta de que numa solução técnica nem todos os princípios podem ou devem ser realizados simultaneamente. por motivos energéticos e econômicos. Em caso de falha de um elemento automático. É necessário um cuidado especial para não esquecer ferramentas de montagem e dispositivos auxiliares (gira-brequins. Dessa forma. por meio de um procedimento sistemático.05 20:19:27 . 7. de forma segura [57. 1. não atende as exigências de leveza da construção ou de um elevado aproveitamento uniforme. pela aglomeração de matéria ou energia dos portadores para armazenamento de sinais. dada a colocação do problema e a estrutura de funcionamento adotada. Uma inversão desse princípio possibilita o aniquilamento de determinado tipo de energia ou a conversão em outro tipo. piso antiderrapante). o projetista tem de considerar o principio da perda mínima [148]. fica delimitada sua maior importância em relação às regras básicas apresentadas em 7.3. Assim p. os demais desejáveis. interligação e armazenamento. Para a freqüente tarefa repetitiva de conduzir forças ou momentos. ex.Princípios de configuração 175 portadores da função. o que possibilita derivar os princípios de configuração da estabilidade e da biestabilidade. conceito certo e procedimento metódico.2). mas não por medidas poupadoras que ameacem a segurança. Conseqüências de acidentes e paradas sempre são muito piores e mais graves do que o custo absolutamente necessário gasto com sua prevenção. Deverão ser previstos órgãos de controle e manutenção centralizados. das perdas mínimas e do manejo conveniente (cf. derivadas dos objetivos gerais (cf. Isto é válido para os casos em que se justifica a solicitação (resistência). “clareza”. serão abordadas importantes diretrizes de anteprojeto do ponto de vista dos autores sem. no novo esfera.69 mostra com simples exemplo uma disposileitor para microfichas. A seguir. de ligações com parafusos protendidos e sistemas de suspensão.. perpendicular. no entanto.1.4. de uma cavidade com tolerância apertada numa forma de para admitir maiores folgas dos componentes. Figura 7. 7. O exemplo da Fig. pretender esgotar o assunto.1 “princípio do balanceamento das forças”). Num equipamento A Fig.7 e da diretriz formulada em 7. Renunciou-se à abordagem nos casos para os quais já existe uma bibliografia abrangente e especializada.3). 198. . que resultam das condições gerais segundo 2. 315]. o afastamento entre a parte motora e a parte movida tipo de construção. rigidez reduzida em parafusos e molas para relaxamento das tolerâncias de fabricação Figura 7. Figura 7. 241. 165. devem ser observadas regras de anteprojeto.70 mostra a provisão de uma posComo tembém poucos pontos de ajuste e poucas ligações sibilidade contínua de regulagem.05 20:19:34 . estes são designados por “design para X”. Um significado especial cabe à determinação da variação da carga em função do tempo. 275].71 mostra um outro exemplo.45 e 7. (direção y) Fita adesiva ex. possibilidades de ajuste e regulagem. alicerçar as regras básicas. Neste. apesar do movimento de báscula do placa de vidro e se posiciona automaticamente numa posição tucho em conseqüência da folga da guia [159]. Fundamentos e relações elementares deverão ser buscados na literatura sobre elementos de máquinas e seu dimensionamento [157.47). como calotas esféricas de uma mesma de um tubo construído com tolerâncias estreitas. que facilita a manutenção com folgas reduzidas.70 — Possibilidade de ajuste contínuo para o atendimento simples de tolerâncias dimensionais estreitas [269].1 Classificação e resumo geral Ao lado das regras fundamentais. Objetiva Articulação elástica Parafuso de Tubo Exemplos deste importante princífocalização pio [159. 7. cf. Pela conformação das superfícies cular à microficha posicionada entre placas de vidro através extremas do tucho. p. o tubo é colocado diretamente sobre a permanece inalterado.4.71 — Cadeia de funções auto-ajustáveis de um aparelho para leitura de microfilmes [315].69 — Alternativa para a configuração de um elemento de transferência [159]. 7. As diretrizes auxiliam a dar ênfase às respectivas condicionantes e.5 ■ Diretrizes para o anteprojeto 7. em transmissões múltiplas para compensação de tolerâncias de engrenamento (Figs. No âmbito internacional. princípio da fundição dividida ou semelhante.2. estabilidade (vide 7.06. 7. 7. o eixo da objetiva é mantido perpendiexata de um deslocamento. A Fig. principalmente. da magnitude e da espécie de beitz 07 195 13. em oposição ao tipo convencional de ção independente da folga de um tucho para a transferência construção.Diretrizes para o anteprojeto 195 G simultaneamente dois parâmetros estruturais que variam em sentidos opostos (compensação. são: tipos de Peça móvel Trilho Elemento-guia construções elásticas e ajustáveis.4).5. 7. à qual é feita referência. estruturas de construção simples com pequeno número de componentes. “simplicidade” e “segurança”. 7. que tanto auxilia Lâmina de vidro a simplificação da produção e da monElemento-guia tagem quanto promove a constante (direção x) Filme qualidade do produto. afasta-se ligeiramente da DIN 50900 [80. por causa do torneamento interno. possibilita uma desmontagem sem causar danos. Corrosão seletiva no material. soldagem. Além do mais. o emprego de materiais resistentes à corrosão muitas vezes não é economicamente justificável. um alto efeito de entalhe.Diretrizes para o anteprojeto Força de vedação 207 Pahl [212. através da formação de camadas aderentes de óxidos metálicos. pelo que podem ocorrer falhas de funcionamento (p. do ponto de vista do projetista. Também nas frestas estabelecidas no projeto. pois a causa da corrosão não pode ser eliminada. esfoliante. ao contrário da corrosão que esfolia por planos.90 — Centragem e vedação de uma tampa flangeada.. Através de uma conformação mais apropriada. sistemas cristalinos diferentes. Corrosão dependente de contato.5. ex. Sem dúvida. a desmontagem dificultada. Mas também. o projetista tem de combater manifestações da corrosão inaceitáveis por meio de uma concepção adequada ou uma configuração mais conveniente. do ponto de vista dos custos. apesar da fluência. Além do mais. tem-se uma corrosão superficial uniforme ou uma corrosão localmente limitada. p. Às beitz 07 207 13. além de outros fatores. 212] (cf. Isso representa uma evolução na configuração de componentes e instalações. em geral. desde que seja conservada a compatibilidade funcional. especialmente em temperaturas inferiores ao ponto de orvalho.. sem necessidade da presença de expressivas diferenças de potencial.: Fig. A favor da corrosão atua a circunstância de que qualquer componente tem uma superfície particular. em alguns casos. tratamento térmico. Exemplos de cada uma das formas de corrosão estão condensadas em 7. de forma abrangente. Uma descrição bem abrangente das espécies de corrosão e uma abundância de medidas de natureza de projeto podem ser encontradas nas folhas de instruções “projeto com consideração da proteção contra corrosão” [158]. As medidas dependem do tipo de corrosão previsto. Corrosão em superfícies livres Na corrosão de superfícies livres. é conveniente diferenciar entre [80. Formas de ocorrência Corrosão da superfície.4-5.06. Ex. O tampo que é aquecido mais rapidamente comprime a centragem e também flui na posição y. 261] expuseram. objetivando um ordenamento sistemático e racional. 7. o material flui no detalonamento. segundo [206]. o tampo não pode exercer nenhuma força radial apreciável sobre a centragem. particular atenção às zonas especialmente ameaçadas por essa forma de corrosão. se distanciando da consideração de proteção contra a corrosão e caminhando em direção à consideração da compatibilidade com a corrosão. Portanto. A versão b do tampo flangeado está melhor configurada pois.91): • • • • Corrosão em superfícies livres. em conseqüência de inclusões mais ou menos inertes. Corrosão superficial uniforme Causa Ocorrência de umidade (eletrólito fracamente ácido ou básico) com presença simultânea de oxigênio da atmosfera ou do meio. aprox. a fluência não dificulta a desmontagem. tem de se dedicar. Na versão a do tampo flangeado segundo a Fig. extensamente uniforme. b saliência de vedação bojuda gera melhor acão vedante com menores forças de compressão. por um adequado projeto da configuração. paralelamente. Rubo [235] exige que em uma instalação sejam basicamente previstos “corpos de igual resistência à corrosão” e. 7. Para identificação de problemas de corrosão. que tolere a corrosão. chama a atenção para que. tal como ocorre em materiais distintos. Enquanto ambiente seco e temperaturas elevadas geralmente aumentam a resistência à corrosão química. 7..90. podendo somente ser atenuadas. e tensões internas devidas à deformação a frio. as formas de manifestação e as medidas cujos pontos essenciais são aqui reproduzidos. de antemão. Corrosão sob tensão. de modo a originar elementos locais. 81]. 7.05 20:19:39 . em temperaturas abaixo do ponto de orvalho formam-se eletrólitos ácidos ou básicos relativamente fracos que. Rubo e As medidas que o projetista deverá adotar dependerão das respectivas causas e formas de ocorrência. Ao mesmo tempo. Essa última forma é especialmente perigosa pois. Fig.1 mm/ano em atmosfera normal. 0. engripamentos de hastes de válvulas) ou problemas na desmontagem. isto nem sempre precisa realizar-se através de materiais resistentes à corrosão. tem como conseqüência. Por isso. no aço. 2. Disso resulta que o primeiro componente a ser removido numa desmontagem precisa estar exposto na direção da desmontagem ou ficar retraído no sentido contrário à desmontagem [206]. p. ex. as manifestações da corrosão são inevitáveis.5. Causas e formas de corrosão b Mais frio y a Mais quente Termoelástico Figura 7. pois o material flui no sulco de alívio.90. 1.4 Considerações sobre a corrosão Em muitos casos. podem se formar concentrações localmente diferentes de eletrólito. Spähn. de difícil previsão. conduzem a uma corrosão eletroquímica [260]. ex. de separação. 2. Diretrizes para o projeto da forma Contrário à boa forma Adequado à boa forma Auxílio por meio das cores Harmonização pela atribuição de cores e formas Redução dos matizes de cores e das diversidades dos materiais Atribuição de uma cor característica com cores complementares compatíveis Complementação gráfica Emprego de fontes e sinais do mesmo estilo A5 0 Também se poderia cogitar o conceito “fabricação” como conceito superior da realização de tal processo. pelo planejamento do trabalho. Sob “considerando a montagem”. Pela observância das regras básicas “simplicidade” e “clareza” (cf.06. mecânicos.4 foram representados os fluxos de informações correspondentes. ou seja. a montagem incluindo o transporte da peça. Por esse motivo. tempos e qualidade da produção [307. Relação projeto . inclusive do setor de orçamentos.8 Projeto considerando a produção 1. p. ao contrário da estrutura de funções.Diretrizes para o anteprojeto 221 • • o gerenciamento dos materiais. O projeto da forma considerando a produção é facilitado quando.05 20:19:44 .2).3). é prático subdividir o campo abrangido pela produção entre os subitens “produção”. o projetista se comporta como se estivesse considerando a produção. 313]. 1. a preparação das tarefas. especialmente com vistas às providências de projeto ou às possibilidades de intervir.. incluindo as necessidades para o controle. Os princípios de configuração para um atendimento melhor e mais seguro das funções abordados em 7. 2. Por produção é usual entender: • a produção.13).5. “montagem” e “transporte”. Outro passo importante é o emprego das normas comuns e das normas internas da empresa (cf. ex. tamanho e cor com a restante configuração EL A 300 ELA 300 Figura 7. bem como a observância das exigências apropriadas com relação às características de qualidade dependentes da produção. também podem ser aproveitados para soluções mais favoráveis do ponto de vista da tecnologia de produção. nas exposições seguintes somente serão abordados sob “considerando a produção” aquelas medidas de projeto que são úteis a uma melhoria das condições de produção de peças e subconjuntos em sentido restrito incluindo possibilidades de controle. “controle”. • • • beitz 07 221 13. estabelece o andamento da produção pela decomposição em subconjuntos.5. numa possível etapa inicial de projeto. Ele. de componentes do estoque. Com a estrutura que em geral é definida pelo anteprojeto completo: • o projetista decide sobre o modo de produção e de aquisição dos componentes empregados. que ainda podem sofrer melhorias por procedimentos metódicos. as decisões do projetista são auxiliadas pela colaboração e disponibilização das informações pela entidade normativa. 50 Compactado. a configuração considerando a produção objetiva custos e tempos de produção mínimos.produção Estudos mostraram a significativa influência das decisões de projeto sobre os custos. não se implantou de modo definitivo. padronizados ou repetitivos ou de componentes usuais encontrados no comércio. 3 e 13 ). decisões administrativas e integração do processamento de dados (CAD/CAM.103 — Diretrizes para o projeto da forma do corpo: cor e grafismos. se se trata de componentes produzidos na própria fábrica ou por fornecedores. em sentido restrito. cf. do setor de compras e da respectiva área de produção. CIM. 7. uniformizado Objetivar uma expressão padrão 50 Todos as letras em alto-relevo Harmonizar os elementos gráficos segundo sua espécie. através de soluções de projeto. Estrutura da construção apropriada à produção A estrutura de um produto ou artefato. 7.9 as providências para a melhoria do transporte e da montagem. de junção. 7.5. com a ajuda de métodos de produção metalúrgicos.4. Em conformidade. das peças na fábrica. Área da função MB A MB A MB De acordo com a lista de verificação para a configuração (cf. bem quanto a uma subdivisão vantajosa do produto (produção de partes). indica a divisão em subconjuntos de produção e componentes (peças de produção avulsas). o controle de qualidade. 