Processo de projeto de engenharia

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O processo de projeto de engenharia é uma série comum de etapas que os engenheiros usam na criação de produtos e processos funcionais. O processo é altamente iterativo - partes do processo geralmente precisam ser repetidas muitas vezes antes que outra possa ser inserida - embora as partes que são iteradas e o número de tais ciclos em qualquer projeto possam variar.

É um processo de tomada de decisão (muitas vezes iterativo) no qual as ciências básicas, matemática e ciências da engenharia são aplicadas para converter recursos de forma otimizada para atender a um objetivo declarado. Entre os elementos fundamentais do processo de projeto estão o estabelecimento de objetivos e critérios, síntese, análise, construção, teste e avaliação. [1]

Etapas comuns do processo de projeto de engenharia [ editar ]

É importante entender que existem vários enquadramentos/articulações do processo de projeto de engenharia. A terminologia diferente empregada pode ter vários graus de sobreposição, o que afeta quais etapas são declaradas explicitamente ou consideradas de "alto nível" versus subordinadas em qualquer modelo. Isso, é claro, se aplica tanto a quaisquer etapas/sequências de exemplo específicas fornecidas aqui.

Um exemplo de enquadramento do processo de projeto de engenharia delineia os seguintes estágios: pesquisa, conceituação, avaliação de viabilidade, estabelecimento de requisitos de projeto, projeto preliminar, projeto detalhado, planejamento de produção e projeto de ferramenta e produção . [2] Outros, observando que "diferentes autores (tanto na literatura de pesquisa quanto em livros didáticos) definem diferentes fases do processo de design com diversas atividades ocorrendo dentro delas", sugeriram modelos mais simplificados/generalizados - como definição de problemas, design conceitual , projeto preliminar, projeto detalhado e comunicação do projeto . [3] Outro resumo do processo, da literatura europeia de projeto de engenharia, incluiesclarecimento da tarefa, projeto conceitual, projeto de corporificação, projeto de detalhe . [4] (NOTA: Nestes exemplos, outros aspectos-chave - como avaliação de conceito e prototipagem - são subconjuntos e/ou extensões de uma ou mais das etapas listadas.)

Pesquisa [ editar ]

Vários estágios do processo de design (e até mesmo anteriores) podem envolver uma quantidade significativa de tempo gasto na localização de informações e pesquisas . [5] Deve-se considerar a literatura aplicável existente, problemas e sucessos associados às soluções existentes, custos e necessidades do mercado. [5]

A fonte de informação deve ser relevante. A engenharia reversa pode ser uma técnica eficaz se outras soluções estiverem disponíveis no mercado. [5] Outras fontes de informação incluem a Internet, bibliotecas locais , documentos governamentais disponíveis, organizações pessoais, jornais comerciais , catálogos de fornecedores e especialistas individuais disponíveis. [5]

Requisitos de projeto [ editar ]

Estabelecer requisitos de projeto e realizar análise de requisitos , às vezes denominado definição do problema (ou considerado uma atividade relacionada), é um dos elementos mais importantes no processo de projeto, [6] e esta tarefa é frequentemente realizada ao mesmo tempo que uma análise de viabilidade. Os requisitos de projeto controlam o projeto do produto ou processo que está sendo desenvolvido, durante todo o processo de projeto de engenharia. Isso inclui coisas básicas, como funções, atributos e especificações - determinadas após avaliar as necessidades do usuário. Alguns requisitos de projeto incluem parâmetros de hardware e software, manutenibilidade , disponibilidade e testabilidade. [2]

Viabilidade [ editar ]

Em alguns casos, é realizado um estudo de viabilidade após o qual são desenvolvidos cronogramas, planos de recursos e estimativas para a próxima fase. O estudo de viabilidade é uma avaliação e análise do potencial de um projeto proposto para apoiar o processo de tomada de decisão . Ele descreve e analisa alternativas ou métodos para alcançar o resultado desejado. O estudo de viabilidade ajuda a estreitar o escopo do projeto para identificar o melhor cenário. Um relatório de viabilidade é gerado após a realização da Revisão de Viabilidade Pós.

O objetivo de uma avaliação de viabilidade é determinar se o projeto do engenheiro pode prosseguir para a fase de projeto . Isso se baseia em dois critérios: o projeto precisa ser baseado em uma ideia viável e precisa estar dentro das restrições de custo . É importante ter engenheiros com experiência e bom senso para se envolver nesta parte do estudo de viabilidade. [2]

Geração de conceito [ editar ]

Um estudo de conceito ( conceituação , projeto conceitual ) é muitas vezes uma fase do planejamento do projeto que inclui a produção de ideias e a consideração dos prós e contras da implementação dessas ideias. Esta etapa de um projeto é feita para minimizar a probabilidade de erro, gerenciar custos, avaliar riscos e avaliar o sucesso potencial do projeto pretendido. De qualquer forma, uma vez definido um problema ou questão de engenharia, as soluções potenciais devem ser identificadas. Essas soluções podem ser encontradas usando a ideação , o processo mental pelo qual as ideias são geradas. Na verdade, esta etapa é muitas vezes denominada Ideação ou "Geração de Conceitos". As seguintes são técnicas amplamente utilizadas: [2]

  • palavra-gatilho - uma palavra ou frase associada ao problema em questão é declarada e as palavras e frases subsequentes são evocadas.
  • análise morfológica - características de projeto independentes são listadas em um gráfico, e diferentes soluções de engenharia são propostas para cada solução. Normalmente, um esboço preliminar e um breve relatório acompanham a carta morfológica.
  • sinética - o engenheiro se imagina como o item e pergunta: "O que eu faria se fosse o sistema?" Esse método não convencional de pensar pode encontrar uma solução para o problema em questão. Os aspectos vitais da etapa de conceituação é a síntese. Síntese é o processo de pegar o elemento do conceito e organizá-los da maneira adequada. O processo criativo de síntese está presente em todos os projetos.
  • brainstorming - esse método popular envolve pensar em ideias diferentes, geralmente como parte de um pequeno grupo, e adotar essas ideias de alguma forma como solução para o problema

Várias ideias geradas devem então passar por uma etapa de avaliação de conceito , que utiliza várias ferramentas para comparar e contrastar os pontos fortes e fracos relativos de alternativas possíveis.

