PROJETO INTEGRADO AULA 1 INTRODUÇÃO AO PROJETO MECÂNICO

Transcrição

1 PROJETO INTEGRADO AULA 1 INTRODUÇÃO AO PROJETO MECÂNICO PROF.: KAIO DUTRA

2 Projeto Projetar consiste tanto em formular um plano para a satisfação de uma necessidade específica quanto em solucionar um problema. Se tal plano resultar na criação de algo tendo uma realidade física, então o produto deverá ser funcional, seguro, confiável, competitivo, utilizável, manufaturável e mercável. Esses termos são definidos da seguinte forma:

3 Projeto Esses termos são definidos da seguinte forma: Funcional: O produto deve apresentar um desempenho que atenda às necessidades e expectativas do consumidor. Seguro: O produto não deve oferecer perigo ao usuário, a circunstantes ou a propriedades vizinhas. Perigos que não podem ser "evitados por projeto" devem se valer de anteparos (envoltórios protetores); se isso não for possível, informações apropriadas ou avisos devem ser fornecidos. Confiável: Confiabilidade é a probabilidade condicional, a um determinado nível de confiança, de que o produto irá desempenhar sua função proposta satisfatoriamente, ou sem falhar a uma determinada idade.

4 Projeto Esses termos são definidos da seguinte forma: Competitivo: O produto deve ser um forte competidor em seu mercado. Utilizável: O produto deve ser "amigável ao usuário", acomodando-se a especificações como tamanho, resistência, postura, alcance, força, potência e controle humanos. Manufaturável: O produto deve ser reduzido a um número "mínimo" de componentes, adequados à produção em massa, com dimensões, distorção e resistência sob controle. Mercável: O produto pode ser comprado, e serviços de assistência técnica devem estar disponíveis.

5 Projeto É importante que o projetista comece sabendo como reconhecer uma alternativa satisfatória e como distinguir entre duas alternativas satisfatórias, a fim de identificar a melhor. A partir desse fundamento, estratégias de otimização poderão ser elaboradas e selecionadas. Logo, desdobram-se as seguintes tarefas: Elaborar soluções alternativas; Estabelecer métricas-chave de desempenho; Mediante análise e teste, simular e predizer o desempenho de cada alternativa, retendo as satisfatórias e descartando as insatisfatórias; Escolher a melhor alternativa satisfatória descoberta como uma aproximação ao ótimo; Implementar o projeto.

6 Projeto A caracterização de uma tarefa de projeto como um problema de projeto pode introduzir a ideia de que, sendo um problema, deve ter uma solução, o que nem sempre é verdade. É possível que algumas situações simplesmente tenham de ser toleradas. A fim de compensar a ausência de soluções, alguma(s) restrição(ões) pode(m) ter de ser negociada(s) para que resoluções possam ser admitidas.

7 Projeto Projetar é um processo inovador e altamente iterativo. E também um processo de tomada de decisão. Decisões, algumas vezes, têm de ser tomadas com base em muito pouca informação, ocasionalmente com a quantidade certa de informação, ou mesmo com uma fartura de informações parcialmente contraditórias. Decisões são algumas vezes tomadas por tentativas, reservandose o direito de ajustá-las toda vez que mais informações se tornarem conhecidas.

8 Projeto Os recursos pessoais de criatividade, habilidade de comunicação e capacidade de solução de problemas que compõem o instrumental de um projetista estão entrelaçados com o conhecimento de tecnologia e princípios fundamentais. As ferramentas de engenharia (matemática, estatística, computação, desenho e linguagem) são combinadas para produzir um plano que, quando levado a cabo, resulta em um produto funcional, seguro, confiável, competitivo, utilizável, manufaturável e mercável, independentemente de quem o construa ou de quem o utilize.