7. se a produção simultânea de componentes individuais ou de subconjuntos é possível. são expostas em 7. Na Fig. porém. de revestimento e de modificação das propriedades dos materiais citados na DIN 8580 [49]. 05 20:19:50 .06. • • Menor utilização de material por meio de um melhor aproveitamento do material (cf. portanto. 7. Substituição das peças fabricadas com matérias-primas escassas e. aparas das operações de estampagem. de produtos ou dos componentes de produtos usados.127 — Possibilidades de reciclagem. e no caso de uma queda acentuada de qualidade. beitz 07 244 13. meio ambiente Combustão Energia Aterro sanitário.. meio ambiente Extração e pré-processamento da matéria-prima Reaproveitamento Energia Combustão Aterro sanitário. p.4. 302. Quanto à qualidade. ex.244 7. motores à base de troca. mais custosas. 186. Reciclagem por retorno dos refugos de produção. 7. 169. 142.8).5. O material que abandona o processo de reciclagem termina no aterro ou na biosfera. Todos os retornos citados podem ser ajudados por um processo de recuperação ou preparação.11 Projeto considerando a reciclagem 1. 7. p. 218. 302]. do produto ou dos componentes de um produto para reutilização ou retrabalho. não é possível compreender as recomendações para uma configuração que auxilie na reciclagem. 305. meio ambiente Combustão Energia Figura 7. ex. Reciclagem durante a utilização do produto (reciclagem do produto).. por sua vez poderão. automóveis sucatados em material novo. sob conservação da forma. Fig. esses materiais ou componentes de segunda não deveriam ficar atrás de materiais ou componentes novos (reaproveitamento). Combustão meio ambiente Reciclagem de material usado Energia (reciclagem de material) Processamento de material usado Aterro sanitário. ser eventualmente utilizados como reservas. ex. podem ser consideradas as seguintes alternativas: [141. Reciclagem de material usado (reciclagem de material) é o retorno de produtos ou materiais utilizados em um novo processo de produção. pois sem o seu conhecimento. No texto que segue. meio ambiente Produção Energia Combustão Meio ambiente Uso e consumo do produto Reprocessamento Reprocessamento Pré-processamento dos restos da produção Reutilização Reciclagem dos restos da produção (reciclagem de material) Reciclagem durante a vida útil do produto (reciclagem de produto) Recondicionamento ou reforma Aterro sanitário.1) e menos desperdício na produção (cf. para um novo estágio de uso.5. p. refere-se à diretriz VDI 2243 [302] para esclarecer de imediato os tipos ou processos de reciclagem aplicáveis. é o retorno.. 197. Objetivos e conceitos Para a economia e o reaproveitamento de matérias-primas no sentido de um comportamento ecologicamente sustentável. segundo [186.127: Recursos Aterro sanitário. somente poderá ser cogitado seu reprocessamento. no futuro. Esses. 321]: • Metodologias para o anteprojeto Reciclagem dos resíduos da produção (reciclagem de material) é o retorno dos resíduos de produção a um novo processo de produção. por outras fabricadas com matérias-primas mais baratas e disponíveis por mais tempo [9]. Entretanto.262 Característica principal Função Princípio de funcionamento escolhido Configuração Especificação Exemplos Atendimento por meio de um princípio de funcionamento Uniformidade. são geradas soluções básicas (conceitos). contradiria a multiplicidade das atividades individuais de projeto. no anteprojeto são neNão é necessária uma base especial. Eixo do corpo de prova Յ 100 mm. busca de princípios de trabalho (cf. Fig.148 — Lista de verificação com as características principais para avaliação 6. Figura 7. concretização de variantes da solução preliminar (cf. resiste a falhas.3) e 7 (Fig. nos Caps. ultrapassaria os limites desse livro. do na prática. bem como avaliação dessas variantes da solução (cf. 6. defesa do meio ambiente Relação homem-máquina. tolerâncias (desde que não incluídas nos custos de fabricação) Adesão às características de qualidade. após uma seqüência de trabalho orientada fundamentalmente por interações de funções e seus efeitos (estrutura de funções 1. na qual Transporte Interno e externo à empresa. cessários uma maior flexibilidade no procedimento. não ocorrência de perdas Escala. deformabilidade. para diferentes formulações de Carregamento deverá ser aplicado com o eixo parado e tarefas e situações problemáticas na etapa do anteprojeto. Assim. na seqüência será tratado um exemplo. cujas principais etapas para a solução preliminar já foram elucidadas no Cap.49 a 6. foi proposto um procedimento útil e aprovaFixação do corpo-de-prova dever ser imóvel. A tarefa de anteprojeto consta da concretização de uma solução preliminar para uma máquina de ensaio. resistência a impactos. entretanto.6. Fig. 4. foram identificados os seguintes requie componentes específicos. ajustável. recondicionamento.46). Isto. segurança do trabalho. 7. 6. embalagem apropriada uniões cubo-eixo podem ser solicitadas por momentos de torção pulsantes Uso Manuseio.44 e 6. consumo de bens de produção (vide 6. alto grau de eficiência.48). durabilidade. tempo de ciclo de vida ou de uso. mas também seria perigosa. Após esclarecimento do problema. dos requisitos determinantes da configuração. Fig. Para a seqüência necessária de sitos como determinantes da configuração (seleção): trabalho.2). desgaste no trabalho. Prazo Características críticas para o seqüenciamento e o prazo combinação dos princípios de trabalho em estruturas de trabalho (cf. E elucidar as observações sobre o procedimento nessa mesma figura. 6 e que somente servirá de exemplo para representar a inter-relação das etapas de trabalho principais para o anteprojeto segundo Fig. (cf.1.47). desgaste. elaboração de uma lista de Manutenção Monitoramento. 6. critérios estéticos. inspeção. esclarecimento das condicionantes espaciais Na fase de anteprojeto. características anticorrosivas. Como Introdução de torques variáveis. com base em exemplos de diversas tarefas. capacidade de deformação. variável. confortável.55 e 6. tratamento térmico. demanda de volume. arranjo. operação. reaproveitamento de identificar os problemas principais (Tab.45). Não ambígua. profundos conhecimentos nas especialidades relevantes e também larga • Determinantes das dimensões: experiência.56). evitar acabamento superficial.06. e 2. as diferenças no seqüenciamento e na aplicação de métodos Transferência de carga pelo cubo.7 ■ Exemplo de um anteprojeto passos de acordo com a Fig. montagem da estrutura de Custo Considerado separadamente por meio da valorização econômica funções (cf. 4 (Fig. configuração Usinagem isenta de risco.1: Na fase de concepção.1) deste livro e • Determinantes do arranjo: na VDI 2223.2). 7. estanqueidade. adequação Aproveitabilidade.05 20:19:56 . Etapas principais de trabalho: identificação e de funcionamento). peso. 6.52). Figs. Fig. abstração a fim Reciclagem Desmontagem. conserto. comportamento em serviço. na medida em que esses exemplos possivelmente poderiam sugestionar que o caminho apontado fosse o único correto. adequado para testes Metodologias para o anteprojeto Segurança Ergonomia Produção Controle Montagem A elucidação do procedimento para a etapa de anteprojeto. 7. simples. modo de expedição. estabilidade. posição. 6. ressonância Tecnologia de segurança direta. Fig. etapa de realização da solução básica. substituição requisitos (Fig 6. as etapas de trabalho precisam seguir os 7. seleção de estruturas adequadas da fase de anteprojeto. 6. rápida desmontagem.43). precisa ser dada ênfase à implantação das definições da configuração de subconjuntos Da lista de requisitos. específicos são maiores do que na fase de concepção. expansível beitz 07 262 13. somente numa direção. até onde necessário. por meio de prescrições definitivas para a forma. a passagem para o projeto se processa de forma contínua. Ponto central da fase de detalhamento é a elaboração da documentação para a produção. o projeto ainda gera outros documentos para a produção como. bem como instruções para os testes de controle da qualidade (cf. planos de trabalho. Tudo isso. criando as documentações obrigatórias de desenho e afins para sua realização material e sua utilização (cf. 4. revisão das possibilidades de produção e utilização. Esta fase da etapa de detalhamento é crescentemente auxiliada e automatizada pelas possibilidades do processamento gráfico (cf. Outros documentos da produção. são incluídos no planejamento do trabalho. Ela é pré-condição para utilizar os dados armazenados no computador para um planejamento automatizado da produção. Ou seja. bem como para o controle direto das máquinas de comando numérico. para o planejamento e controle da produção. o dimensionamento e o acabamento superficial de todos os componentes.06. 13). de série pequena ou de série grande). bem como revisão dos custos finais. por exemplo. Na etapa de detalhamento.2). Na prática. especialmente dos desenhos de componentes individuais ou para a fabricação. prescrições para transporte e montagem. por meio da especificação dos materiais.1 ■ Etapas de trabalho no detalhamento Entende-se por detalhamento a parte do projeto. e do desenho completo até as listas das peças.05 20:22:32 . beitz 08 281 13. Dependendo do tipo de produto (especialidade) e do tipo de produção (produção individual. por exemplo. especialmente para o planejamento do trabalho. incluindo a compilação das indicações para sua utilização (documentação do produto). manutenção e reparação. são elaborados documentos. 11). que complementa a estrutura de construção para um objeto técnico. O resultado do detalhamento é a definição da técnica de produção da solução. Tendo em vista a utilização posterior do produto.281 CAPÍTULO 8 MÉTODOS PARA O DETALHAMENTO 8. que são básicos para o acompanhamento do pedido. dos desenhos de conjuntos. freqüentemente também são compiladas instruções para operação. tais como desenhar. Para tanto. bem como de listas de peças Complementação da documentação da produção através de instruções para a produção. material.1 — Etapas do trabalho de detalhamento. as metas da otimização são um elevado aproveitamento (por exemplo.106).06. freqüentemente também se interseccionam as fases de trabalho entre a etapa de projeto da forma e a etapa de detalhamento. montagem e transporte bem como manuais de operação Verificação da documentação de produção com relação à aplicação das normas. Esta integração de duas etapas do projeto é auxiliada com o emprego de sistemas 8. igual resistência da forma e uma seleção prática dos materiais). mas simultaneamente são efetuadas otimizações de detalhes com respeito à forma. peças para estoque. bem como considerações a respeito da compra. grau de completamento. o que para a execução das atividades em si tem um significado apenas secundário. superfícies e tolerâncias ou ajustes.05 20:22:34 . montagem e transporte. necessária na produção individual e na indústria pesada. A reunião dos componentes em conjuntos (na prática são freqüentemente chamados de grupos construtivos) e a reunião desses conjuntos num produto completo juntamente com os respectivos desenhos e listas de componentes são influenciadas fortemente pelos pontos de vista do acompanhamento do pedido e dos prazos.2. De grande importância para o processo subseqüente de produção é a verificação dos documentos para a produção. 8. são influenciados decisivamente pela execução cuidadosa da função técnica. E é. é habitual dar prioridade a componentes individuais influentes no prazo e desenhos de peças brutas. a qual se reflete nos desenhos e listas de componentes a serem elaborados pelo departamento de projeto na forma de um conjunto de desenhos e listas de componentes. demais indicações necessárias à produção. por conseguinte. em particular no planejamento da produção (cf. as diretrizes apresentadas em 7. antes da definição final do projeto da forma. calcular e detalhar projeto da forma. os custos de produção e a qualidade do produto. A complementação dos documentos para a produção. 7. Assim como acontece entre a etapa de conceito e de projeto da forma. são necessários sistemas adequados de desenho.1 Estrutura do produto Base para a estruturação ou classificação dos subsídios para a produção é a chamada estrutura do produto. CAD. em hipótese nenhuma. principalmente dos desenhos dos componentes e das listas de componentes quanto a: • • • • observância de normas. cotagens claras e apropriadas à produção. Nisto. de listas de componentes e de numeração (cf. 7. se estas verificações são conduzidas pelo departamento de projeto ou por uma área de normas. para já aprontá-las dentro do possível.1. Fig. bem como é decisiva no acompanhamento oportuno de um pedido. bem como o aparecimento de erros na produção e. organizacionalmente separada.2). Depende essencialmente da estrutura organizacional da empresa. CIM) [1]. com ampla consideração das normas existentes. também faz parte das atividades importantes da etapa de detalhamento. sobretudo. por exemplo. Métodos para o detalhamento Definição do projeto final Liberação para o detalhamento Detalhamento e definição de peças avulsas Execução dos desenhos de peças avulsas Resumo por meio da elaboração de desenhos de conjuntos e de um desenho geral. e um projeto detalhado de forma vantajosa do ponto de vista da produção e do custo. Nos subitens a seguir. ser desprezada pelo projetista. 