Introdução à Engenharia. Parte II

Transcrição

1 FACULDADE FUCAPI Introdução à Engenharia Parte II Prof. Msc. Francisco Januário Mestre em Engenharia Elétrica (UFAM) Engenheiro de Telecomunicações (FUCAPI)

2 Introdução à Engenharia Parte II Referências BROCKMAN, Jay B. Introdução à engenharia: modelagem e solução de problemas. Rio de Janeiro: LTC, BAZZO, Walter Antonio; PEREIRA, Luiz Teixeira do Vale. Introdução à engenharia: conceitos, ferramentas e comportamentos. 2 ed. Florianópolis: Editora da UFSC, HOLTZAPPLE, Mark Thomas; REECE, W. dan. Introdução à engenharia. Rio de Janeiro: LTC,

3 Introdução à Engenharia Parte II Projeto 3

4 Introdução Os engenheiros são por excelência identificadores, formuladores e solucionadores de problemas. É preciso identificar os problemas, encontrá-los, criá-los. Identificar, formular e solucionar problemas em engenharia pode resultar na elaboração de um novo produto, sistema ou processo, ou a sua melhoria. Como é que o engenheiro soluciona os seus problemas? Projetando! É através do projeto que ele aplica de forma mais significativa os seus conhecimentos técnicos e científicos. 4

5 Como ser um Projetista Em alguma medida, para projetar, devemos identificar, formular e solucionar um problema. Da habilidade de compor esses passos vai depender nosso sucesso na ação projetual. Para ser um bom projetista devemos empregar dois processos muito importantes na elaboração de um trabalho: análise e síntese. A análise envolve a divisão do sistema físico real em componentes mais simples, para que possamos estudá-los separadamente com maior profundidade. 5

6 Como ser um Projetista A síntese resume-se em unificar as conclusões e propostas de solução do problema. Para ser um bom projetista é preciso: Vivenciar com dedicação as tarefas propostas nos cursos formais; Desenvolver os trabalhos sugeridos por pessoas mais experientes; Estar sempre em contato com leituras, as mais diversas. 6

7 O que é Projeto? Projeto, em engenharia, é uma atividade que envolve ciência e arte. Envolve também conhecimentos dos mais diversos assuntos do saber humano, o que implica experiência de quem o desenvolve. 7

8 O que é Projeto? Projeto é um plano de execução, é um planejamento para se alcançar objetivos dentro de metas de orçamento e tempo; é o conjunto de atividades que precede a execução de um produto, sistema, processo ou serviço. Podemos realizar, por exemplo, um projeto de viabilidade econômico-financeira, um projeto editorial, um projeto de um equipamento para extração de óleo de mamona, um projeto de pesquisa ou um projeto de trabalho acadêmico. Assim, projetar é estabelecer um conjunto de procedimentos e especificações que, se postos em prática, resultam em algo concreto ou em um conjunto de informações. 8

9 O que é Projeto? O processo do projeto é a aplicação específica de uma metodologia de trabalho à resolução de problemas. Descoberta ou invenção podem estar presentes num projeto, mas não fazem, necessariamente, parte dele. O projeto é o produto de um plano e de um trabalho deliberadamente realizados para satisfazer alguma necessidade. Existem 2 tipos de projetos: por evolução e por inovação. 9

10 O que é Projeto? PROJETO POR EVOLUÇÃO: surge da adaptação ou variação de um projeto anterior. Este tipo de projeto pode surgir em resposta ao rápido desenvolvimento da tecnologia ou a descobertas científicas recentes, que permitem novas explorações tecnológicas. Por se ter conhecimento do desempenho do sistema anterior, o projeto por evolução apresenta menores riscos de falhas, tendo, entretanto, menores possibilidades de competição, por apresentar poucas novidades ao consumidor. 10

11 O que é Projeto? PROJETO POR INOVAÇÃO: surge da aplicação de conhecimentos anteriormente não experimentados. Normalmente é uma resposta a uma descoberta científica, que gera um novo conjunto de conhecimentos técnicos, cuja utilização pode romper com práticas tradicionais. Este tipo de projeto resulta em novos produtos que, por falta de conhecimento do desempenho de produtos análogos, correm maior risco de apresentar erros. 11