9 Projeto de Engenharia Mecânica Os engenheiros mecânicos estão associados à produção e ao processamento de energia, bem como ao fornecimento dos meios de produção, das ferramentas de transporte e das técnicas de automação. Entre suas bases disciplinares encontram-se a mecânica dos sólidos e fluidos, o transporte de massa e de torque, além dos processos de manufatura e das teorias elétrica e de informação. O projeto de engenharia mecânica envolve todas as disciplinas da Engenharia Mecânica.

10 Projeto de Engenharia Mecânica Os termos adjetivos que sucedem o vocábulo projeto são meramente um auxiliar descritivo do produto para o processo de comunicação. Há termos como: Projeto de máquinas; Projeto de elementos de máquinas; Projeto de sistemas; Projeto de potência de fluidos. Todos são, de alguma forma, exemplos mais focados do projeto de engenharia mecânica.

11 Projeto de Engenharia Mecânica Confea Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura RESOLUÇÃO Nº 218, DE 29 JUN 1973 Art Compete ao ENGENHEIRO MECÂNICO ou ao ENGENHEIRO MECÂNICO E DE AUTOMÓVEIS ou ao ENGENHEIRO MECÂNICO E DE ARMAMENTO ou ao ENGENHEIRO DE AUTOMÓVEIS ou ao ENGENHEIRO INDUSTRIAL MODALIDADE MECâNICA: I - O desempenho das atividades 01 a 18 do artigo 1º desta Resolução, referentes a processos mecânicos, máquinas em geral; instalações industriais e mecânicas; equipamentos mecânicos e eletromecânicos; veículos automotores; sistemas de produção de transmissão e de utilização do calor; sistemas de refrigeração e de ar condicionado; seus serviços afins e correlatos.

12 Projeto de Engenharia Mecânica Art. 1º - Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam designadas as seguintes atividades: Atividade 01 - Supervisão, coordenação e orientação técnica; Atividade 02 - Estudo, planejamento, projeto e especificação; Atividade 03 - Estudo de viabilidade técnico-econômica; Atividade 04 - Assistência, assessoria e consultoria; Atividade 05 - Direção de obra e serviço técnico; Atividade 06 - Vistoria, perícia, avaliação, arbitramento, laudo e parecer técnico; Atividade 07 - Desempenho de cargo e função técnica; Atividade 08 - Ensino, pesquisa, análise, experimentação, ensaio e divulgação técnica; extensão; Atividade 09 - Elaboração de orçamento;

13 Projeto de Engenharia Mecânica Art. 1º - Para efeito de fiscalização do exercício profissional correspondente às diferentes modalidades da Engenharia, Arquitetura e Agronomia em nível superior e em nível médio, ficam designadas as seguintes atividades: Atividade 10 - Padronização, mensuração e controle de qualidade; Atividade 11 - Execução de obra e serviço técnico; Atividade 12 - Fiscalização de obra e serviço técnico; Atividade 13 - Produção técnica e especializada; Atividade 14 - Condução de trabalho técnico; Atividade 15 - Condução de equipe de instalação, montagem, operação, reparo ou manutenção; Atividade 16 - Execução de instalação, montagem e reparo; Atividade 17 - Operação e manutenção de equipamento e instalação; Atividade 18 - Execução de desenho técnico.

14 Tomada Racional de Decisão Os projetistas têm de tomar decisões - poucas ou muitas, algumas a priori, outras em comum acordo. A tomada racional de decisão é um processo sistemático de projeto que envolve os seguintes elementos-chave: Adequabilidade, Factibilidade, Aceitabilidade: Uma ação contemplada é adequada se sua adoção de fato atingir o propósito intencionado. Uma ação contemplada é factível se puder ser desenvolvida com conhecimento, pessoal, dinheiro e material disponível, ou se puder ser feita em tempo hábil. Uma ação contemplada é aceitável se os resultados prováveis equivalerem ao valor dos custos calculados.