8. bem como por manuais de operação com indicações sobre utilização. O detalhamento do projeto definitivo não é somente o detalhamento de cada componente. indica-se ao leitor a bibliografia correspondente. bem como do transporte e da montagem. CAM. em alguns casos por prescrições de produção. As atividades convencionais. Nisso inclui-se a utilização de componentes encontrados no comércio e peças repetitivas fabricadas internamente. Auxílios e sugestões para detalhar o projeto da forma podem ser encontrados no cap. Para tanto. Na elaboração dos desenhos individuais. pois o desenvolvimento da produção. beitz 08 282 Detalhamento Controle Controle Decisão 13.282 O detalhamento é executado em várias etapas de trabalho: Fig. especialmente no caso da conexão informatizada entre os dois setores (CAD. não foram abordadas mais profundamente.2 ■ Sistemática da documentação para a produção 8. exatidão Consolidação da documentação do produto Liberação para a produção Criação Figura 8. A etapa de detalhamento não pode. principalmente as normas da fábrica.5 são úteis para o projeto da forma. discutem-se ferramentas que são especialmente relevantes para o desenvolvimento de um pedido racional e também no que se refere ao processamento eletrônico. A estrutura de um sistema de números deveria permitir extensas possibilidades para ampliações. O número de um objeto deverá ser mantido. nos quais todo número possui estruturas fixas.05 20:22:37 . bem como emitida a respectiva lista de peças. ou seja. possibilitar reconhecimento claro e inconfundível de um objeto com base nas suas características.1 T2 3 . • • Identificação. por outro lado. Em projetos adaptativos.1 Técnicas de numeração Segundo DIN 6763 [15]. • • • beitz 08 291 13. Na acepção da técnica de numeração. através de uma estrutura lógica de sistema.120 M) e números alfabéticos (p. bem como uma administração simples. AB . 3012 . possibilitar ordenamento das coisas e das circunstâncias de acordo com características definidas. Devem ser assegurados tempos de acesso reduzidos. AC 400 DI . 8. Uma classificação é somente uma descrição de características selecionadas.planning).1 B1 4 .2 T2 16 .3 ■ Caracterização dos objetos 8. formais. 8. ex. números alfa-numéricos (p. alternativos e repetitivos. distinguem-se números numéricos (p.11 — Diversos tipos de listas de peças. o projetista pode obter informações on-line sobre prazos de entrega de matérias-primas ou de componentes. Quando corretamente utilizados. Sobre a estrutura de sistemas numéricos relatam [15. derivadas da estrutura de produção. A associação de números avulsos a sistemas de números pode ocorrer de diferentes maneiras. De um lado. servem para controlar todo o fluxo de materiais e mobilizar os recursos longe da empresa. ou seja. Deve haver compatibilidade com os requisitos da computação.2.1 T2 B1 E1 E2 E1 Quantidade 4 16 20 3 Cálculo da demanda total de peças Para Material B1 E1 E2 T2 Quantidade 4 19 * 20 Aplicação Material B1 E1 Revisão Revisão Cálculo do tempo necessário para revisão Figura 8. para processamento e saída de informações de qualquer natureza pelo e para o projetista. especialmente para a numeração de desenhos e das listas de peças. inclusive para os desenhos estranhos à empresa.2 . estes sistemas abrem possibilidades para a racionalização do processo de projeto.06. estruturas já padronizadas de produtos existentes no sistema ERP podem ser copiadas e adaptadas para o novo produto a ser projetado.2 . portanto. inclusive na execução manual..Caracterização dos objetos 291 No âmbito da elaboração de listas de peças têm se firmado sistemas informatizados de planejamento . estes sistemas oferecem a possibilidade de derivar todas as listas de peças do produto a partir da sua estrutura (cf. ex. dessa forma. Por meio de funcionalidades adequadas desses sistemas.C).3). ex.. com sua ajuda pode ser reproduzida e manipulada a estrutura do produto. Adicionalmente. Este procedimento atrai para si uma tendência de padronização dos produtos. independentemente do produto no qual este objeto é aplicado e se é adquirido como peça avulsa ou peça comprada fora. com determinado número de casas e determinada fonte de escrita..produção (SPP) ou como evolução deste. sistemas ERP (enterprise ressource .. 8. a igualdade dos objetos perante esta característica. Deverá ser objetivada a boa compreensão.11. Classificação. porém não a sua identidade.3. auxiliado na percepção da sua responsabilidade pelos prazos. estes são incorporados em sistemas numéricos. O mesmo número de classificação confirma. E1 4 2 3 B1 4 2 5 E2 3 T1 T2 Estrutura dos objetos E1 e E2 T3 Sistema modular Estrutura multiescalonada Resumo das quantidades Para E1 Para Material B1 T1 T2 T3 E1 Quantidade 4 2 19* 8 Lista de material Para Material T1 T2 B1 E1 Quantidade 2 3 4 Planejamento da demanda Preparação do trabalho Para T2 Quantidade 4 3 Material Quantidade . 28]. São requisitos gerais para sistemas numéricos: • • • • Identificação e classificação deveriam ser manipuláveis em separado. Fig.1 . Deve ser dada estrutura conveniente ao projeto. sendo. terminologia clara e boa capacidade de retenção (em geral sistemas de numeração com menos de 8 dígitos).2 T3 8 Catálogo de peças Planejamento de montagem Para Material .1 T1 2 . que é elaborada uma única vez.13). destinam-se à caracterização dos objetos independentemente do seu ambiente (origem. O sistema de classificação deve ser moldado às necessidades da empresa. bem como artigos não materiais como programas de computador e estruturas administrativas. no sentido de uma classificação detalhada. objetos... peças padronizadas ou projetos de peças exclusivos da empresa.14b. é simplificado o conhecimento dos artigos e das condições com o auxílio de programas de reconhecimento de geometrias ou de textos.. as vantagens de um desmembramento segundo Fig. 1° Lugar 2° Lugar .. As demais posições (2ª. processos ou módulos de um sistema modular. a regredir com o uso crescente da informática.05 20:22:38 . por meio dela. impôs-se. A C E F A2 A1 C E F B B Figura 8. materiais e peças de fornecedores. • • • • • • peças específicas de projeto próprio. Um interessante setor de aplicação para esses sistemas de classificação é a codificação de peças com os chamados códigos das formas. 8. A eficiência de tal sistema para a procura de peças repetitivas depende. Se.Caracterização dos objetos 0 0 293 b c 0 0 a 9 0 9 0 0 0 0 9 0 0 9 9 9 9 9 9 9 9 9 0 0 sistema de classificação com suas categorias e características classificatórias.15 mostra como exemplo uma faixa das características dos artigos para duas formas de molas de compressão. 8. 1° Lugar 2° Lugar 3° Lugar . Assim..3. campos de utilização). 8. Tais especialidades (grupos principais) podem.14a residem na interligação independente de cada ramo e numa maior capacidade de armazenamento. entretanto. é que o projetista pode se informar rápida e detalhadamente sobre peças já projetadas ou sobre peças existentes no estoque. principalmente úteis com armazenamento de informações e recuperação de informações convencionais. são preenchidas por características. 8. 8. pela menor demanda de memória. então é possível a superposição das respectivas correspondências: Fig. ao contrário. as características dos artigos relevantes de um grupo de objetos são compiladas na faixa das características dos artigos (cabeçalho do índice das características dos artigos). 8.14a. A utilização dessas peças repetitivas em projetos inovadores. segundo DIN 4000 [13. uma importante tarefa da classificação.14c. bem como do tipo de informações de entrada e principalmente de saída. como suplementação de sistemas de classificação ou também sozinhas. Nisto. com as quais podem ser encontradas rapidamente informações sobre as mencionadas especialidades. com ajuda de uma classificação das formas [28]. de adaptação e variantes. Figura 8. Por isso. segundo DIN 4000-11[14]. A ligação entre as posições depende da inter-relação entre conteúdos de subconjuntos individuais.06.14 — Possibilidades de combinação das características de sistemas de classificação de acordo com [26]. A Fig. pelo contrário. figura entre as mais importantes exigências de racionalização nas empresas que incidem sobre o projetista. 14] ou em forma modificada. dispositivos. elas são um importante auxílio para armazenamento e recuperação de objetos. as características de um subconjunto podem ser ordenadas a qualquer característica do subconjunto predecessor.14b. A correlação entre as letras de identificação A. para disponibilizar informações otimizadas no menor tempo possível. Além da racionalização do fluxo das informações internas à fábrica no acompanhamento de um contrato. na prática são empregados os dois tipos de interligações. ferramentas e meios de produção.. beitz 08 293 13. A importância de sistemas de classificação.2 Características dos artigos Características dos artigos. subconjuntos de projeto próprio. 1° Lugar 2° Lugar 3° Lugar. materiais auxiliares e materiais combustíveis. pois. em sistemas mistos: Fig. 3ª. tende. 4ª posição). então o sistema de numeração deve mostrar a respectiva bifurcação: Fig. idênticas ou semelhantes. independentemente do produto. por exemplo. principalmente do conteúdo do 8. Os dados das características dos artigos de um grupo de objetos são armazenados no índice das características dos artigos. o sistema devido a Opitz [34]. Se as características de um subconjunto devem ser ordenadas a somente uma característica do subconjunto predecessor. Das numerosas sugestões para uma classificação de peças. produtos.15 — Molas para o exemplo das barras das características. ocupar a 1ª posição da classificação ou da parte classificatória de um número misto. por exemplo. As vantagens do desmembramento segundo Fig. sobretudo. nos anos vindouros. num trabalho em equipe multidisciplinar (cf. beitz 09 299 13. Após consenso das opiniões dos especialistas.Em conexão com construções combinadas. essa evolução talvez ainda possa ser considerada como utópica ou cara demais. a engenharia mecânica convencional. em soluções mais recentes. na forma de mecatrônica (9.3). Em primeiro plano. O tipo de conexão caracteriza o tipo e as propriedades dessas uniões e.299 CAPÍTULO 9 CAMPOS DE SOLUÇÃO Neste capítulo serão abordados campos de solução que desempenham uma função importante na etapa de desenvolvimento. irá mudar profundamente e atingir uma ampliada capacidade de realização. Essa evolução já influi acentuadamente na atual tecnologia automobilística.1 ■ Princípios das uniões mecânicas Para o atendimento de uma função. Em alguns campos de aplicação clássicos. assim. 9. Seu emprego correto é decisivo para o sucesso de uma solução. determina seu comportamento básico.3). E ao mesmo tempo trouxer consigo suficiente conhecimento de convívio que o possibilite compreender os demais participantes da equipe e dar uma contribuição efetiva [46]. O desenvolvedor da área de engenharia mecânica faz bem em se ocupar também dos novos campos de solução.05 20:23:18 . e suas soluções se propagam e se difundem por outras áreas da engenharia mecânica. com sua ajuda apresentam novas funções com soluções inovadoras.1) e elementos de máquinas consagrados (9. avoluma-se cada vez mais a integração da mecânica. eles abrangem tipos conhecidos de princípios no caso de uniões mecânicas em combinações com arranjos fixos (9. com aplicação crescente. da eletrônica e do software. Porém.6).2). Com emprego desses campos de solução. Existem conexões para arranjos fixos e móveis. este trabalho em equipe somente será proveitoso. inclusive com relação aos componentes elétricos ou eletrônicos. porém. se cada um dos membros da equipe for altamente competente em sua especialidade. além do conhecimento especializado clássico. 4. bem como as características de propulsores e controles (9. a fim de aproveitar suas possibilidades em futuras soluções. os componentes e os subconjuntos são conectados entre si.5) e adaptrônica (9.06. Isto somente é possível. os componentes se tornarão mais utilizados e mais baratos. Por isso. ª edição [11]. No capítulo 9 da quarta edição deste livro. Além disso.3. do princípio síncrono ou do princípio da corrente contínua. Com isso.10 mostra características típicas de máquinas operatrizes.7 — Formas construtivas de ligações unidas por atrito (seleção). 9. o leitor 2. Niemann: Elementos de máquinas. influenciar o comportamento dinâmico. F/2 a F/2 Uniões por forças elásticas para: • • • • • utilização como acumulador de forças. F F Uniões por meio de forças de campo para: • • • • união sem contato entre corpos rígidos. 9.9.uni-magdeburg. diante de outros aspectos mais atuais. o resumo “Elementos de solução consagrados”. acomodação dos componentes entre si. Volumes 1 a 3 [45] e Steinhilper [59]. b Conjunto cubo-eixo unido por atrito com elemento elástico. Parte disso foi exposto como exemplo nas Figs. renunciou-se a esta exposição. de modo que.11 mostra beitz 09 303 13. O acionamento precisa corresponder a estas características do melhor modo possível. A Fig. b FV/2 µFV FV 9.06. havendo necessidade. Capítulo G: Elementos de máquinas. cada máquina tem seu próprio campo de características.2 ■ Elementos de máquinas e mecanismos Este livro sobre a teoria do projeto pressupõe o conhecimento dos elementos de máquinas e dos mecanismos. somente pode ser dada uma visão grosseira. redução das perdas por atrito. foi colocado na Internet e pode ser acessado através do endereço http://imk.5. Para este assunto. influenciar o comportamento dinâmico.de/pahl-beitz. c Figura 9. 20. O ponto operacional ajusta-se na interseção (equilíbrio) entre a característica da máquina de acionamento e da característica da máquina de trabalho. 9. compensar diferenças de tolerâncias e comprimentos. controle do microposicionamento espacial. com auxílio do princípio assíncrono (motor de gaiola. 9. Funções A Fig. no contexto deste livro. Esta visão global destina-se especialmente à intermediação de características básicas e da bibliografia mais importante.3 ■ Sistemas de acionamento e controle Além dos elementos mecânicos de máquinas. compensar movimentos relativos. 9. a Conjunto cubo-eixo unido por atrito sem elementos intermediários. intermediário. Aqui.Princípio de funcionamento – Layout.1 Acionadores. motores 1. Acionamentos elétricos Princípio de funcionamento: Conversão de energia elétrica em energia mecânica de rotação ou translação.Manual de engenharia mecânica. 9. os autores também esperam corresponder àqueles que quiserem tirar partido do resumo sobre elementos de máquinas e mecanismos. absorção de cargas por impactos. 