Aula 6 1 - EDP18

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Fonte: Rozenfeld et al. (2006)
7.1 Sumário
7.2 Atualizar o Plano do Projeto Conceitual
7.3 Modelar funcionalmente o produto
7.4 Desenvolver princípios de solução para as funções
7.5 Desenvolver as alternativas de solução para o produto
7.6 Definir arquitetura
7.7 Analisar Sistemas, Subsistemas e Componentes (SSC)
7.7 Definir ergonomia e estética do produto
7.8 Definir fornecedores e parcerias de co-desenvolvimento
7.9 Selecionar a concepção do produto
7.10 Definir plano macro de processo
7.11 Atualizar estudo de viabilidade econômico-financeira
7.12 Avaliar fase
7.13 Aprovar fase
7.14 Documentar as decisões tomadas e registrar lições aprendidas
- Entender como ocorre a geração e seleção da concepção do produto a partir
das especificações-meta do produto.
- Entender como a modelagem funcional do produto é importante para a
obtenção de alternativas de solução para o produto, inicialmente pela definição
da função total do produto a partir das especificações-meta do produto e
seguindo com a decomposição dessa função em funções de menor nível de
complexidade.
- Entender os conceitos de estrutura de funções e árvore de funções.
- Entender como representar os princípios de solução para as funções de
menor complexidade, por meio de efeitos físicos e portadores de efeito.
- Apresentar os diferentes métodos de criatividade e como esses podem ser
usados para a obtenção de princípios de solução.
- Entender como obter alternativas de solução para o produto a partir da matriz
morfológica.
- Definir o conceito de arquitetura, sua utilização para a representação das
alternativas para o produto.
- Entender coma a arquitetura modular pode ser utilizada.
- Entender como pode ser iniciado o detalhamento das concepções
desenvolvidas por meio da escolha dos materiais, processos de fabricação
e montagem dos SSC,dentro dos conceitos de engenharia simultânea.
- Entender a importância da interação entre o produto e as pessoas por
meio das considerações de ergonomia e estética.
- Mostrar como se pode escolher as parcerias e fornecedores.
- Definir um procedimento sistemático para a seleção da concepção mais
adequada para o produto.
Fase de Projeto Conceitual
Busca, criação, representação e seleção de soluções para o problema 
de projeto. 
Busca por soluções já existentes: observação de produtos concorrentes 
ou similares descritos em livros, artigos, catálogos e bases de dados de 
patentes, ou até mesmo por benchmarking. 
Criação de soluções: é livre de restrições, porém direcionado pelas 
necessidades, requisitos e especificações de projeto do produto, e auxiliado 
por métodos de criatividade. 
Representação das soluções: esquemas, croquis e desenhos (manuais 
ou computacionais). É muitas vezes realizada em conjunto com a criação. 
Seleção de soluções: feita com base em métodos apropriados que se 
apoiam nas necessidades ou requisitos previamente definidos.
Informações principais e dependência entre as atividades da fase de Projeto Conceitual
Atividade genérica descrita 
anteriormente.
Modelagem funcional: descrever os produtos em um nível 
abstrato, possibilitando a obtenção da estrutura de produto. 
Modelos funcionais: permitem que o produto seja 
representado por meio das suas funcionalidades, ou seja, por 
meio das suas funções.
Funções: descrevem as capacidades desejadas ou 
necessárias que tornarão um produto capaz de desempenhar 
seus objetivos e especificações.
Funções: são definidas por meio de um predicado composto 
por um verbo e um substantivo. Ex.: dosar fertilizante, lavar 
roupa ou cortar grama.
Modelamento funcional
A partir de uma análise das especificações-meta do produto e 
das funções inicialmente identificadas, o primeiro passo dado 
na busca de uma estrutura de funções para o produto 
projetado é a elaboração de uma descrição da função total, ou 
global. 
Todos os produtos possuem uma função mais importante, que, 
de forma condensada, deve ser um resumo do que se deve 
esperar do produto, funcionalmente (Gomes Ferreira, 1997).
Tarefas da atividade “Modelar funcionalmente o Produto”.
Relação entre os principais termos usados na fase de Projeto Conceitual
Termos utilizados no projeto conceitual
Termos utilizados no projeto conceitual
Termos utilizados no projeto conceitual
Modelagem funcional: utilizar as chamadas estruturas de funções ou 
árvore de funções.
Estruturas de funções: tem-se uma descrição que relaciona o sistema 
técnico e a física do problema por meio de fluxos básicos de energia, 
materiais e sinais.
Define-se a função total: representada graficamente por uma 
transformação que ocorre em uma "caixa preta" com entradas e saídas
definidas. Essas entradas e saídas são os estados do sistema.
Caso das funções técnicas: a transformação das entradas nas saídas é 
descrita por energia, material e sinal que fluem (entram e saem) nos 
contornos do sistema.
Representação esquemática da função total
Sinal: forma física na qual a informação é transportada. Podem ser 
preparados, recebidos, comparados, combinados, transmitidos, mostrados 
ou gravados.
Material: possui propriedades de forma, massa, cor, condições etc. Podem 
ser misturados, separados, mudados quimicamente.
Energia: responsável pelo transporte ou transformação de matéria e sinal. 
Ex.: elétrica, cinética, magnética, calor e óptica.
Uma estrutura de funções é normalmente obtida pela decomposição da 
função total em funções de menor complexidade. 
A estrutura de funções obtida é decomposta até se obter uma estrutura com 
funções no nível de complexidade requerida.
Desdobramento da função total em funções mais simples.
Função total de um produto destinado a lavar roupas
Entradas do sistema: roupas sujas (Material), sabão (Material), 
água limpa (Material), energia (Energia), o grau de lavagem 
requerido (Sinal). 
