Mudanças entre as edições de "Processo de Projeto em Engenharia"
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− | O processo de projeto envolve '''múltiplos ciclos''' em torno de sua solução final. Você provavelmente vai testar a sua solução - encontrar '''problemas''' e fazer as '''mudanças''' - testar a sua nova solução - encontrar novos problemas e fazer as mudanças - e assim por diante, antes de chegar ao projeto final. | + | O processo de projeto envolve '''múltiplos ciclos''' em torno de sua solução final. Você provavelmente vai testar a sua solução - encontrar '''problemas''' e fazer as '''mudanças''' - testar a sua nova solução - encontrar novos problemas e fazer as mudanças - e assim por diante, antes de chegar ao projeto final. Ver os [http://www.mathworks.com/company/newsletters/news_notes/oct06/bellhelicopter.html ciclos do BA609] ([http://translate.google.com/translate?sl=en&tl=pt&js=n&prev=_t&hl=pt-BR&ie=UTF-8&layout=2&eotf=1&u=http%3A%2F%2Fwww.mathworks.com%2Fcompany%2Fnewsletters%2Fnews_notes%2Foct06%2Fbellhelicopter.html&act=url Traduzido]). |
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==Comunicação dos Resultados== | ==Comunicação dos Resultados== |
Edição das 08h30min de 5 de março de 2012
Objetivos da Aula
- Apresentar os elementos fundamentais para um BOM projeto de engenharia;
- Apresentar métodos para solução criativa de problemas usados por engenheiros;
- Comparar o método científico com o método de projeto em engenharia;
- Realizar dinâmica para:
- definir um problema;
- pesquisar soluções existentes;
- propor soluções novas; e
- selecionar uma proposta.
Introdução
"Projeto em engenharia é o processo criativo de identificar necessidades e então vislumbrar uma solução para estas necessidades."[1]
"É um processo de tomada de decisão (frequentemente interativo) em que as ciências básicas, matemática e ciências da engenharia são aplicadas para converter recursos de forma ótima para atender um determinado objetivo."[2]
Observe que a solução pode ser um produto, uma técnica, um projeto, um método etc.
Quem poderia enumerar alguns resultados de projetos em engenharia?
- Vídeo 1 NASA
- Vídeo 2 NASA
- Vídeo 3 NASA
- Vídeo 4 NASA
Passos do Processo
Os seguintes passos podem ser realizados para um projeto em engenharia:
* Definir o problema; * Realizar pesquisa aprofundada; * Especificar requisitos; * Propor um conjunto de possíveis soluções; * Escolher a melhor solução; * Realizar o desenvolvimento; * Construir um protótipo; * Testar e reprojetar se for o caso. * Comunicar/reportar o projeto;
Definição do Problema
Houston, We have a problem!
- Vídeo Apollo 13
O processo inicia quando nos perguntamos as seguintes questões:
- Qual é o problema ou necessidade a ser sanada?
- Quem possui o problema?
- Por que é tão importante resolvê-lo?
Note que uma definição/identificação pobre pode levar a perda de tempo, dinheiro etc.
O problema deve escrito de forma objetiva e mais específica possível. Exemplo:
Projetar uma antenha de recepção de HDTV na faixa VHF (canais 2 a 13) com GANHO de +3dB e Front-to-Back Ratio de 10db. A antena deve pesar até 2Kg e não deve custar mais do que R$ 150,00.
O mesmo problema poderia ser:
Projetar uma antenha de recepção de HDTV na faixa VHF (canais 2 a 13) com um bom GANHO e alto Front-to-Back Ratio. Ela deve ter baixo custo e ser extremamente leve.
A segunda definição, por ser menos específica, pode não ser uma boa opção para o processo de projeto.
Obs: Se tiver curiosidade olhe Understanding Antenna Specifications and HDTV
Pesquisa aprofundada
- coletar o máximo possível de informação sobre o assunto. Informações podem ser:
- medições físicas;
- resultados de experimentos de laboratórios já realizados;
- mapas;
- patentes e modelos de utilidades;
- artigos de revistas e conferências;
- resultados de pesquisa de opinião;
- Enumerar soluções já existentes;
- Averiguar soluções para problemas similares;
Especificação de requisitos para a solução
Com o estudo detalhado de soluções existentes é possível detalhar os requisitos da solução. A própria definição do problema pode trazer alguns destes requisitos. Tente observar onde as soluções existentes falham em atender os requisitos.