9. capítulo 9 da quarta edição. inclusive do acoplamento através de elementos amortecedores. para apontar sua estrutura metódica e o campo de soluções existente.3.05 20:23:21 .Elementos de máquinas e mecanismos 303 • • • absorção de sobrecargas por deslizamento. foram compilados os elementos de máquinas e os mecanismos pelos aspectos metódicos Função . Nesta quinta edição. a fim de não exceder a extensão do livro. motor de anéis). os principais princípios foram reunidos no âmbito dos campos de solução. o leitor é direcionado para a literatura existente sobre elementos de máquinas: Dubbel . o projetista necessita da realização das funções de acionamento e controle. dependendo das possibilidades de controle.7 a 9. onde. fácil desmontagem dos componentes. c Ligações com parafusos protendidos. poderá recorrer à literatura específica ou a um especialista. 3. Duroplásticos precisam ser submetidos a um processo de polimerização irreversível. poliamida e polipropileno. Freqüentemente. Programas de comando numérico são elaborados mediante utilização de linguagens de programação de alto nível [11. Estas indicações nasceram de considerações relativas à analogia com construções leves encontradas na natureza e na subdivisão de uma estrutura apropriada à produção. para controle de máquinas operatrizes.9 e em 7. resinas de ésteres vinílicos.2. Pelo uso. como controle de conexões em circuitos binários para alteração do estado de um equipamento pelo ajuste de sinais binários. 9. para tarefas de controle complexas. Controladores numéricos Em controladores de comando numérico. 48] ou diretamente durante a utilização da máquina (on-line) ou previamente (off-line). com maior profundidade. em combinação com processamento elétrico de sinais como eletro-hidráulica. 6. como circuitos eletrônicos em circuitos velozes e muito velozes com baixo nível de consumo e durabilidade ilimitada. Termoplásticos conservam-se em cadeias de moléculas não ramificadas e não necessitam de longo tempo de polimerização. No contexto das fibras de matérias-primas renováveis. como também em forma de termoplásticos.4. como resinas de poliéster. para a descrição de problemas de controle numa linguagem de programação voltada à aplicação. gerenciamento e preparação de dados de controle numérico. polímeros de substâncias como amido.2. usando como principal referência os trabalhos de Flemming [16 . • • • Controladores lógicos programáveis preferencialmente: • • • para tarefas com funções de controle gravadas na memória. 27].1 Generalidades Os componentes absorventes das solicitações são principalmente fibras de carbono. Controladores hidropneumáticos preferencialmente: • quando são empregados acionamentos hidropneumáticos e as funções de controle são simples.8-2. açúcar.2-2. entre outros. como controle de conexões em controles de funções não muito extensos. beitz 09 309 13. Fig. Diretrizes para a aplicação Controladores mecânicos preferencialmente: • • para funções de controle onde se exige elevada clareza. nos quais as fibras são dispostas unidirecional ou ortogonalmente em forma de têxteis [18]. o que poderia influenciar o ciclo produtivo. de preferência sob pressão e temperatura (polimerização). 9.21]. poliimidas e resinas fenólicas.05 20:23:24 . Esses são representados em código binário e imediatamente processados pelo controlador. existem fibras de matérias-primas renováveis como cânhamo.06.4 ■ Construções combinadas Na seção 3.5. o tema volta a ser abordado neste capítulo. Além disso. são utilizados os chamados prepegs. para processamento de dados tecnológicos e no processamento de dados geométricos (controle por pontos. discutido em 7. Fig. e são termicamente deformáveis.Construções combinadas 309 • para interligação com outros programas no âmbito da CIM (computer integrated manufacturing) e da engenharia simultânea. são tecidas em rovings (retroses ilimitados). sisal. A idéia é empregar material de forma que função e solicitação possam ser atendidas de forma otimizada por um “material construído”. também podem ser empregadas como matérias-primas para a matriz. gelatina e semelhantes. aproximam-se bastante das fibras de vidro [17. além de serem biodegradáveis [27. podendo até derreter. resinas epoxídicas. que chegam a aproximadamente 60% das características de resistência de combinados reforçados com fibra de vidro. Do ponto de vista de um sistema construtivo apropriado à função e à solicitação. funções relacionadas ao usuário. 19]. de vidro e fibras sintéticas que. A matriz que interliga as fibras consiste de materiais polímeros em forma de duroplásticos.109. Assim. por exemplo. celulose. Controladores numéricos preferencialmente: • • para processamento de elevado número de dados geométricos. linho e rami. Materiais para combinados biodegradáveis são interessantes • Controladores elétricos preferencialmente: • • como controle de contato para grandes potências com consumo reduzido. Para isso é predominantemente utilizado o princípio do desdobramento das tarefas. Controladores computadorizados contêm uma série de funções numéricas básicas: entrada e saída de dados operacionais e de controle. 7. com auxílio de uma matriz do material. como solução vantajosa do ponto de vista econômico para simples controle da trajetória e da velocidade.4. 7. segmentos lineares e trajetórias curvas) [48]. 28]. como controle eletrônico em processamentos complexos de dados. entre outros materiais. para elevado grau de automatização. Os constituintes do material são empregados de acordo com suas características específicas e interligados entre si num componente. a entrada das informações de controle ocorre sob forma de algarismos. que pelo comprimento atingido na ruptura. que são semi-acabados de fibras pré-impregnados com resinas poliméricas. ou seja. desse modo economizam-se conversores de energia. já se referiu às construções combinadas. como polipropileno. para a programação simples de funções de controle diretamente na fábrica. duroplásticos tendem a uma maior fragilidade [17. tecnológicos ou de processo. o trabalho e o retrabalho mecânico podem ser significativamente reduzidos. a mecatrônica experimenta obter sinergias pela integração da engenharia mecânica. Particularmente. Cada um dos componentes do carro é produzido como construção híbrida (Fig. pois do contrário.4. O exemplo de sistema modular do bonde mostrado na Fig. 9. 3. preservam-se as vantagens de uma construção com materiais sintéticos. obtêm-se componentes leves e. é de se esperar um possível desplacamento ou apenas uma baixa resistência (cf. Fig. entre outros. ao passo que o núcleo interno é constituído por material espumante.312 Campos de solução Figura 9. 9. Com isto. Insertos de metal ou de placas são colados. menor custo de produção. Flemming [16] mostra um outro exemplo vindo da construção de automóveis. resultou menor peso.22 — Estrutura de um veículo em construção sanduíche de GFK com stringers vazados também de GFK.5.05 20:23:25 . e selecionadas formas que se ajustam às deformações gradualmente (cf. um núcleo em espuma é mais vantajoso do que uma estrutura tipo colméia. Entende-se também por construção híbrida a utilização de diferentes tipos de fibras num mesmo componente. pontos de partida para aplicação de soluções com ajuda da mecatrônica e da adaptrônica. podem ser assumidas por outros combinados de fibra. 9. células de colméias ou folhas metálicas.24). (GFK = plástico reforçado com fibra de vidro).1 Estrutura geral e conceitos O conceito mecatrônica compõe-se de mechanics (mecânica ou engenharia mecânica geral) e electronics (eletrônica ou eletrotécnica geral).23 —Habitáculo de um vagão em construção mista.4 se encaixa aqui. Nisso. funções e solicitações locais ou. redução no tempo de produção e. assim como também para a montagem e a produção (Fig. conseqüentemente. Neste projeto o monobloco do carro foi fabricado pelo processo de enrolamento. por exemplo. de introdução de forças. Vigas de combinados de fibra. para um mesmo componente. A ligação entre o núcleo e a camada superficial é realizada por colagem. 10. Todas as construções combinadas citadas também apresentam. para a busca da solução. novamente as camadas mais afastadas podem ser combinadas de fibras ou também chapas de alumínio. deverão ser evitadas transições bruscas não necessárias. na qual é preciso ficar atento à boa ligação das paredes da colméia com soldas de filete [18]. beitz 09 312 13. Em comparação com a construção metálica pura. Deve-se evitar a penetração da camada de cobertura nas cavidades da colméia. ao passo que a camada interna absorve o cisalhamento e serve de apoio e solidarização para as camadas externas.06. Aqui. Construções híbridas Na combinação dos sistemas construtivos anteriormente descritos com construções metálicas ou de madeira convencionais. princípio de deformação afinada em 7. com a incorporação da tecnologia de informação. Piso de alumínio extrudado parafusado e teto em sanduíche de laminado de fibra colado.22 mostra um exemplo. com a conseqüente concentração de tensões. também [41]).1-3). Por causa de grandes superfícies de contato. chega-se a estruturas híbridas onde. pois nelas as camadas estruturais tracionadas e comprimidas são deslocadas mais para a parte externa. insertos de metal ou de chapa em uniões parafusadas. da eletrotécnica e da tecnologia de informação. Assim.23). Também são comuns uniões com rebites e parafusos. no caso de emprego de colméias de tamanho pequeno e/ou no caso de emprego de cobertura suficientemente espessa. Segundo Isermann [33].5 ■ Mecatrônica 9. ao mesmo tempo. dependendo da superfície. As superfícies coladas devem ser extensas e a superfície colada somente deveria estar sujeita a tensões de cisalhamento. Figura 9. material sintético espumante. rígidos. as estruturas híbridas ajudam a dominar melhor os problemas 9. vigas metálicas ou de madeira podem assegurar a resistência e rigidez global.2. estruturas sanduíche ou metálicas. é possibilitado um desdobramento mais amplo de tarefas. ou peças específicas). nem sempre com características operacionais ótimas. Possivelmente com a mesma fabricação. que atendam à mesma função. Por série de fabricação entendem-se objetos técnicos (máquinas. Com várias opções de tamanhos. Disso resultam vantagens para o usuário: • • • Produtos com preços atraentes e qualitativamente bons. num vasto campo de aplicação. • • • Com a mesma solução. Para o fabricante resultam vantagens: • • • Em muitos casos de aplicação o trabalho de projeto é efetuado uma única vez sob princípios ordenantes. A produção de lotes de determinados tamanhos se repete e por isso fica mais econômica.06.323 CAPÍTULO 10 DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS EM SÉRIE E MODULARES 10.05 20:24:20 .1 ■ Produtos em série Um recurso essencial de racionalização no âmbito do projeto e da produção é o desenvolvimento de séries de fabricação [35]. Aquisição descomplicada de peças de reposição e complementação. beitz 10 323 13. Redução do prazo de entrega. Uma alta qualidade pode ser alcançada mais cedo. subconjuntos. Como desvantagens para ambos resultam: • Uma variedade limitada de tamanhos. Nesse sistema de coordenadas. um levantamento preciso de custos de produção variáveis [36]. eficiência) e. poderá ser prático subdividir a faixa de tamanhos de uma série em várias faixas com escalonamentos diferentes.2). 10. beitz 10 328 13.3. custos e tempos de produção com escalonamentos diferentes (cf. e características dos integrantes de uma série que não são alteradas pela variação do escalonamento.3 8 10 12.1. cada ponto da malha é um número normalizado desta série. Um escalonamento apropriado das dimensões e parâmetros.328 10.25 1.Distribuição”. ambos os números normalizados podem ser escalonados de acordo com uma série de números normalizados. Cada número geométrico decimal normalizado (NZ) pode portanto ser escrito como (NZ) = 10m/n ou também por log (NZ) = m/n. comportamento do mercado diante do enxugamento dos tamanhos e lacunas resultantes. pois dispondo de uma grande gama de tamanhos fica mais fácil poder atender às necessidades do cliente de forma mais • • Uma vez que. Por razões técnicas e econômicas precisa ser selecionado um escalonamento que.2).05 20:24:25 . Diagrama de números normalizados Para maiores considerações. a vontade de não pretender realizar nenhum superdimensionamento da fundação ou das interfaces. por outro lado. é apropriado fazer uso do diagrama de números normalizados. Os números de uma série normalizada podem ser representados pelo logaritmo na base 10 dos expoentes (veja dedução em 10. a relação técnica também pode ser representada pela forma: 1 1. Grupo decimal my n = mx m + +p x . em geral. Esta distância corresponde ao escalonamento. x 0 n Próximo elo da série Concepção básica 1.1. A definição de um escalonamento ótimo somente poderá ser resolvida por uma consideração integrada do sistema “Mercado .2. obtém-se o diagrama de números normalizados da Fig. p. 10. decorrente do enxugamento dos tamanhos. Grupo decimal m y0 log y0 = m n logc = c n 5 4 2.4) e.5.4 e 10. ex.. é de grande importância. Lançando isso num par de eixos ortogonais e não marcando o logaritmo mas diretamente o número real. onde m indica o respectivo patamar na série NZ e n o número de patamares dentro de uma potência de 10 da série NZ. 12. seja suficientemente grosseiro para que possibilite uma produção econômica devido ao maior número de componentes da série. Pressuposto disso são informações úteis a respeito de: • • expectativas da demanda do mercado (distribuição). quase todas as relações técnicas podem ser escritas na forma geral Desenvolvimento de produtos em série e modulares 12.2 — Relações técnicas num diagrama NZ: n número de graduações da série NZ mais fina tomada como base.Produção . com relação a cada tamanho produzido. mx1 − xo n m x1 − mx O n 3. por um lado.6 1 log␸(n) = 1 n tg ␣ = p 0 1 y=c.5 2 1. qualquer número normalizado de uma série é eqüidistante do número imediatamente anterior. Caso variáveis dependentes se correlacionem com variáveis independentes por uma lei de potências y = cxp (Fig. além de problemas de peso.5 16 mx0 log xo= n mx log x1 = 1 n 1.15 log ␸x =log x1 −logx0 = m p..06. seja suficientemente fino para que possa atender os requisitos técnicos (p. 2.5 10 8 6.5 3. Seleção do escalonamento de grandezas Na maioria dos casos objetiva-se uma tipificação com definição única dos patamares das variáveis.3 Representação e escalonamento 1.1. principalmente. Com expoente igual a 1 se o crescimento for igual (linha a 45 graus) ou com p ␲ 1 se o crescimento for desigual (declividade p = 1 /2. Por outro lado. ex.6 2 2. exigências com relação a características especiais. Razões para tanto são. n n Figura 10. pelos motivos mencionados. ou até mesmo critérios estéticos. O segundo critério procede do projeto e da produção. 