PMR3103 Laboratorio AULA03 2016

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ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE DE 
SÃO PAULO 
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de 
Sistemas Mecânicos 
 
 
 
PMR 3103 - INTRODUÇÃO AO PROJETO DE MÁQUINAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
MÓDULO 3 
 
“METODOLOGIA DE PROJETO” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PMR 3103 – Introdução ao Projeto de Máquinas 2 
Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos 
 
1. Objetivos 
A finalidade deste módulo é mostrar e ilustrar com exemplos as principais etapas 
constituintes do Ciclo de Projeto de um Produto e sua evolução no tempo - "Espiral de 
projeto", bem como possibilitar ao aluno a aplicação desta metodologia na elaboração do 
Projeto Semestral da disciplina. 
Pela efetiva utilização destes conhecimentos, espera-se que o aluno aprenda e aplique a 
metodologia no decorrer do curso de graduação e na gestão e desenvolvimento de 
empreendimentos. 
Especificamente deseja-se que se atinjam os seguintes objetivos: 
� Conhecimento e entendimento da Metodologia de Projeto e de sua evolução contínua ao 
longo do tempo - "Espiral de Projeto"; 
� Aplicação prática destes conceitos na execução do Projeto Semestral: Estudo de 
Viabilidade, Projeto Básico, Desenho de Conjunto e Detalhes, Fabricação do Protótipo, 
Testes e Melhoria do Projeto; 
� Entendimento do fluxo de informações e documentos (dossiê) do projeto; 
� Constatação de que nos projetos há interação contínua entre pessoas, sendo que o 
problema que se apresenta torna-se complexo, envolvendo questões analíticas, 
emocionais, políticas, etc; 
� Noção de onde se inserem os tipos de desenhos nas diversas etapas de projeto; 
 
2.Procedimento de Estudo 
2.1 MATERIAL PARA DESENVOLVIMENTO EM SALA DE AULA 
(Durante a primeira aula de Laboratório relativa ao projeto): 
1. Durante a primeira de aula de laboratório referente ao Projeto (terceira aula de 
laboratório), serão consolidadas as técnicas de desenvolvimento de um projeto, incluindo 
discussão sobre requisitos de projeto e síntese de soluções. Ao longo da aula poderão ser 
feitas reflexões sobre o projeto da disciplina a partir das sugestões de cada aluno e 
discussão com a turma. Desta forma, quanto melhor a reflexão individual, mais rica será a 
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especificação da turma. Obter-se-á diretrizes mais concretas e objetivas dependendo 
trabalho e do debate em classe. 
2. Os agrupamentos destas características levantadas em classe subsidiarão a definição de 
grupos de parâmetros que servirão para nortear a escolha da melhor alternativa através de 
uma metodologia chamada "Matriz de Decisão”. 
3. Na quinta aula de laboratório deverá ser construído o protótipo do produto, utilizando as 
instalações do Laboratório de Protótipos do PMR. 
4. Conhecendo a melhor solução, deve-se elaborar o desenho de conjunto final desta 
solução para a sexta aula de Laboratório (terceira aula relativa ao projeto) (execute-a com 
linhas finas e claras, de modo a corrigir eventuais erros, acrescentar cortes e vistas, ou 
melhorar as representações conforme comentários do professor durante a última aula). 
5. Este trabalho bem como o Projeto deverão ser executados por grupos de dois 
componentes. 
 
2.2 MATERIAL PARA DESENVOLVIMENTO PELOS GRUPOS 
Cada grupo deverá preparar e entregar para o professor uma semana após a terceira aula 
de laboratório (primeira aula sobre o Projeto) o material detalhado a seguir. Uma cópia 
deste material deverá ser entregue ao respectivo professor, ficando o aluno com os 
documentos originais. 
 
1. Para o projeto especificado, cada grupo deverá propor pelo menos 3 alternativas 
diferentes entre si, nomeando-as como Alternativa A, B e C 
2. Cada solução deverá ser feita em folha própria para desenho, em formato A-4, com 
margens recortadas. Portanto, existirão no mínimo 3 folhas, que deverão ser grampeadas. 
3. ldentificar cada folha com nome, NUSP, turma, professor e data. 
4. Cada alternativa deverá ter seu esquema feito com régua em vista ortogonal e/ou vista 
seccional e/ou perspectiva, além de possíveis detalhes ampliados, quando necessário. Estes 
esquemas deverão definir claramente cada proposta. Não é necessária escala. 
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5. Colocar ao lado de cada figura, na folha correspondente àquela solução, um pequeno 
texto explicativo do seu funcionamento, chamando as principais posições de componentes 
identificadas na figura. 
6. Em uma folha separada, listar as características operacionais do produto/projeto. 
7. Recomenda-se que estas listas sejam feitas após uma reflexão sobre o uso do produto e 
de suas características técnicas propriamente ditas. Desta maneira, ajudarão o aluno nas 
execuções das propostas. Quanto mais especificas estas propriedades, melhores serão as 
caracterizaçöes (ex.: Evite colocar expressões vagas como peso, rápido, etc. Especifique tal 
como: peso máximo de "'Kg; atingir velocidade mínima de ....m/s na posição x.). 
Basicamente, identifique os requisitos funcionais, operacionais e de fabricação/montagem' 
9. Em outra folha separada, liste as principais formulações matemáticas que você julgar 
necessário. Não é para colocar a fórmula ainda e sim avaliar as futuras necessidades do 
projeto. (Ex.: cálculo de peso; determinação do conjugado de partida; verificação à 
estabilidade, etc.). 
10. Apresentação da Matriz de Decisão e os pesos empregados para os diversos parâmetros 
empregados no julgamento. Apresentam texto explicativo justificando as notas utilizadas 
para construção da matriz. 
11. Cada grupo deverá providenciar, uma cópia deste material, mantendo os originais para 
seu uso durante a aula e seqüência de execução dos projetos. As cópias deverão ser 
entregues ao professor uma semana após a terceira aula de laboratório. 
12. Este trabalho bem como o Projeto deverão ser executados por grupos de dois 
componentes. 
 
