Processo de Projeto em Engenharia

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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.

O Processo de Projeto em Engenharia

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
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    • Vídeo 2 NASA
      EmbedVideo received the bad id "nxllCCqJKXo#!" for the service "youtube".
    • Vídeo 3 NASA
      EmbedVideo received the bad id "MU1od1_kx5g#!" for the service "youtube".
    • Vídeo 4 NASA
      EmbedVideo received the bad id "WWjJAk6sGz0#!" for the service "youtube".

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;

FluxoPassosProjetoPI1EngTelecom.png

Definição do Problema

Houston, We have a problem!

    • Vídeo Apollo 13
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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
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  • 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.