3 : 1 ou semelhante). p. Esta forma de representação de números normalizados e séries de números normalizados é extraordinariamente prática conforme ainda será demonstrado pelos exemplos dos itens 10.1. Todo expoente inteiro conduz novamente a um número normalizado. operação em regime de máximo desempenho.15 4 5 6.3 1. anseia por um pequeno valor do escalonamento. 2.Projeto . potências e torques.25 y = cxp cuja forma logarítmica é log y = log c + p log x Assim. precisa. O escalonamento é regido por diversos critérios: Um dos critérios é dado pela situação de mercado que. nem sempre resulta um escalonamento uniforme e ótimo.xp p. ex. b dados principais: torque T.10 — Representação em escala da série construtiva da Fig.5 ø50H8 71 a M70x2 ø92 ø80 ø70 180 b Figura 10. E.3: todas as relações de forças permanecem constantes por toda a faixa de tamanhos para as semelhanças geométricas. C. beitz 10 332 M110x2 ø145 13. 10. peso G e momento de inércia GD2.5 Séries semi-semelhantes Séries geometricamente semelhantes com escalonamento geométrico-decimal. padronizados e também por razões tecnológicas (espessura da parede). L. e o aproveitamento do material mantém-se igualmente elevado. Isto é realizado por um grande número de molas helicoidais dispostas ao longo do perímetro com uma característica acentuadamente plana. nem sempre podem ser implementadas. firma Ringspann KG): a do membro menor.9 — Planilhas de dados do cubo corrediço da Fig. a dimensões ajustadas a normas de ordem superior ou peças de terceiros. formulação superior de problemas.9a e b mostram as planilhas desenvolvidas. 10. L A B Esses casos conduzem ao desenvolvimento de séries semi-semelhantes.2 5.8 — Projeto básico de um cubo corrediço (modelo ringspann KG).2 12. Figura 10. o desvio no componente A pelos pinos rosqueados com espiga.05 20:24:26 .10a e b mostram o maior e o menor integrante da série.5 10 GD2 10·B. Com o desgaste das lonas. 10. Todos os tamanhos dos cubos deslizantes satisfazem as condições de semelhança expostas na Tab. A Fig.1.8 apresenta o projeto básico. 500 450 400 355 315 280 250 224 200 180 160 140 125 112 100 90 80 71 63 56 50 45 40 35.5 11.10. 10. a queda do torque deverá se manter a menor possível. D em mm. 10.8. EH8 D CH8 d D 27. Desvios acentuados da semelhança geométrica podem ser impostos pelas seguintes razões que exigem outras leis de crescimento para uma série construtiva: • • • leis superiores de semelhança. D em mm T D G 63 80 100 125 160 200 250 315 80 100 125 160 200 Tamanho nominal D em mm a Tamanho nominal D em mm b Figura 10.9 (foto de fábrica.5 31.332 igual aproveitamento do material.5 25 20 16 12. A.5 28 25 22.8 15 ø200 ø110 ø125H8 23 37. 10. T em Nm. requisitos superiores de produção de ordem econômica.2 10 Desenvolvimento de produtos em série e modulares L 10·G em kg. 103 · GD2 em Nm2 B D E C dmax A 25000 20000 16000 12500 10000 8000 6300 5000 4000 3150 2500 2000 1600 1250 1000 800 630 500 400 315 250 200 160 125 100 80 63 50 40 31. dmáx. As Figs. b do membro maior.06.4 20 18 16 14 12. As Figs. O desvio perceptível no tamanho B é condicionado pela largura do pinhão definido por uma norma superior (componentes terceirizados). mesmas características. em que. os formuladas as relações físicas envolvidas e introduzidas as conmódulos freqüentemente compreendem séries. somente revelar-se no curso do desenvolvimento.1. uma série construtiva constitui um princípio de racionalização. por isso. desde que todas as variantes ou variantes específicas do programa de um produto somente forem produzidas em quantidades pequenas e quando se consegue cobrir a faixa exigida com um único ou com poucos blocos básicos e auxiliares. isto acarreta uma x multiplicidade de produtos para um projeto específico. na medida do possível. Na medida dicionantes. 38]. listas de estoque e afins. ex. Além de atender a diversas funções. Kloberdanz [26] apontou para um desenvolvimento computadorizado de séries construtivas. deve ser atendida para uma ampla faixa de tamanhos. subconjunvem ser determinadas as leis de crescimento ou as dimensões tos e componentes específicos que: de cada integrante. através de combinações. Fuso y z x Caixa de mudança com correia dentada Acionamento do avanço Espaçador y y z z BG 16 BG 25 y z BG 10 Sistemas modulares oferecem possibilidades de racionalização para outras situações. Por causa disso.05 20:24:29 .20). intensamente do que no desenvolvimento de uma série. Para uma análise conceitual. Essa combinação e.1. Com isso. No desenvolvimento de um produto. Já função. normas de fase conceitual e a fase do layout são influenciadas muito mais fábrica. no desenvolvimento de séries semi-semelhantes. ao possibilitarem a utilização dos mesmos blocos em diferentes produtos. e. especialmente válido para a racionalização da produção. é realizada aplicando o princípio modular. dependentes em função do tamanho nominal independente a função global resulta da combinação de blocos discretos da selecionado. num diagrama de números normalizados. a transparência é diminuída. râmetros participantes é relativamente elevado e o número de • como blocos. o programa determina automaticamente as leis de do possível. as leis de crescimento assim obtidas constituem o princípio para geração automática da geometria dos projetos sucedâneos de uma série semi-semelhante (cf. os blocos deveriam ser produzidos utilizando crescimento e apresenta as respectivas curvas das dimensões uma mesma tecnologia. A racionalização consiste em que a variante exigida seja constituída por uma combinação de componentes e / ou requisitos ou de um primeiro exame das inter-relações físicas subconjuntos específicos (blocos de função). o que se traduz Figura 10.06. 10. para o desenvolvimento de um sistema modular precios diagramas calculados com um PC podem ser ajustados sa ser elaborada a respectiva estrutura da função. Com ajuda de macros parametrizáveis. é alcançado pela elemen- beitz 10 340 13. p. uma vez Através de várias escalas de tamanhos destes blocos. Se o programa de y y y um produto prevê o atendimento de x x x diversas funções. Conforme exposto em 10. freqüentemente com soluções diferentes e equações a serem solucionadas é proporcionalmente elevado. segundo [26. esses projetos podem ser impressos como layout preliminar. O projeto detalhado somente é gerado após definição dos destaques apropriados dos macros de componentes específicos [26. com um mesmo conceito.340 Válvula proporcional Motor elétrico Desenvolvimento de produtos em série e modulares 10. com auxílio de equações exponenciais. onde uma mesma função.5. sistemas modulares também servem para aumentar o tamanho dos lotes de peças repetitivas. a interativamente às outras condicionantes. Fig.2 ■ Produtos modulares O conjunto de prescrições a serem observadas e as possibilidades construtivas que se oferecem ao desenvolver uma série foram expostas em 10. 38]. projeto e da produção. Uma vez que num sistema modular. Do ponto de vista técnico e econômico. dePor produto modular entendem-se máquinas.20 — Exemplo do desenvolvimento computadorizado de um série seminum custo relativamente elevado do semelhante de unidades de avanço hidropneumáticas. Esse objetivo. Conseqüentemente. Em aplicações complexas o número de pa• satisfazem diferentes funções globais. um sistema modular sempre se apresentará como vantajoso em comparação com soluções específicas.. 355 CAPÍTULO 1 1 MÉTODOS PARA O DESENVOLVIMENTO DE PRODUTOS COM GARANTIA DE QUALIDADE 11. beitz 11 355 13.1. Por superposição das etapas principais ou por recrutamento dos colaboradores e dos fornecedores dessas etapas para formar uma equipe de projeto por tempo limitado. A tendência de inserir etapas de trabalho sistemáticas num processo integrado de geração de um produto. É crucial a percepção. define-se a qualidade de um produto de forma abrangente. 4. como também de deficiências dos procedimentos. é implementada na produção. 3.3). bem como custos de: produção e de operação (cf. a qualidade contempla a observância dos requisitos com relação à: segurança. de acordo com [26]. canais de informação curtos e diretos para uma coordenação iterativa e passo a passo do progresso do projeto.06. A garantia ou incremento da qualidade é uma tarefa coletiva com uma abordagem integral. Uma garantia de qualidade no desenvolvimento e no projeto de um produto já é auxiliada pelo procedimento metódico proposto neste livro com respeito ao seqüenciamento do trabalho. que começa com o planejamento do produto e com o marketing. Fig.16]).1 ■ Aplicação do procedimento metódico Atualmente. projeto e planejamento deficientes. bem como os métodos de seleção e de avaliação [2. 33]. de que uma qualidade inferior tanto pode resultar de deficiências do projeto. Além do atendimento da função.7. novamente garante uma qualidade abrangente (cf.15). 4. a cadeia de processos de um processo integrado de geração de um produto representado na Fig. começa desde o projeto [2.5 possibilita uma compilação integral do conhecimento da matéria. inclusive com relação à terminologia. 2.05 20:25:31 . é a norma internacional (DIN ISO 9001 a 9004 [12 . 80% de todas as falhas são devidas ao desenvolvimento. A obtenção de um produto com qualidade com potencial de mercado. Comparável à responsabilidade pelos custos do projeto (cf. executado por equipes de projeto chefiadas por um gerente do produto. 19]. assegurar a qualidade. e é decisivamente influenciada no projeto e no desenvolvimento e. 60% de todas as quebras dentro do período de garantia têm sua origem em desenvolvimentos imaturos e falhos. Igualmente uma contínua consideração dos requisitos do cliente e. 2. finalmente. principalmente. ou seja. reciclagem e disposição final [4]. A base do controle de qualidade. aos métodos para a solução e o layout. características ergonômicas e de utilização. mas precisa ser projetada e implementada. 12). Qualidade não pode ser testada. Com relação a este procedimento. Portanto. durabilidade. estabilidade. M Verificar tolerâncias. a questão primordial é verificar se as funções formuladas na lista de requisitos estão satisfeitas. transporte. K eventualmente prever mola de compressão F. bem como suas causas. influências anormais que causam um comportamento não desejado do sistema com relação a solicitações. montagem. verifica-se se o processo de produção planejado é adequado para alcançar as características exigidas. M Verificar dimensões M Inspeção visual K Testar princípio da solução B Verificar condições de serviço K Verificar balanço energético M Medir alongamento da mola K Verificar balanço energético K F M B P Projeto Produção Montagem Operação (utilização e manutenção) Necessário protocolo Figura 11. P Medir deformações das molas Prever suficiente espaço para K deformação da mola Verificar dimensionamento da mola. por meio de uma interligação E ou até mesmo por uma interligação OU. Este método é basicamente utilizado em novos desenvolvimentos. 7. mediante utilização da lista de verificação com as principais características. Para isso. p. ergonomia. ex.06. 26. desgaste. danificada Momento de atrito não é transferido do componente 5 para o componente 6 Temperatura da circunvizinhança muito elevada (p. • Verificar quais pressupostos devem ser cumpridos para que o comportamento falho ocorra. deformação. Distingüe-se entre a FMEA para o projeto/desenvolvimento e a FMEA para o processo/produção. ressonância. M Efetuar controle das molas Verificar esforços no K alojamento da mola K. • Implementar a respectiva solução no departamento de projeto por uma nova solução.362 Métodos para o desenvolvimento de produtos com garantia de qualidade Corrente de ar de arrefecimento não é bloqueada >1 = Força de aperto não é aplicada >1 = Mola (8) incorretamente ajustada Mola (8) não regulável Molas desigualmente ajustadas Mola superalongada Mola quebrada Montagem de diferentes molas Alojamento da mola defeituoso Obstruir movimento relativo entre os componentes 10 e 5 Anéis de vedação com material inadequado Número errado de anéis de vedação Sistema não é vedado de modo a permitir deslizamento >1 = Calor gerado pelo atrito não é dissipado >1 = Luva não gira junto com o eixo >1 = Reduzida tensão inicial dos parafusos Ajuste errado entre luva (2) e eixo (1) Luva dilata pela ação do calor e se destaca do eixo Anéis de vedação giram >1 = Fluxo de calor dificultado >1 = Excessivo afluxo de calor >1 = Causas de falhas Força de compressão insuficiente Anéis de vedação muito pequenos Superfície de separação entre a luva e os anéis de vedação áspera.10 — Análise da árvore de falhas da vedação de um eixo. 11. deve se restringir a áreas importantes e seqüenciamentos críticos. energia e sinal. especificação. Fig. uma melhoria da solução ou medidas de controle na produção.8. vedação bem como segurança. ele procure as causas de um possível comportamento falho. utilização e manutenção. beitz 11 362 13.3). F Verificar tolerâncias K Verificar balanço energético Comparar com “força de aperto não aplicada” F. conforme Fig. utilização e manutenção de acordo com a folha de verificação indicada para o processo de layout. deformações. Na FMEA projeto/desenvolvimento. deve ser dada preferência ao apuro da solução por meio de uma solução melhorada. 