15 Tomada Racional de Decisão Alternativa Satisfatória: Se uma ação contemplada é adequada, factível e aceitável, ela se torna uma alternativa satisfatória e é posta de lado, para ser comparada com outras alternativas satisfatórias. Se pudermos comparar duas alternativas satisfatórias e escolher a melhor, uma estratégia de otimização poderá ser criada ou selecionada a fim de lidar com uma grande quantidade de alternativas satisfatórias. Conjunto de Especificações: Um conjunto de especificações são os desenhos, textos, lista de materiais e instruções que constituem o memorando de decisões em uma forma que permite ao fabricante ou ao usuário concretizar a função de forma segura, confiável, competitiva e útil, tendo o produto sido fabricado e reparado de acordo com a satisfação do usuário.

16 Tomada Racional de Decisão Alternativa Satisfatória: Se uma ação contemplada é adequada, factível e aceitável, ela se torna uma alternativa satisfatória e é posta de lado, para ser comparada com outras alternativas satisfatórias. Se pudermos comparar duas alternativas satisfatórias e escolher a melhor, uma estratégia de otimização poderá ser criada ou selecionada a fim de lidar com uma grande quantidade de alternativas satisfatórias. Conjunto de Especificações: Um conjunto de especificações são os desenhos, textos, lista de materiais e instruções que constituem o memorando de decisões em uma forma que permite ao fabricante ou ao usuário concretizar a função de forma segura, confiável, competitiva e útil, tendo o produto sido fabricado e reparado de acordo com a satisfação do usuário.

17 Tomada Racional de Decisão Conjunto de Decisões: Um conjunto de decisões constitui uma lista de decisões requerida para estabelecer o conjunto de especificações. O conjunto de decisões é expresso em termos dos parâmetros de pensamento do projetista e facilmente enfoca a função, a segurança, a confiabilidade e assim por diante. Por exemplo, o conjunto de especificações para uma mola de espiras helicoidais para serviço estático pode ser assim disposto: Material e condição; Tratamento de extremidade; Diâmetro interno e externo da espira e tolerância; Número total de voltas e tolerância; Comprimento livre e tolerância; Tamanho do fio e tolerância. Compor um conjunto de decisões que seja apropriadamente revelador e útil constitui uma habilidade desenvolvida por meio de conhecimento e prática.

18 Tomada Racional de Decisão Decisões a priori versus variáveis de Projeto: As decisões a priori são premissas aditadas para iniciar o processos de elaboração da ideia do projeto, estas decisões servem como base para encontrar as variáveis de projeto que são resultados encontrados após estudos baseados nas premissas adotadas inicialmente. Avaliação de Adequação (Habilidade 1): Uma avaliação de adequação consiste nos passos mentais, empíricos e relativos à modelagem matemática que o projetista toma para assegurar-se de que um conjunto de especificações dado é satisfatório (adequado, factível e aceitável). Refere-se ao modo como ele reconhece um conjunto satisfatório de especificações ou, de outra forma, um conjunto de decisões correspondente.

19 Tomada Racional de Decisão Figura de Mérito: Tomando uma mola como exemplo, o projetista encontra diversos tamanhos de fio que passam pela avaliação de adequação, ele então utiliza uma figura de mérito para ajudar a identificar o melhor deles. Uma destas figuras de mérito pode ser o peso ou o volume do material utilizado para formar uma mola o que implicaria em um índice de custo.

20 Tomada Racional de Decisão Habilidade de Síntese (Habilidade 2): A capacidade de síntese envolve uma estratégia de otimização, uma figura de mérito e a habilidade 1.

21 Interação entre os Elementos do Processo de Projeto O processo completo de projeto, do início ao fim, é frequentemente delineado como na Figura ao lado. Ele começa com o reconhecimento de uma necessidade e de uma decisão envolvendo fazer algo a respeito dela. Após muitas iterações, o processo termina com a apresentação dos planos para satisfazer a tal necessidade. Dependendo da natureza da tarefa de projeto, várias fases de projeto podem ser repetidas ao longo da vida do produto, desde sua concepção até seu término.