12 Um projeto não começa com um profissional postado à frente de um computador ou de uma mesa, munido de papel, calculadora, manuais ou outros utensílios, como imaginam aqueles que não trabalham na área. O projeto também não se encerra quando a resposta final do problema é proposta. A solução deve ser ainda comunicada, de forma clara, correta e concisa. Por isso a comunicação é uma tarefa de muita responsabilidade e de extrema importância para a engenharia. 12

13 O sucesso do projeto tem forte ligação com a adoção de um bom processo solucionador, como bons profissionais e professores de engenharia reconhecem. As etapas normais de um projeto são: Identificação Definição do problema Coleta de informações Concepção Avaliação Especificação da solução Comunicação Projeto 13

14 Identificação da Necessidade: O passo inicial do processo de projeto é a identificação de uma necessidade, que pode surgir de muitas maneiras. O mais comum é que surja da insatisfação com a situação presente, ou com a solução atual. Essa tarefa pode ser de vital importância para a sociedade, uma vez que a necessidade, usualmente, surge na ânsia de reduzir custos, aumentar a confiabilidade ou o desempenho de sistemas, ou, simplesmente, para satisfazer o público consumidor, que cansou de determinado produto ou mudou de hábitos. 14

15 Definição do Problema: Enquanto necessidade é mais geral e abrangente, indicando um tema mais amplo, o problema é mais específico, objetivo, e diz respeito a uma questão concreta. Exemplos: Se a necessidade for melhorar o escoamento de tráfego num entroncamento entre rodovias, o problema poderá ser a construção de um viaduto. Se a necessidade for armazenar um produto químico inflamável, o problema poderá ser a construção de tanques esféricos. 15

16 Um dos passos mais críticos do processo solucionador é a definição do problema. Definir de forma clara e objetiva o problema a resolver tem um peso fundamental em todo o processo solucionador, pois é esta definição que vai orientar a resposta, que vai facilitar ou complicar a busca de soluções, que vai ampliar ou reduzir o universo de possíveis soluções. Não se deve cometer o erro de confundir a solução com o próprio problema, que ocorre quando tentamos reavaliar várias vezes o problema a ser solucionado. 16

17 Na fase de definição do problema o uso do conceito de caixa-preta é muito útil. A definição do problema envolve descrevê-lo pormenorizadamente, especificando os seus estados formais, dados iniciais e características finais do sistema, e os objetivos a serem alcançados. 17

18 Exemplos da definição do problema utilizando a técnica de caixa-preta. 18

19 Coleta de Informações: A grande frustração que se tem ao efetuar o primeiro projeto costuma ser fruto da escassez de informações. As informações necessárias num projeto normalmente são diferentes daquelas associadas aos cursos acadêmicos, apesar de serem a base para o domínio da solução. As informações normalmente estão disponíveis em outras fontes: artigos publicados, consultorias governamentais e de institutos de pesquisa, catálogos de fabricantes, patentes, manuais e literatura técnica, discussões com especialistas, internos ou externos à organização a que pertence o projetista. 19

20 A coleta de informações pode ser classificada como: DADOS DE ENTRADA E SAÍDA: levantamento dos parâmetros disponíveis antes e após a transformação desejada, bem como das suas possíveis variações. CONDICIONANTES DE ENTRADA E SAÍDA: especificação dos valores que podem assumir cada uma das variáveis de entrada e saída, como peso, volume e formato, por exemplo. 20

21 A coleta de informações pode ser classificada como: CRITÉRIOS: base de preferência a ser aplicada para avaliar o mérito relativo das várias soluções encontradas, o que irá orientar, ainda, a concepção do projeto. Exemplo: o principal critério é a segurança. UTILIZAÇÃO: é importante que seja estimada com a maior precisão possível a utilização que terá o sistema a ser projetado. Com este dado, podemos concentrar a procura considerando os aspectos relacionados com os custos de produção e utilização. 21

22 A coleta de informações pode ser classificada como: VOLUME DE PRODUÇÃO: esta característica terá forte influência na escolha do sistema de fabricação. Este fator terá uma importância decisiva no custo final da produção. Exemplo: se apenas dez unidades de um determinado equipamento devem ser fabricadas, os instrumentos para a sua produção deverão ser diferentes dos empregados no caso em que ele fosse fabricado em larga escala. 22