32]. dilatação. transporte. como princípio de funcionamento.. em geral. que por causa do esforço de trabalho necessário para sua aplicação completa.05 20:25:35 . em geral. corrosão. Com auxílio da FMEA de processo/produção. etc. montagem. do ponto de vista crítico. evitar posição oblíqua Testar material escolhido K M. P Contar anéis de vedação M Medidas corretivas Apertar parafusos de forma controlada K. O principal objetivo é a redução ou eliminação dos riscos. produção. É fundamental que o projetista se aproprie desse modo de raciocinar e também o pratique de modo informal. controle. A FMEA baseiase na análise direta de uma falha e suas conseqüências. 11. a análise da árvore de falhas. (cf. Isto ocorre ao negar subfunções reconhecidas e. mancais) Luva se destaca do eixo Força de aperto (força vedante) muito elevada Com a dilatação da luva (2) a pressão aumenta M. ex. ela só permite uma única interligação direta entre causas e conseqüências de uma falha. deve ser observado.4 ■ Análise das possibilidades e influências das falhas (FMEA) A FMEA é um método analítico amplamente formalizado para a determinação sistemática de possíveis falhas e avaliação dos riscos a elas associados (efeitos) [19. A principal ferramenta do QFD é a chamada House of Quality (casa da qualidade) (Fig. de forma clara. Ela é útil para um planejamento do produto e do processo. 11. freqüentemente formuladas de maneira vaga. 25] e nesse meio tempo também já está sendo utilizada na fase de planejamento da produção [31].12. Do mesmo modo que na FMEA.13 — Esboço de um dispositivo de bobinamento manual para fita perfurada. Ainda na mesma planilha. 10. 20 . o método QFD também conduz a uma integração dos subprocessos do processo de geração de um produto. 11. especialmente para o seqüenciamento da produção. freqüentemente é efetuada uma FMEA do processo. ø 200 ø 25 25 ø60 Desenho “virado” 52 Cavilha de fixação 80 40 M8 55 Luva de plástico 90 M10 Figura 11.14).22. Ela permite. Do ponto de vista do cliente. uma vez que esta tem de considerar as etapas de produção previstas para serem realizadas mais adiante. No telhado da casa são identificadas as relações recíprocas ou os conflitos dos requisitos entre si. beitz 11 364 13.12 — QFD como instrumento de integração [33].13 e Fig. A metodologia QFD é considerada um método com quatro fases. ela se implantou rapidamente [9. Os requisitos do cliente são precisamente convertidos em características do produto e essas novamente em seqüenciamentos de fabricação e exigências da produção. sistematicamente voltado ao cliente.05 20:25:35 .364 Estágio I Planejamento do produto Caractísticas técnicas Métodos para o desenvolvimento de produtos com garantia de qualidade II Desenvolvimento do produto Produtos III Planejamento do processo Planejamento do processo e planejamento dos testes IV Planejamento da produção Características da produção Desejos do cliente Produção Métodos empregados adicionalmente • Pesquisas de mercado • Segmentação do mercado • Análise das tendências do mercado • Outros • Melhoria do valor • Configuração do valor • Projeto sistemático • FMEA • Make or Buy • Outros • FMEA (processo) • Projeto da montagem • Projeto da manufatura • Planejamento dos ensaios • Outros • Engenharia industrial • Modelos para determinar o tempo de produção • Logística • Estratégia de setup • Estratégia de montagem • Recomendações sobre os testes • Outros Figura 11. Essa avaliação das etapas de produção freqüentemente já está contida indiretamente na FMEA do projeto (produto). Essas fases estão representadas na Fig. 17.06. converter as vontades do cliente. 11. no quadrado central as relações entre as vontades 11. nas características de qualidade (propriedades. Desde então.5 ■ Método QFD Quality Function Deployment (QFD) é uma metodologia para planejamento e controle da qualidade. a questão que se coloca é se todas as funções podem ser concretizadas. segundo [17]. objetivos visados) do produto a ser desenvolvido. Nos países de língua alemã a metodologia QFD só foi publicada por Akao [1] em 1992. o custo dos produtos pode ser reduzido de forma mais significativa por uma solução básica vantajosa do que por soluções adotadas somente na etapa de produção. o que segundo [17]. Provavelmente isso significa um acréscimo no tempo de projeto. do grau de ocupação da capacidade produtiva ou do tamanho do lote.5 Euro. com aumento do giro da empresa. modificações de projeto na etapa de produção freqüentemente significam custos elevados. ao passo que os custos fixos incidem de forma invariável num determinado intervalo de tempo. em alguns lugares. o salário do encarregado do almoxarifado. uma série de custos não está diretamente relacionada. freqüentemente é mais vantajoso do que ações posteriores para a redução dos custos. é útil iniciar a otimização numa etapa prematura. Por outro lado. Para a minimização dos custos. Estas correspondem a 1 UM = 0. Estes custos são então classificados como custos indiretos. Portanto. portanto.. ex. custos de materiais e os custos da mão-de-obra de manufatura de um componente. desempenha papel relevante. custos diretos são custos que podem ser diretamente associados a uma origem de custos. Isto se aplica tanto na concepção como no projeto. desde que o nível de informações assim o permita. De acordo com o tipo de contabilização. p. que a subseqüente fabricação e montagem somente oferecem uma pequena margem na redução dos custos. p.367 CAPÍTULO 1 2 IDENTIFICAÇÃO DE CUSTOS 12. Assim. também sobem os custos dos materiais. Nos exemplos subseqüentes. Por outro lado. bem como no desenvolvimento de séries construtivas e sistemas modulares. beitz 12 367 13. Estes são introduzidos como custos variáveis na apropriação dos custos. Sabe-se que a parte preponderante dos custos é fixada pelo layout e o princípio de solução adotado e. ex.. Determinados custos dependem do número de pedidos.06. a redução dos custos deveria ser iniciada o mais prematuramente possível. De acordo com [6]. a identificação dos custos de forma correta e em tempo hábil. na data de lançamento deste último. Geralmente. dos salários.1 ■ Custos variáveis Em todas as fases do processo de projeto.05 20:29:20 . os valores em dinheiro são indicados em UM (unidades monetárias). a iluminação do prédio da fábrica. os custos globais incidentes na manufatura de um produto são diferenciados em custos diretos e custos indiretos. dos materiais auxiliares e de consumo. bem como à documentação já elaborada e existente. custos dos materiais. as relações indicadas na Fig.3. o que aponta para uma viabilidade econômica dessa família de materiais. conseqüentemente. é exigida uma forma rígida. Nos subitens seguintes.3. ex.V = k G . para requisitos de resistência.3. do ponto de vista do preço. Para os beitz 12 370 13. Levantamentos por iniciativa própria com aço fundido [25] conduziram às relações reproduzidas na Fig.3. Com relação à influência da forma para materiais semiacabados constata-se. médias e grandes.370 só variável característica x. Na aplicação. No desenvolvimento deste método foi fundamental o fato de ele contribuir em tornar mais claras as relações existentes ao projetista. outras variam divergindo da semelhança geométrica) precisam ser constituídas leis de crescimentos dos custos mais subdivididas e que contenham todas as variáveis geométricas e materiais envolvidos. Mas a aplicação de um material também depende dos objetivos que se tem em mente. Materiais de alta liga exigem.6) e perfis fechados que.12 de modo que os custos do material fundido com ␸k = ␸g 1 –0. também o preço absoluto a ser pago. Por isso. p.4). Catálogos de custos relativos dos materiais. 10. 10. na maioria das vezes.5) (algumas variáveis geométricas permanecem constantes. porém. a resistência em geral cresce mais rapidamente do que o custo. são calculados por peso. pela disponibilização desses métodos. a diretriz VDI 2225 Folha 2 [34] indica valores para dimensões pequenas.1. Os coeficientes dos membros são obtidos dos dados de produção da empresa. desde que laminados. ex. onde os expoentes podem ser números fracionários. semi-acabados e componentes encontrados no comércio são usuais.4). Além do mais. a função de custo pode ser reduzida a uma equação do seguinte tipo: Identificação de custos VHK = a + bxp (cf.. a Fig. custam aproximadamente o dobro. para os materiais usuais.9 aumentam com ␸M = ␸G . Para variantes semi-semelhantes (cf.2 mostra os custos relativos do material k* para alguns materiais com dimensões médias e simultaneamente indica esses custos com relação à resistência à tração Rm (consideração da resistência) e também com relação ao módulo de elasticidade (consideração da deformação).2 se alteram radicalmente em peças fundidas e de plástico com a complexidade da configuração e são outras para requisitos suplementares como resistência à corrosão.3) Em contrapartida. ex. –0. requisitos especiais com relação ao acabamento superficial. por meio da Fig. Dependendo das exigências com relação à precisão e ao gasto de tempo. é o objetivo dos atuais esforços [10]. entre outros itens. para um mesmo peso. quando solicitados à flexão. o ferro fundido cinzento e os plásticos estão em desvantagem em relação ao aço. apresentam preços específicos aproximadamente iguais. terceiro grau. uma usinagem mais dispendiosa. essas leis atingem uma precisão relativamente elevada com um esforço moderado. Assim. por isso. a estimativa do custo com auxílio de relações de semelhança. Também foi indicado o custo relativo para conformação com remoção do cavaco segundo [28].4 mostra o melhor aproveitamento do material de determinados perfis. são bem mais caros. no máximo. No caso de semelhança geométrica (cf.v ( valor de referência) Deve ser levado em conta que os valores relativos assim obtidos são dependentes do tamanho. cf. Por isso. O conhecimento antecipado dos custos. com base num objeto de referência (projeto básico ou elemento operacional. em função de um comprimento de referência obtêm-se leis bens simples de crescimento dos custos com polinômios de. 12.05 20:29:23 .V k G . A utilização de relações de semelhança exige a existência de uma peça ou subconjunto semelhante ou de operações de produção apropriadas. Elas se apresentam sob forma de séries com funções exponenciais. Custos de fundição muitas vezes são de interesse. Também são conhecidas por leis diferenciadas de crescimento dos custos. chapas e perfilados. 12. ao lado do número de peças. portanto.1. os custos específicos do ferro fundido diminuem com o aumento do peso da peça. diâmetro ou peso. cogitar-se-á um material diferente do que no caso de alta rigidez.06. cada método será esclarecido mais detalhadamente. Fig. Quando. os custos relativos k* são referidos a USt 37-2 e deduzidos do peso ou do volume como custos específicos do material k* G ou k* V pela seguinte fórmula: ∗ kG . para que este possa desenvolver e decidir mais objetivamente. 12. ou seja. o dado vale por muito mais tempo do que o custo absoluto.3. em combinação com possibilidades de utilização de computadores com sistemas CAD e sistemas baseados no conhecimento. Para um mesmo módulo de resistência. 12. 12. ao invés de ␸M = ␸G (cf.4). que materiais redondos. 12.1 Comparação com os custos relativos Nos custos relativos os preços ou custos são relacionados a um valor de referência. o peso e o grau de complexidade também são importantes.3 ■ Métodos para a identificação dos custos 12. utiliza séries de potências com os correspondentes expoentes das equações de custo dos materiais. em geral. Em princípio. dos tempos principais e auxiliares ou dos tempos por componente. Para a organização de catálogos de custos relativos foram elaborados princípios [7]. parte fundamentalmente de relações físicas da tecnologia e. resulta que em aços de beneficiamento e de emprego em concretagem. quadrados.. a secção necessária e o peso por metro são acentuadamente menores e. Materiais trefilados (fator 1.4. para uma construção. p. leis de crescimento dos custos 12. 12. a preferência deverá recair sobre um ou outro método. Entretanto. Daqui. 12. De acordo com as leis da eletrotécnica. tem-se: Tensão U ~ afastamento entre os eletrodos e ~ diâmetro do recipiente dB.42 .3. mesmas instalações de produção. a redução da função de custo ao parâmetro da tensão dá como resultado: ␸VHK = am ⋅ ␸MEK + ∑ aF ⋅ ␸FLK . VHK = a1 + b1 · U 1.05 20:29:25 . furação e lixamento. Diâmetro interno da câmara dB. entre outros fatores. Pela formação dos coeficientes ai com auxílio do projeto básico insere-se o modo de calcular específico da empresa e ao mesmo tempo assegura-se sua atualidade.8 — Grandezas geométricas da câmara de pressão de um interruptor de alta tensão. O fator de escala dos custos de produção ␸HK representa a relação dos custos do projeto sucedâneo HKq (custos procurados) em relação aos custos do projeto básico HK0(custos conhecidos) e é determinado por meio de considerações de semelhança (cf. c1 considera as dimensões do condutor e uma margem de segurança para pressão e temperatura constantes. Comprimento da câmara l. Custo dos recipientes de pressão para disjuntores de alta tensão (parâmetros de influência sobre os custos variáveis. ex.17. O projeto básico (índice 0) é escolhido de modo que possa representar a maior faixa possível de diferentes tamanhos. Com base no projeto básico Diante de componentes geometricamente semelhantes ou semi-semelhantes de uma série construtiva ou diante de uma beitz 12 374 13. Espessura da parede da câmara s.8): A equação de regressão de recipientes soldados.. A projeção do custo do projeto sucedâneo deverá se situar dentro do domínio de validade do custo do projeto básico. l = constante.06. Uma vez conhecidas as leis de crescimento dos custos de cada um dos componentes.94 · l0. mesmo processo de produção. k k k De forma geral.3. As relações assim definidas participam dos custos de produção variáveis correspondentes e representam a estrutura de custos do projeto básico (cf. veja Fig. Para o recipiente de parede delgada vale a fórmula para tubos de parede delgada.1) com L0 ∑ ai = 1 e ai ≥ 0. A relação entre os custos diretos dos materiais e os custos ou tempos de produção. para torneamento. Uma vez que a espessura calculada de acordo com a resistência está abaixo da espessura mínima prescrita pela norma. 