Projeto preliminar [ editar ]

O projeto preliminar, ou projeto de alto nível inclui (também chamado de FEED ou projeto básico), muitas vezes preenche uma lacuna entre a concepção do projeto e o projeto detalhado, particularmente nos casos em que o nível de conceituação alcançado durante a idealização não é suficiente para uma avaliação completa. Portanto, nesta tarefa, a configuração geral do sistema é definida e os esquemas , diagramas e layouts do projeto podem fornecer uma configuração inicial do projeto. (Isso varia muito de acordo com o campo, indústria e produto.) Durante o projeto detalhado e a otimização, os parâmetros da peça que está sendo criada mudam, mas o projeto preliminar se concentra na criação da estrutura geral sobre a qual construir o projeto. [2]

S. Blanchard e J. Fabrycky descrevem-no como: “O 'o que' inicia o projeto conceitual produz 'como' a partir do esforço de avaliação do projeto conceitual aplicado a conceitos de projeto conceitual viáveis. Em seguida, os 'comos' são levados ao projeto preliminar por meio de requisitos alocados. Lá eles se tornam 'o que é' e conduzem o projeto preliminar para abordar 'como' neste nível inferior.”

Projeto detalhado [ editar ]

Após o FEED está a fase de Projeto Detalhado (Engenharia Detalhada), que pode consistir também na aquisição de materiais. Esta fase aprofunda cada aspecto do projeto/produto através de uma descrição completa através de modelagem sólida , desenhos e especificações .

Os programas de desenho assistido por computador (CAD) tornaram a fase de desenho detalhado mais eficiente. Por exemplo, um programa CAD pode fornecer otimização para reduzir o volume sem prejudicar a qualidade de uma peça. Ele também pode calcular a tensão e o deslocamento usando o método dos elementos finitos para determinar as tensões em toda a peça. [7]

Planejamento de produção [ editar ]

O planejamento da produção e o projeto de ferramentas consistem em planejar como produzir o produto em massa e quais ferramentas devem ser utilizadas no processo de fabricação . As tarefas a serem concluídas nesta etapa incluem a seleção de materiais, a seleção dos processos de produção, a determinação da sequência de operações e a seleção de ferramentas como gabaritos, acessórios, ferramentas de corte de metal e metal ou plástico. Essa tarefa também envolve iterações de teste de protótipo adicionais para garantir que a versão produzida em massa atenda aos padrões de teste de qualificação . [2]

Comparação com o método científico [ editar ]

A engenharia está formulando um problema que pode ser resolvido através do projeto. A ciência está formulando uma questão que pode ser resolvida através da investigação. O processo de projeto de engenharia tem alguma semelhança com o método científico . [8] Ambos os processos começam com o conhecimento existente, e gradualmente se tornam mais específicos na busca de conhecimento (no caso da ciência "pura" ou básica) ou de uma solução (no caso da ciência "aplicada", como a engenharia). A principal diferença entre o processo de engenharia e o processo científico é que o processo de engenharia se concentra no design , criatividade e inovação , enquanto o processo científico enfatizaDescoberta (observação) .

Programas de graduação [ editar ]

Métodos estão sendo ensinados e desenvolvidos em universidades, incluindo:


Veja também [ editar ]

Referências [ editar ]

  1. ^ "Critérios para Programas de Engenharia de Acreditação, 2019 - 2020" . ABET . Recuperado em 15 de setembro de 2019 .
  2. ^ a b c d e f Ertas, A. & Jones, J. (1996). O Processo de Projeto de Engenharia. 2ª edição. Nova York, NY, John Wiley & Sons, Inc.
  3. ^ Dym, CL & Little, P. (2009). Design de engenharia. 3ª edição. Nova York, NY, John Wiley & Sons, Inc.
  4. ^ Pahl, G. & Beitz, W. (1988). Projeto de Engenharia: uma abordagem sistemática. Londres, Reino Unido, The Design Council.
  5. ^ a b c d A.Eide, R.Jenison, L.Mashaw, L.Northup. Engenharia: Fundamentos e Resolução de Problemas. Nova York: McGraw-Hill Companies Inc., 2002
  6. ^ Ralph, P., e Wand, Y. Uma proposta para uma definição formal do conceito de design. Em, Lyytinen, K., Loucopoulos, P., Mylopoulos, J. e Robinson, W., (eds.), Engenharia de Requisitos de Projeto: Uma Perspectiva de Dez Anos: Springer-Verlag, 2009, pp. 103-136.
  7. ^ Widas, P. (1997, 9 de abril). Introdução à análise de elementos finitos. Recuperado de "Cópia arquivada" . Arquivado a partir do original em 2011-05-14 . Recuperado em 23/11/2010 .{{cite web}}: CS1 maint: cópia arquivada como título ( link )
  8. ^ Dieter, George; Schmidt, Linda (2007). Projeto de Engenharia . McGraw-Hill. pág. 9. ISBN 978-0-07-283703-2.
  9. ^ Bristol, Universidade de. "Design de Engenharia | Estude em Bristol | Universidade de Bristol" . www.bristol.ac.uk . Recuperado 2021-06-07 .

Links externos [ editar ]