23 Concepção: Após ter definido o problema e coletado as informações necessárias para iniciar o projeto, o projetista pode se empenhar ativamente na busca de soluções, sem, necessariamente, preocupar-se com detalhamentos de todas elas. Nesta fase, são especificados os elementos, os mecanismos, os processos ou as configurações que resultam no produto final, e que satisfazem necessidades identificadas. É a fase mais atraente do processo do projeto, por permitir que coloquemos em prática todo o nosso acervo de conhecimentos técnicos e científicos, e damos vazão à nossa imaginação criativa. 23

24 Em muitos casos, a fase da concepção envolve a formulação de um modelo, que pode ser analítico ou experimental. Raramente esta fase culmina com um conjunto de soluções completas e mutuamente excludentes. Ao contrário, geralmente as soluções são parciais e a resposta final poderá ser uma combinação de diversas delas. São vitais para o bom desempenho desta fase os processos de análise e de síntese. Desmembrar cada possível solução, elemento a elemento, e após rearranjá-las apropriadamente, é uma excelente forma de conseguirmos ter boas soluções. 24

25 EXERCÍCIO 1 Exercício 1: Escrevam as fases inicias do projeto 1) Identificação da Necessidade: Que insatisfação ou necessidade você consegue identificar na sociedade (transportes, alimentos, ambiental, etc.)? 2) Definição do problema: Qual o problema a ser solucionado para atender a necessidade? 3) Coleta de Informações: Quais as entradas e saídas do seu projeto? O que você espera obter como resultado? 4) Concepção: Esboce na forma de diagrama a solução e detalhe (em diagramas). Descreva cada parte do seu diagrama. 25

26 Avaliação: O termo avaliação é aqui usado no sentido de julgamento, e envolve uma análise completa do projeto. Desta fase constam cálculos detalhados do desempenho do sistema. Em alguns casos, a avaliação pode envolver extensos testes de simulação com modelos experimentais, em escala reduzida ou ampliada, ou de protótipos em tamanho real. Como o projeto é um processo iterativo, muitas vezes erros cometidos são uma boa fonte de dados para trabalhos futuros. 26

27 A avaliação é um importante procedimento para cada fase do projeto e, mais especificamente, quando se está chegando ao seu final. Em geral, dois tipos de conferências são utilizadas: a verificação matemática e a verificação através do uso do que se convencionou chamar bom senso. A verificação matemática é realizada por meio de equações usadas em modelos analíticos ou em programas computacionais apropriados. O bom senso, nada mais é do que experiência acumulada aliada à aplicação de um método empírico confiável na abordagem do problema. 27

28 Especificação da Solução Final: Se a concepção foi aprovada na fase da avaliação, e estando garantida sua viabilidade, partimos para o projeto detalhado, que objetiva estabelecer as especificações de engenharia da solução escolhida, definindo-a pormenorizadamente. Nesta fase é preparado o memorial descritivo do projeto, que consiste na descrição detalhada das suas partes constituintes. Um memorial costuma conter vários itens, conforme sugerido na tabela a seguir. 28

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30 Comunicação do Projeto: O propósito de um projeto é satisfazer alguma necessidade específica do cliente ou consumidor. Assim, o projeto pronto deve ser apropriadamente comunicado, ou ele pode perder muito do impacto ou significância. Uma ideia, por melhor que seja, se não for bem comunicada, perderá muito do seu valor. A comunicação pode ser oral ou escrita. Relatórios técnicos, esquemas detalhados, listagens de programas computacionais e modelos icônicos frequentemente fazem parte do trabalho final de comunicação do projeto. 30

31 EXERCÍCIO 2 Exercício 2: Escrevam as fases finais do projeto 1) Avaliação: Descreva a forma como será realizada a avaliação do seu projeto: simulação, experimentos, modelos matemáticos. 2) Especificação da Solução Final: Faça o memorial descritivo do projeto sem detalhamento. 3) Comunicação do Projeto: Descreva seu projeto conforme as normas ABNT. 31