Proposição de Soluções
Pode-se usar várias técnicas para criar novas propostas de soçução:
- Brainstorming
- Encorajar todos os tipos de ideias possíveis (mesmo aquelas aparentemente impraticáveis);
- Mesclar ideias já apresentadas (encorajar a desenvolver ideias sobre ideias já colocadas);
- Gerar o máximo possível de ideias;
- Postergar o julgamento - de preferência, o julgamento (seleção da melhor ideia) deve ser realizado por outro grupo;
- Grupo de 6 a 12 mas pode ser realizado individualmente;
- Vídeo Apollo 13 - Brainstorming
- Checklists, ex:
- uma forma de fazer antena extremamente leve;
- uma forma de fazer antena com estrutura modificável para obter alto back-to-front ratio;
- uma forma de fazer antena com dimensões extremamente reduzidas;
- Lista de atributos:
- Listar atributos do objeto em questão;
- Para cada atributo enumerar ideias que possibilitam modificar este atributo;
- Tamanho: antena dobrável, antena com camadas de materias diferentes;
- Peso: antena com material plástico;
- Ganho: antena com amplificador embutido, antena com forma calculada para a faixa em questão;
- Comparação forçada (Forced Relationship). Escolhe-se arbitrariamente um objeto e forçamos o objeto de nosso interesse a assumir atributos deste objeto:
Por exemplo, escolhe-se um pneu de automóvel para fornecer atributos para a antena:
- uma antena redonda;
- uma antena com pressão;
- uma antena de borracha;
- uma antena com liga leve;
Pode-se ainda acrescentar os seguintes pontos neste processo criativo:
- análise das soluções existentes e da possível combinação das mesmas para uma melhor solução;
- deve-se produzir esquemas, desenhos e rabiscos das possíveis propostas;
- Durma sobre o problema: após uma etapa exaustiva de geração de propostas, durma, faça outras atividades, libere a mente e volte em um outro momento a pensar sobre o assunto;
A Escolha da Melhor Solução
- Olhar para cada proposta de solução e verificar se ela preenche os requisitos do problema;
- Olhar para as características para além dos requisitos, que cada proposta proporciona: as características que seriam desejáveis mas não necessariamente obrigatórias;
- Verificar o quanto as soluções atendem critérios universais, que são:
- elegância;
- robustez;
- custo;
- estética;
- recursos;
- tempo;
- habilidades requeridas;
- segurança.
Escolha um índice para o atendimento de critérios, por exemplo: 2-Atende completamente, 1-Atende parcialmente e 0-Não atende. Monte uma matriz de decisão com colunas associadas a cada proposta e linhas associadas aos requisitos e aos critérios universais. Some os pontos para cada proposta. Use este índice para nortear a escolha da melhor proposta.
Desenvolver a Solução
O desenvolvimento envolve o refinamento e aprimoramento de uma solução. Continua durante todo o processo de projeto e muitas vezes até depois da entrega do projeto final ao clientes.
- Os objetivos do trabalho de desenvolvimento são:
- Fazer o projeto funcionar:
- Reduzir o risco: reduzir a probabilidade de que uma solução que irá falhar, para evitar a perda de tempo. É melhor descobrir que uma possível solução não vai funcionar no início do processo de projeto, quando as outras soluções ainda estão sendo consideradas.
- Como fazer isso? Uma estratégia é fazer um protótipo de uma pequena parte da solução potencial, a parte arriscada, para ter certeza que ele vai trabalhar.
- Otimizar: quase sempre há vários requisitos, os quais podem entrar em conflito entre eles, totalmente ou em parte. A otimização é o processo de encontrar o melhor compromisso entre os diversos requisitos, e é uma parte essencial de quase todos os esforços de desenvolvimento.