10. a lei de crescimento do custo global é obtida de: U ~ e = c1 · dB.1): ø dB Figura 12. CHK 0 aF = k FLK k 0 VHK 0 para a k-ésima operação de produção. Assim.1. Caso esteja posicionado sobre a média geométrica dessa faixa. p. O exemplo a seguir foi dado por Klasmeier [18].21 · s0. é prática a determinação das leis de crescimento dos custos a partir de relações de semelhança [27]. 10. os fatores a e b não podem ser incluídos). 12. porém simples. é simples.42 VHK = a + b · dB · PN0.374 Identificação de custos I s variante de componentes já conhecidos.␸L = i i X L (cf. VHK = VHK q VHK 0 = MEK q + ⌺FLK q MEK 0 + ⌺FLK 0 . a relação pode ser descrita em função de um comprimento característico: ␸VHK = ∑ ai ⋅ ␸L i .4 Estimativas com emprego de relações de semelhança 1.1. 12. A determinação dos expoentes xi em função das dimensões (comprimento característico) de componentes geometricamente semelhantes. em relação aos custos de produção. Pressão nominal PN.5). uma vez que a tensão admissível não depende do comprimento do recipiente. funções de custo de fácil manipulação. 12. é calculada para o projeto básico e documentado conforme segue: (por serem específicos da empresa. ou seja. O método não é privativo de uma empresa. Conseqüentemente: am = MEK 0 . Isso faz com que os resultados sejam específicos da empresa. pode se fazer s = smin = constante. Derivação de uma função de custo especial. Além disso. as discrepâncias das projeções de custo serão mínimas. obtida pela análise de regressão para reservatórios soldados: 1. 10.– UM. segundo a Fig.05 20:29:27 .5 1.5 · 160. ou seja.5 está reproduzida na Fig. Por causa dos expoentes 2 ou 1.52 3 10 2.52 1 33.095 · 163. principalmente 0. s · ␸l · ␸kG de solda topo c/ 7.5.32 · 1 · 3 · 2260. sempre que sua participação no custo HK = FS0 · ␸FS = 3.22 estruturas de custos de componentes Figura 12.21. As participações nos custos O custo da operação de produção “solda manual com que crescem com ␸L3 ou ␸L2 são de influência dominante.67 143. Fig. beitz 12 379 13.03 · ␸2 na estrutura de custo com predomínio.26+0.3. 12.32 4.19 — Cálculo da razão de progressão dos custos de soldagem do elemento fundidos. 12. onde ␸S não valeria 10.62 chanfro a variação de tamanho numa faixa que em V vai de ␸L = 0.– UM. A estrutura Solda de (0.44 · 1 62. for grande.5 57. 12. caso se possa reduzir o cordão e do tamanho do lote de acordo com Ehrlenspiel [12]. ex.83 dos custos do exemplo da Fig.83 33. reduzse a contribuição do custo único ou Atividade de Razão de proprodução Lei de crescimento dos custos Cálculo gressão ␸ as contribuições que não dependem Material: do tamanho.5 Estruturas de custos Das considerações anteriores notam-se as variações da estrutura de custos com o tamanho da construção ou com ␸FS = 163.39 · ␸␣ ) · ␸S · ␸kL Solda topo c/ 0..17.44 2 10 Dados do elemento operacional 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 379 TH Darmstadt MuK Atividade de produção Razão de compressão ␸ 226 16 3 1 4 4. Com 44. Substituindo os respectivos valores separadamente na equação acima para um cordão em V e uma solda de filete obtém-se. porém 8.73 Preparação ␸HZS = 0. parte frontal Designação Material: Peso do subconjunto Preparação para soldagem Número de parte Fator de dificuldade Salário de referência Espessura do cordão Solda de ângulo Soldar a junta Solda de topo com chanfro em V Material da solda Data: Comprimento do cordão Grau de dificuldade Espessura da chapa Comprimento do cordão Grau de dificuldade Custos específicos dos materiais Responsável: G x a KL a KL ␣ s lv ␣ KG uGkg mm m UMmín mm m kg Dimensão Dados dos grupos de solda 226 16 3 1 4 4.06.18 — Lista de dados para cálculo das razões de progressão.44 2 1 Figura 12.5 1.22 = 443. operacional “soldagem”para o conjunto de soldas da Fig. Para ␸FS = 163.67.73 57.4 até ␸L = 2.52 · 1 2. 12.26 + 0.19.32 · ␸kL · ␸␣ · ␸G x os custos de preparação. Exemplo de aplicação de um elemento operacional: Deve ser avaliado (estatisticamente) o custo do quadro soldado representado na Fig.18.03 · 42 · 4.44 · 1 no início.39 · 2 ) · 10 · 2.68 0.5 Solda de ␸N = (0. 0.17: os custos da solda podem ser calculados com os dados do subconjunto e com os fatores de escala relativos ao elemento operacional segundo a Fig.5 0. o fator de escala em V de 10 para 8 mm. os valores numéricos correspondentes (cf.Métodos para a identificação dos custos Lista de dados para: Quadro. veja [14]. 12. 12.17 2.5) · 41.20 mostra a variação da estrutura dos Nota-se que as espessuras do cordão tem considerável custos de fabricação em função do tamanho da construção influência.67 = 506. ângulo em função do tamanho da construção. dos custos dos materiais.39 · 30. dos custos de produção e.26+0. no chanfro em V final.17 ângulo 6. Solda de 0. os custos dos materiais e os custos dependentes do acabamento superficial. 12.25 vezes. 12. 12. ou seja. eletrodos” é: p. Com tamanhos dos lotes crescentes. percebe-se uma mudança Material Solda de ␸M = 0.03 · 102 · 2.81 (0.52 3 10 2.095 · 143.5. A Fig.19) e o custo de fabricação são reduzidos para HK = 3.5 · 4. resulta uma sensível redução do custo.5 · ␸0. A título de exemplo. variantes semi-semelhantes. Otimização de produtos.. subconjuntos ou produtos (verificação ou especificação). 2002). p. cf. comportamento térmico ou seqüenciamento de processos (p. Por isso é natural objetivar uma interligação de programas específicos num pacote de programas. Disponibilização das informações em forma de dados. fenômenos físicos. 13. entre outros elementos. ex. estruturas dos programas. Desenhos de figuras geométricas e desenhos de estruturas.. Construção e alteração de modelos geométricos e tecnológicos (“modelagem do produto”).2). elementos de máquinas.. beitz 13 383 13. Apoio ao desenho industrial por meio de modelagem da forma externa e através de animação [32]. análise estática e dinâmica. Simulação de relações de movimentos e simulação de processos de trabalho. bem como para a utilização de bancos de dados padronizados [63]. ela também leva a interrupções e problemas durante o processo de projeto devido à inserção de atividades convencionais.1 ■ Panorama geral Uma grande variedade de sistemas de programas e programas específicos está disponível como ferramentas de projeto ou para a execução de tarefas específicas (ex. princípios de funcionamento. a procedimentos repetitivos de entrada e saída com o respectivo trabalho e possibilidades de ocorrência de erros. Essa interligação contribui particularmente para a utilização contínua dos dados inseridos uma única vez.383 CAPÍTULO 1 3 PROJETO AUXILIADO PELO COMPUTADOR 13. Porém. ex.05 20:30:21 . textos ou desenhos das mais diversas origens.Interaktiv. etc. normas. Editora Springer. ex. material usado. DUBBEL . bem como por diferentes interfaces do usuário. p. com o qual o processo de projeto possa ser auxiliado de modo contínuo e flexível. para a utilização de resultados parciais já elaborados.06. componentes ou processos. materiais. peças de fornecedores. • • • • • • A utilização destes programas específicos por parte do projetista já constitui uma grande ajuda e conduz a melhorias do produto e do trabalho. Programas para: • Cálculo de peças. que representa um método para produção de objetos moldados arbitrariamente (solid freeform manufacturing SFM) [25]. peças. gráficos Métodos de verificação. os aspectos da metodologia de projeto atuam em caráter auxiliar. selective laser sintering).eixo). 51. intuitiva e imediata sobre as inter-relações virtuais presentes no computador [9]. 16.. transfere esses comandos para a simulação e os reapresenta ao homem. peças de atacado.6 ferramentas auxiliares para cálculos na fase de layout. DW Memória para dados e conhecimentos. segundo VDI 2221. Desse modo. Componente de solução de problemas Resultados provisórios e finais Figura 13. Para redução dos tempos de desenvolvimento e. e de peças avulsas • Lista de peças completa • Documentação para a produção. A Fig. cuja reprodução completa ultrapassaria os limites deste livro. 13. 49.3 mostra a estrutura do sistema de projeto mfk. montagem e transporte bem como instruções de operação • Elaborar protocolo de projeto (protocolo completo) Detalhamento • Desenhos do conjunto..7. As aplicações expostas foram implementadas em nível de protótipos. Assim. Esta certificação virtual do processo e do produto é uma alternativa vantajosa do ponto de vista do custo e do tempo em comparação com a construção de protótipos físicos ou a aplicação do solid freeform manufacturing [9. 21. de conformidade com os objetivos deste livro. a Fig. p.2 —Estrutura de um sistema baseado no conhecimento [15]. WIWENA (sistema baseado em conhecimento para uniões cubo . ED Editor. listas de peças. foi desenvolvido o Rapid Prototyping (RP). A seguir serão discutidos apenas uns poucos princípios para os quais. laminated object manufacturing (LOM). ex. 3D. Por essa razão. subconjuntos Geometria 2D. representar e analisar uma descrição inteiramente digitalizada do produto (baseado em modelos). beitz 13 386 13. normas. 4. paralelamente ao processo de projeto. dimensões.4 uma aplicação para peças em chapas. ex. 45. possibilita a análise do problema (requisitos. da cabeça ou do corpo). interpreta em tempo real os comandos emitidos (p. 13. Usuário Especialista Componente entrevistadora Conhecimentos de fatos específicos do caso Componente esclarecedora Componente de aquisição do conhecimento Conhecimentos de especialistas específicos do ramo de atividade 2. textos. 13. ex. movimentos dos dedos.2 ■ Exemplos selecionados O atual estágio da ajuda computadorizada ou do emprego da informática no processo de desenvolvimento e projeto contém uma profusão de exemplos de aplicação interessantes e gratificantes. bem como para a eventual fundição bruta de peças fundidas.5 uma aplicação para componentes torneados e a Fig. é criada uma base para qualquer simulação que se queira efetuar para garantir a funcionalidade do produto e a segurança do processo. ferramentas. 20.. estereolitografia. 13. PM Modelo do produto. 24. e avaliação Processadores de listas de peças Macros para produção. o usuário tem a impressão de uma atuação direta. modelos. Pressuposto do RP é um modelo geométrico tridimensional completo e consistente. a Fig.386 Projeto auxiliado pelo computador Fase de projeto da forma Detalhamento das indicações para execução e utilização PM ED OM DW Projeto completo. 37. OM Métodos operacionais. Figura 13.1b — Fluxo intermitente de um auxílio do computador do projeto baseado em [1. 14]. 13. Apoio informatizado permanente Dos numerosos sistemas de projeto [3. 13.5]. 1. testes. com adequada provisão de software e hardware. o leitor interessado deve recorrer à bibliografia relacionada no final do capitulo. 58] que vêm sendo constantemente utilizados será exposto somente um exemplo que se encontra em permanente desenvolvimento e por isso é atual [9.05 20:30:24 . Programas para tarefas específicas Sistema de especificação baseado em conhecimento De acordo com a Fig. 59]. da fabricação rápida e simultânea de modelos e protótipos para visualização e variação. instruções para montagem e operação 7 • Elaborar plano de trabalho para o detalhamento • Definir componentes e subconjuntos para a produção • Complementar listas de peças • Elaborar prescrições para a produção. montagem e transporte • Instruções para operação • Protocolo do projeto Um digital mock-up (cópia digitalizada) prepara métodos e funções para manusear. verificação de funções e dimensões.06. Etapa de trabalho 7. o domínio da tecnologia de comando numérico e uma eficiente tecnologia de produção (p. Por virtual reality (realidade virtual) é denominada uma comunicação homem-computador promissora que. prescrições. Também existem pacotes comprovados para desenvolvimento de produtos. arredondamentos. A Fig. naturalmente. p. subconjuntos e peças acabadas. sobressai. 2. ou seja. são geralmente descritos em detalhes pelos fabricantes. Modelos parciais para as diversas etapas de concretização podem ser feitos com esses features [51]. por meio de dados técnicos. uma outra técnica de trabalho. p.3. ajustados e combinados no produto final.1).. manuais. são convertidos em modelos do produto e. Uma evolução interessante para a conceituação assistida por computador foi iniciada em [5]. Além dos modelos informativos mostrados em 2. que representam uma relação entre dados e estruturas (de natureza geométrica ou não-geométrica) para exibir e armazenar realidades técnicas em aplicações CAD [42].05 20:30:26 . acabamentos superficiais e afins. serão examinados projetos executados com sistemas CAD-3D. todos os dados necessários à descrição de um produto estão contidos nos modelos deste produto. Métodos de cálculo são baseados em modelos que transformam a estrutura de um objeto real e complexo numa estrutura equivalente acessível ao cálculo.3.390 Programas CAD para auxiliar a etapa conceitual também já foram parcialmente concretizados (cf. 1. sob forma de subsídios para treinamento. Também já existem os primeiros embriões de programas para combinações com verificação das compatibilidades e programas para a etapa de conceituação com portadores de funções separados por áreas [36]. superfícies e volumes). requisitos padronizados conforme são empregados para o carregamento dos programas da tarefa (cf. principalmente quando são padronizados externa ou internamente à empresa. ajustes.3 ■ Técnica de trabalho com sistemas CAD Um princípio relevante do trabalho de projeto assistido por computador consiste na criação ou definição de descrições adequadas.1.2. 6.. para a modelagem de modelos de produtos ou de modelos parciais foram implementados os chamados features [62]. respeitando os requisitos da tarefa. serão sucintamente abordados no contexto deste livro. De acordo com as relações gerais existentes em produtos técnicos (cf. Fig. a compatibilidade completa e utilidade de um sistema 2D dele derivado precisam ser mantidas. e outros auxílios. 