Saídas do sistema: roupas limpas (Material), água suja 
(Material) e energia (Energia). 
* A saída "energia" representa a parcela de energia que sai do 
sistema sob formas indesejáveis: calor, vibrações e ruídos.
Função total “lavar roupas”
Achar uma solução diretamente para a função total é difícil, 
razão pela qual se procede a uma decomposição da função 
total em funções com nível de complexidade menor. 
A modelagem funcional evolui para um modelo de estrutura de 
funções de baixa complexidade interligadas por fluxos de 
energia, material e sinal. 
A decomposição de funções não é um trabalho simples, 
necessitando de um grande esforço do time de projeto.
Contorno de uma estrutura de funções
As fronteiras da estrutura de funções podem ser obtidas a partir do contorno 
da função total, com as suas entradas e saídas.
Comece a esboçar a estrutura de funções pelo desdobramento de um dos 
processos existentes, que seja necessário à conversão do fluxo principal do 
sistema (entradas e saídas principais). 
Desdobramento do processo utilizado para transformar "roupas sujas" na 
saída "roupas limpas”.
Primeiro desdobramento da função total “lavar roupas”
A estrutura de funções vai se desenvolvendo pela agregação de fluxos e 
funções auxiliares ao fluxo principal e pelo desdobramento das funções 
existentes em funções de mais baixo nível de complexidade.
Agregaram-se os demais fluxos que cruzam a fronteira do sistema e 
também as funções auxiliares "misturar água e sabão", "produzir 
movimento" e "alternar movimento". 
Estrutura de funções para “lavar roupas”
A decomposição da função global permite que sejam propostas 
diferentes estruturas funcionais que satisfaçam a função 
global. 
Essas estruturas funcionais alternativas podem ser obtidas por:
(a) divisão ou combinação de funções;
(b) mudança de disposição de funções individuais; 
(c) mudança do tipo de ligação (série ou paralelo); 
(d) alteração das fronteiras do sistema.
Para a seleção da melhor alternativa dentre as estruturas 
funcionais geradas, pode-se utilizar uma matriz de decisão.A dificuldade principal é estabelecer os critérios de escolha
para um modelo do produto ainda muito abstrato. 
A lista de especificações-meta do produto ainda é o principal 
critério.
- Inicia-se a passagem do abstrato ao concreto, da função à 
forma. 
- A cada uma das funções da estrutura funcional escolhida
podem ser atribuídos um ou mais princípios de solução. 
- É necessário, a partir do correto entendimento da função, a 
busca de um efeito físico e de um portador de efeito físico que, 
por meio de determinados comportamentos, realizem o 
objetivo da função.
Tarefas da atividade “Desenvolver princípios de solução para as funções”
Relacionamento entre os termos efeito físico, portador do efeito e princípio 
de solução. 
Constituição de um princípio de Solução (Gomes Ferreira, 1997)
Os projetistas, quando envolvidos na busca por princípios de 
soluções, pensam primeiro em termos de efeitos físicos, 
químicos e biológicos que possam realizar a função requerida.
A função "ampliar força" é um exemplo de função que pode 
ser realizada por diferentes efeitos físicos: o efeito da 
alavanca, o efeito da cunha, efeitos hidráulicos e efeitos 
eletromagnéticos.
Somente a descrição dos efeitos físicos envolvidos não é 
suficiente para uma representação adequada dos princípios de 
solução para as funções do produto. 
É necessário que se busquem sistemas físicos capazes de 
portar os efeitos físicos necessários à realização das funções.
Portador de efeito: é um sistema físico, com seus elementos 
e suas relações entre elementos, definido qualitativamente, 
capaz de realizar o efeito físico esperado.
Ao se definir um portador para um efeito físico, define-se o 
princípio de solução a ser utilizado (Gomes Ferreira, 1997).
Portadores de efeito relacionados ao efeito físico da alavanca utilizado para 
a realização da função "ampliar força".
Portadores para o efeito da alavanca (Gomes Ferreira, 1997).
As informações relacionadas aos elementos que constituem o 
princípio de solução incluem: tipo do elemento, quantidade, 
forma, posição, movimentos e atributos de material.
Princípios de solução para uma morsa (Gomes Ferreira, 1997).
Forma adequada de representar os princípios de solução no domínio da 
mecânica é por meio de “diagramas de linhas”, tal como usado por Hubka
(1988), para representação de 2 princípios de solução para uma morsa. 
- Princípios de solução poderão ser obtidos por meio de bancos de dados de 
princípios ou de catálogos. 
- Ainda, para auxiliar na busca de ideias para os princípios de solução que 
atendam às funções, é possível utilizar os chamados métodos de criatividade.
-A literatura aponta mais de uma centena dos chamados métodos de 
criatividade. 
-Podem ser classificados em intuitivos, sistemáticos e orientados (Sozo, 2001).
Classificação dos Métodos de Criatividade
Métodos Intuitivos: baseados nos estudos psicológicos da criatividade e 
em tentativa e erro para a busca de soluções criativas. Mesmo indicados 
para problemas simples, eles podem ser usados para solucionar 
determinadas etapas de problemas complexos.
Métodos Sistemáticos: estruturados em passos, de modo a aumentar a 
probabilidade de se chegar a soluções mais adequadas. Mais adequados à 
solução de problemas complexos, pois, busca a subdivisão de um problema 
complexo em problemas mais simples.
Métodos Orientados: baseados em padrões reconhecidos no processo de 
solução de problemas de várias áreas e procuram utilizá-los para resolver 
outros problemas.
- Utilização/Aplicação do Checklist para 
Obtenção de Requisitos de Produto.
- Elaborar a Matriz da Casa da Qualidade.
- Elaboração da Estrutura de Funções
para o seu produto.