- Por exemplo, se você tentar maximizar um requisito como velocidade ou precisão, normalmente o custo pode aumentar.
- Métodos de trabalho de desenvolvimento incluem:
- Desenhos: Projetistas usam desenhos para registrar as idéias para que estas não sejam esquecidos, e para comunicar as idéias aos outros. O desenho também ajuda a estudar a interação entre as diferentes partes de um projeto.
- Existem vários tipos de desenhos. Esboços são desenhos à mão livre ásperas feito muito rapidamente e, geralmente, mostrando apenas os contornos dos objetos. Desenhos pictóricos retratam uma visão fotográfica dos objetos. Desenho Técnico é uma maneira exata de desenho que mostra o tamanho real de um objeto e sua forma, este desenho normalmente é feito com software de CAD (computer-aided design). Os desenhos técnicos podem virar plantas que mostram pormenores como os pedaços de como os componentes se interrelacionam.
- É bom se acostumar a fazer desenhos mesmo quando os projetos parecem simples e podem ser visualizados mentalmente, pois a medida que os projetos vão se tornando complexos, a falta de desenhos adequados passa a ser um problema.
- Modelagem: Os modelos podem ser objetos físicos, mostra todas as partes em proporção correta. Em geral, modelos em escala real não funcionam. Os projetistas usam os modelos para visualizar (tocar) a solução.
- Pode ser apenas um modelo matemático ou modelo de computador (Matlab), que permitem prever como uma solução vai funcionar. Para problemas complexos, isto pode ser extremamente valioso, porque o modelo de computador é geralmente muito mais barato do que construir a solução em si, e pode ajudar o projetista buscar o melhor compromisso (trade-offs) entre diferentes requisitos do projeto.
- Um exemplo o helicoptero da Bell - O Helicóptero BA609 foi o primeiro helicóptero civil com rotor inclinável. Foi totalmente concebido em um Projeto Baseado em Modelos.
- Compare com a modelagem com objetos físicos do helicóptero XV-3.
- Prototipagem:
- Storyboards: são uma série de ilustrações gráficas ou imagens com a finalidade de visualizar um vídeo, site, programa de software, ambiente, experiência do usuário. Storyboards mostram como a solução aparece para o usuário a medida que ele interage com ela destacando quaisquer problemas.
- Análise de soma dos números: Às vezes o trabalho de desenvolvimento pode ser simples como somar o peso de todos os componentes de uma solução para ver se o peso total cumpre os requisitos. Da mesma forma, você pode adicionar-se o custo de todas as partes para obter um custo total.
Construir um protótipo
Um protótipo é uma versão de funcionamento de uma solução. Muitas vezes, um projetista faz um protótipo com materiais diferentes do que a versão final, e geralmente não é tão bem acabado. Os protótipos são um passo fundamental no desenvolvimento de uma solução final, permitindo ao projetista testar como a solução funciona e até mesmo obter realimentação (feedback) dos usuários.
Teste e reprojeto
O processo de projeto envolve múltiplos ciclos em torno de sua solução final. Você provavelmente vai testar a sua solução - encontrar problemas e fazer as mudanças - testar a sua nova solução - encontrar novos problemas e fazer as mudanças - e assim por diante, antes de chegar ao projeto final. Ver os ciclos do BA609 (Traduzido).
Comunicação dos Resultados
Para completar um projeto, é importante comunicar seus resultados para outras pessoas em um relatório final. Também é fundamental documentar bem suas soluções de modo que eles podem ser produzidos em escala e feita posteriormente sua manutenção. Ver exemplos do helicóptero BA609, Technical Report
Comparação entre o método científico e o processo de projeto em engenharia
Cientistas normalmente estudam como a natureza funciona enquanto engenheiros apresentam soluções para problemas da "vida real". Neste sentido, eles se utilizam de métodos distintos para atingir seus objetivos. Confira aqui a diferença entre método científico e do processo de projeto em engenharia.
Observe que muitas vezes é difícil diferenciar um cientista de um engenheiro. Cientistas aplicam métodos de engenharia em determinados momentos e vice-versa.