8. nos quais componentes e subconjuntos já desenvolvidos são selecionados. instruções para produção e montagem. é prático definir features da função. Assim. Modelos descritivos de tarefas são. ex. Os procedimentos. Para produtos materiais e especialmente para a fase de concepção. Features padrões podem ser: • Elementos de forma.1). Para as necessidades de cada etapa de projeto são convenientes modelos parciais diferentes [34]. sem necessidade de gerá-los novamente. A construção de modelos dos produtos exige. 2. por parte do projetista. Esta diretriz também serve como referência para uma ampliação das funcionalidades. esquemas de ligações de funções gerais e de funções lógicas (estruturas de funções). Estes programas se baseiam sobretudo em arquivos que armazenam efeitos físicos e princípios de solução. motivo pelo qual aqui somente será reproduzido um resumo dos principais aspectos. 13. integração e/ou definição de objetos e/ou inter-relações reais. entalhes. Esses modelos. furos cegos.3 . 13. Muitas vezes. ex. Fig. Em conformidade com a grande relevância das definições geométricas. Projeto auxiliado pelo computador modelo do produto fundamentado numa só base de dados.1 Geração de um modelo de um produto A seguir. baseado num beitz 13 390 13. trabalha-se com modelos parciais geométricos que exibem dimensões dos componentes e dos subconjuntos incluindo tolerâncias. Como resultado do processamento dessa tarefa de projeto. como material básico para treinamento com CAD e de orientação para o arranjo de símbolos (pictogramas) a ser utilizado na técnica do menu. Por outro lado.2. ou com modelos parciais centrados na estrutura que descrevem: • • • a estrutura da construção como relação entre componentes.. conforme são habitualmente empregados na técnica da automação e controle. Modelos descritivos de funções são.3.3. problemas e soluções. p. e puderem ser importados da biblioteca de features para o modelo do produto. 13.7). também são gerados modelos parciais de outros aspectos de um modelo. 13.06. features de componentes e features da forma. a elaboração automática da lista de peças do projeto. Conforme exposto em 2. modelos descritivos da configuração ou da geometria são especialmente importantes no projeto e na produção. em razão disso. features da estrutura. chanfros. de modelos (cf.1. Modelos parciais necessários De acordo com 2. também são denominados de modelos das etapas [34]. 13. pois somente esses têm condições de auxiliar a integração do computador ao processo de produção.2). ex. Esses modelos são gerados por abstração. Fig. assim como na metodologia de projeto (cf. além da elaboração de desenhos com auxílio de sistemas CAD 2D que aceitam um procedimento mais convencional. outros dados e relações são utilizados para a descrição e modelagem de estruturas de funções e de funcionamento.3).9 mostra categorias de features tendo como exemplo um mancal de rolamento. A diretriz VDI 2249 [64] apresenta sugestões para uma descrição padronizada das funções CAD e uma configuração considerando critérios ergonômicos. é impressa a lista de peças definitiva (cf. a modelagem geométrica.3 (modelos de linhas. Esses features facilitam a entrada e a modelagem. tecnológicos e relativos à estrutura da construção. ao projetar-se utilizando sistemas CAD 3D. Submodelos ou modelos parciais dessas etapas de projeto. features do princípio.5). mecânica. 44. pelo menos auxiliadas por ele de forma interativa [13]. Uma vez que a participação no tempo e a freqüência da aquisição convencional de informações no processo de projeto são elevadas. também é essencial uma adequação dos sistemas CAD usuais às características e conceitos específicos da empresa ou ao ramo de Quanto a realização de tarefas de projeto com diferentes graus de inovação. Pelo contrário.06. deveria ocorrer o mais tarde possível. Acrescente-se a isso a possiblidade de um processamento de dados integrado à empresa (CIM). para: • • gerar variantes. bem como a disponibilização dos dados de projeto. na existência de um pedido. desde que o modelo ou a geometria do produto e também o algoritmo de cálculo o permitam.4 ■ Possibilidades e limites da tecnologia CAD Um sistema de processamento de dados somente pode realizar operações que são definíveis por meio de uma lógica procedimental não ambígua. 13. das curvaturas.394 dos chanfros. Numa primeira entrada de objetos geométricos. incluindo também os dados geométricos. Outro aspecto importante é a inserção sensata do sistema CAD no processo de projeto. de modo a apoiar o projetista. • • • Aceitação: A aceitação de sistemas CAD pelos projetistas depende primeiramente do seu grau de instrução. a não ser que se utilize com maior freqüência as possibilidades de copiar componentes e subconjuntos. preparar a documentação para o plano de trabalho pelo repasse informatizado dos dados de projeto na memória. beitz 13 394 13. aprontar rapidamente vistas. tecnologia da produção e da metodologia de projeto. Concurrent Engineering). desenhos explodidos. também no futuro a participação das atividades de desenvolvimento e projeto ainda permanecerá relativamente elevada. bem como sua lógica de cálculo e de interligação de modo que. somente pode ser processado. as exigências por parte do cliente quanto às adaptações da configuração e do cálculo também podem ser efetuadas no computador. com ajuda de sistemas de banco de dados. com os quais o computador realmente toma decisões. em geral. nos quais se conhecem ou foram pré-desenvolvidos todos os componentes e grupos e suas possíveis combinações. representar seqüenciamentos cinemáticos e simular procedimentos de montagem. Pontos centrais do processamento não gráfico são a utilização de diversos programas de cálculo e de otimização. No que se refere aos procedimentos de entrada e de saída. Assim. Essa constatação inclui sistemas baseados no conhecimento. as principais vantagens de um processamento gráfico estão no aproveitamento múltiplo do modelo da geometria ou do modelo do produto armazenado no computador. p. 61]: Nível de instrução A aprendizagem dos fundamentos e possibilidades da tecnologia CAD durante o curso de engenharia atualmente está firmada. particularmente normas e prescrições. etc. não podem ser transferidas para o computador. o trabalho de projeto possa ser efetuado segundo um algoritmo fixo e com dados conhecidos. mas cujo fundamento também é conhecimento memorizado. motivo pelo qual é necessária a participação dos projetistas na etapa de planejamento e na etapa introdutória [61].05 20:30:27 . operações que podem ser algoritmizadas. essa disponibilização de dados tem grande importância para a racionalização do processo de projeto e para a redução de eventuais problemas que possam ocorrer durante o projeto. representações tridimensionais e cotar desenhos de detalhes com escalas pré-selecionadas. 13. sob forma de tabelas de decisão. cortes. como sempre. o que entra como dados.. Etapas de trabalho “criativas”. ou aquilo que está presente em forma de programas e dados. Projeto auxiliado pelo computador Em projetos adaptativos onde o conceito e o projeto básico já existem. são disponibilizados pelo proponente do sistema CAD em cursos de treinamento e manuais de aplicação. já que as etapas de concepção solicitam intensamente a criatividade do projetista. Procedimentos práticos. bem como empregar peças padronizadas e repetitivas sob forma de macros ou features.5 ■ Implementação do CAD A implementação de sistemas CAD e seu sucesso na prática de projeto dependem das seguintes condições [28. o domínio dos fundamentos da matemática. ex. sistemas CAD são apropriados sobretudo para projetos alternativos. Em projetos inovadores. elementos de máquina. são importantes para a nova geração de projetistas. tecnologia dos materiais.. porém. pelo contrário. geralmente não se tem nenhum ganho de tempo em comparação com um desenho elaborado da forma convencional. ou seja. Além do conhecimento das principas possibilidades do CAD por meio de exemplos. Um modelo digital do produto também é pré-condição para o trabalho em paralelo no processo de geração de um produto (Simultaneous Engineering. estruturas de dados e instruções de operação. especialmente necessárias para avaliação e seleção de soluções no caso de perfis de requisitos complexos. Conhecimentos aprofundados sobre sistemas de hardware e software especiais podem ficar por conta do treinamento e do aprendizado contínuo durante o exercício profissional. bem como para a derivação automática de comandos para as máquinas CNC. Muitos sistemas CAD definem determinado seqüenciamento ou então propõe uma determinada seqüência. O usuário não deve realizar nenhum trabalho por conta da sistemática ou pelo prazer da perfeição e que não esteja numa razoável proporção com o sucesso. O desenvolvimento de séries construtivas e sistemas modulares permite a redução dos custos de desenvolvimento. ser adaptado de forma flexível. Essa visão geral permite perceber o andamento do trabalho. beitz 14 399 13. então. Nem todos os problemas ou etapas principais de trabalho requerem todos os métodos aplicáveis. Nisto.06. ocorra prejuízo ou até desistência do objetivo básico do procedimento metódico.05 20:31:12 . É importante aplicar os métodos somente na medida em que são necessários e úteis para o objetivo parcial respectivo.1 ■ Emprego dos métodos Após exposição do desenvolvimento histórico e dos princípios fundamentais. O procedimento básico apresentado neste livro deverá. Métodos para assegurar a qualidade e identificação dos custos contribuem para aumentar a satisfação do cliente e para a permanência no mercado.1 e 14. Essas etapas principais de trabalho foram reunidas nas Figs. o que pode levar a outras conseqüências ou repercussões na denominação das etapas de trabalho. Concepção e anteprojeto são pontos-chave no desenvolvimento de um sistema técnico. com isto. sem que. 14. Importantes e recentes campos de soluções fornecem motivações iniciais na procura de soluções. passando pela concepção e anteprojeto até o detalhamento da documentação para a produção e utilização. bem como dos métodos de avaliação e de solução comumente aplicáveis. Pois parte desde o esclarecimento da formulação do problema. a importância e o momento apropriado para o emprego dos métodos.399 CAPÍTULO 1 4 RESUMO E CONCEITOS UTILIZADOS 14. com apoio integrado da informática. A formulação da tarefa e os problemas diferem de produto para produto e o procedimento e emprego desses métodos são influenciados por condições específicas da área ou da empresa. os métodos determinam diferentes exigências.2 e os respectivos métodos ou recursos auxiliares foram organizados de acordo com sua utilização em caráter primário ou secundário (compare também com resumo de métodos em [11]). este livro orienta-se pelo processo de desenvolvimento de produtos. são esclarecidos os conceitos. Teoria do trabalho humano. simultaneamente. químico. programa. voltados para a metodologia de projetos. Em geral: obter uma idéia básica de algo. Função que não admite subdivisão e tem aplicação geral. razão de uma ação. Função que geralmente aparece em sistemas técnicos. posição. Figura Finalidade Forma de trabalho Função Função auxiliar Função básica Função de aplicação geral Função elementar Função global Função lógica Função principal Geometria de trabalho beitz 14 404 13. Inter-relação de dados e estruturas (de natureza geométrica ou não-geométrica. acompanhar a criação por meio de subetapas. em sistema modular). processo ou condição imaginada e deliberada. Forma. Progressão de um conteúdo de idéias para outro podendo. Veja também: conceito de solução.404 Resumo e conceitos utilizados 14. Corpo através do qual ou no qual um efeito é forçado ou possibilitado. material e outras informações para a concretização material. Adaptação do trabalho ou da máquina ao ser humano e inversamente (consideração da inter-relação homem-máquina). Geometria de trabalho.06. Aqui: passar pela fase conceitual. Lei ou princípio que descreve um fenômeno físico. representar por meio de esboços. Construção organizada. escala e quantidade de produtos técnicos. “NÃO” e suas combinações. orientada a problemas ou a funções) para a descrição do comportamento de objetos técnicos em aplicações de CAD. Aqui: solução preliminar fixada. Função que empreende a tarefa em seu conjunto. por exemplo. Subfunção destinada diretamente à função global. para atendimento da função global. Interligação entre figura e material. sobre as quais um efeito é forçado ou possibilitado. Subfunção que auxilia a função principal e por isso serve apenas indiretamente a função global (a classificação varia dependendo do plano de referência). utilizados nesse livro: Anteprojetar Anteprojeto Característica da configuração Colocação do problema Conceber Conceito Conceito de solução Configuração Corpo de trabalho Discursivo Efeito Ergonomia Estrutura Estrutura de trabalho Estruturas de funções Feature Planejar. plano. Interligação de princípios de trabalho de várias subfunções. “OU”. desenhar. biológico etc. Relação geral e deliberada entre entrada e saída de um sistema com o objetivo de cumprir uma tarefa.3 ■ Conceitos utilizados A seguir. Interação de objetos técnicos. movimento de trabalho. subdivisão interna. Arranjo das superfícies (ou linhas.05 20:31:14 . Em geral: primeira versão. textura constituída por partes alternadamente interdependentes. Função fundamental e repetitiva em determinado sistema (p. em ordem alfabética. Função. que possibilita uma interligação entre entrada e saída sob forma de declarações de uma lógica binária: função “E”. Formulação do problema pelo formulador do problema. espaços) de trabalho. para atender funções de acordo com determinados princípios de trabalho. Interligação das subfunções em uma função global. Aqui: desenvolver a estrutura da construção. Solução preliminar fixada após passar pela fase conceitual. ex. Estrutura de construção definida de uma solução. Objetivo.