22 Reconhecimento e Identificação O reconhecimento da necessidade constitui um ato altamente criativo, uma vez que a necessidade pode ser apenas um descontentamento vago, um sentimento de inquietação ou uma percepção de que algo não está certo. Muitas vezes ela não é evidente; seu reconhecimento é em geral devido a uma circunstância particular adversa ou a um conjunto de circunstâncias aleatórias que aparecem quase simultaneamente. Por exemplo, a necessidade de fazer algo a respeito de uma máquina de empacotar alimentos pode ser indicada pelo nível de barulho, pela variação no peso dos pacotes ou por ligeiras mas perceptíveis variações na qualidade do pacote ou embrulho.

23 Reconhecimento e Identificação A definição do problema deve incluir todas as especificações para o objeto que será projetado. Tais especificações são as quantidades de entrada e saída, as características e dimensões do espaço que o objeto deve ocupar e todas as limitações porventura existentes. Os processos de manufatura disponíveis, juntamente com os recursos de cada fábrica, constituem restrições à liberdade de um projetista e por isso são uma parte das especificações subentendidas. Muitos materiais e tamanhos são listados nos catálogos dos fornecedores, mas nem sempre estão disponíveis com facilidade. Pois a economia de inventário requer que um fabricante armazene uma quantidade mínima de materiais e de tamanhos que possuem maior aplicabilidade.

24 Reconhecimento e Identificação A definição do problema deve incluir todas as especificações para o objeto que será projetado. Tais especificações são as quantidades de entrada e saída, as características e dimensões do espaço que o objeto deve ocupar e todas as limitações porventura existentes. Os processos de manufatura disponíveis, juntamente com os recursos de cada fábrica, constituem restrições à liberdade de um projetista e por isso são uma parte das especificações subentendidas. Muitos materiais e tamanhos são listados nos catálogos dos fornecedores, mas nem sempre estão disponíveis com facilidade. Pois a economia de inventário requer que um fabricante armazene uma quantidade mínima de materiais e de tamanhos que possuem maior aplicabilidade.

25 Reconhecimento e Identificação A síntese de um esquema conectando elementos possíveis do sistema é às vezes denominada invenção do conceito. Esse é o primeiro passo na tarefa de síntese. A medida que o esquema progride, análises devem ser feitas para avaliar se o seu desempenho é satisfatório ou mesmo melhor e, se satisfatório, exatamente quão bem operará. Esquemas de sistema que não sobrevivem à análise são revistos, melhorados ou descartados. Aqueles com potencial são otimizados para determinar o melhor desempenho de que o esquema é capaz. Síntese, análise e otimização acham-se íntima e iterativamente relacionadas.

26 Reconhecimento e Identificação A avaliação é uma fase importante do processo completo de projeto. É a prova final de um projeto bem-sucedido e normalmente envolve o ensaio de um protótipo em laboratório ou campo. Aqui, desejamos descobrir se o projeto realmente satisfaz à(s) necessidade(s).

27 Reconhecimento e Identificação Comunicar o projeto a outras pessoas constitui o passo final e vital de apresentação no processo de projeto. Sem dúvida, muitos grandes projetos, invenções e trabalhos criativos já se perderam para a posteridade, simplesmente porque seus criadores foram incapazes de ou não desejaram explicar suas realizações a outros. A apresentação é um trabalho de venda. O engenheiro, quando expõe uma nova solução à administração, à gerência ou a pessoas da supervisão, está tentando vender ou provar-lhes que sua solução é a melhor

28 Considerações de Projeto Comunicar o projeto a outras pessoas constitui o passo final e vital de apresentação no processo de projeto. Sem dúvida, muitos grandes projetos, invenções e trabalhos criativos já se perderam para a posteridade, simplesmente porque seus criadores foram incapazes de ou não desejaram explicar suas realizações a outros. A apresentação é um trabalho de venda. O engenheiro, quando expõe uma nova solução à administração, à gerência ou a pessoas da supervisão, está tentando vender ou provar-lhes que sua solução é a melhor