 
 
 
 
 
 
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MMEETTOODDOOLLOOGGIIAA DDEE PPRROOJJEETTOOSS 
 
11.. IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO 
1.1 ASPECTOS GERAIS 
O que é um Projeto? Um projeto é um esforço temporário empreendido para criar um 
produto ou serviço singular. Exemplos de projetos incluem: desenvolvimento de um novo 
produto ou serviço, desenvolvimento de um novo sistema de informações, construção de 
um edifício ou fábrica novos, aumento de capacidade de uma fábrica, implementação de 
um novo processo comercial, introdução de um programa de qualidade de vida em uma 
organização ou de uma mudança organizacional, lançamento de uma estação espacial, de 
um respirador artificial com sistemas pneumáticos, eletrônicos e mecânicos, lançamento de 
uma nova versão de um software, etc. Em se tratando de um esforço temporário, um projeto 
possui início, meio e fim bem definidos. (Dinsmore 1993) 
Executar projetos dentro do prazo e orçamento previstos, atender à qualidade especificada e 
satisfazer às expectativas da organização responsável pelo projeto são os seus indicadores 
de sucesso, independentemente da sua natureza. A seguir estão listados alguns fatores-
chave para o sucesso de um programa ou empreendimento: (Dinsmore 1992) 
 
� Concentração de esforços nas interfaces 
� Montagem da equipe de Projeto 
� Planejamento técnico e estratégico 
� Evite fontes de possíveis fracassos, utilizando ferramentasde análise 
� Foco na Gerência do Projeto: alcance dos objetivos de custo, prazo e qualidade do 
projeto; atendimento das necessidades do cliente; atuação ética e responsável para com a 
sociedade e a organização 
� Administração de conflitos 
� Preparação para o inesperado 
� Confiança na intuição 
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� Aprimoramento das habilidades comportamentais 
� Resolução dos problemas através de negociação e colaboração 
� Controle e avaliação dos resultados 
 
O que é Gerência de Projetos? É uma combinação de pessoas, técnicas e sistemas 
necessários à administração dos recursos indispensáveis ao objetivo de atingir o êxito final 
do projeto. Envolve basicamente o gerenciamento do escopo, do tempo, do custo, da 
qualidade, das comunicações, dos recursos humanos, dos contratos e fornecimentos e dos 
riscos (empresarial, comercial, tecnológico, mudanças sociológicas). 
 
Ciclo de Vida do Projeto 
Os projetos caracterizam-se por sua divisão em quatro fases ao longo de seu ciclo de vida 
ou existência: conceitual, planejamento, execução e término. (Dinsmore 1993) 
� Fase Conceitual: inclui identificação de necessidades, estabelecimento da viabilidade, 
busca de alternativas, preparação de propostas, desenvolvimento de orçamentos e 
cronogramas iniciais, nomeação da equipe de projeto. 
� Fase de planejamento: envolve programação de recursos humanos, materiais e 
financeiros, realização de estudos e análises, desenvolvimento de sistemas, construção e 
testes de protótipos (normalmente funcionais), análise de resultados e obtenção de 
aprovação para a fase de execução. 
� Fase de Execução: inclui o cumprimento das atividades programadas e a modificação dos 
planos, conforme necessário. Esta fase também inclui a monitoração e o controle das 
atividades programadas. 
� Fase Final inclui o encerramento das atividades do projeto, comissionamento, treinamento 
do pessoal operacional e realocação dos membros da equipe do projeto. 
 
Características Multi-dimensionais do Projeto 
A primeira dimensão (Elementos do Projeto) define o que deve ser feito. São itens de 
trabalho mensuráveis. 
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À segunda dimensão consiste em fatores que especificam os níveis de desempenho do 
projeto: custo (orçamento), cronograma (prazo) e qualidade (desempenho funcional). 
A terceira dimensão caracteriza as ferramentas para a coordenação do trabalho dentro dos 
limites do projeto. Incluem planejamento, controle e avaliação. 
 
1.2. PRINCÍPIOS DE PLANEJAMENTO 
O planejamento de um projeto representa o ponto de partida do mesmo, sendo um processo 
dinâmico, no qual ocorrem atualizações e revisões constantes. O planejamento eficaz 
obedece a uma hierarquia que abrange 3 níveis: Plano Diretor, Plano Global do Projeto e 
Planos Detalhados. 
O Plano Diretor aborda questões que nortearão o projeto, do tipo: 
� Filosofias e políticas gerenciais 
� Objetivos e Metas Principais 
� Autoridade do Gerente do Projeto 
� lnterfaces do Gerente do Projeto 
� Datas-marco do Projeto 
� Peculiaridades contratuais 
� Estrutura Organizacional do Projeto 
� Sistemas para planejamento, programação e controle do projeto 
� Expectativas do cliente ou usuário 
� Plano Global do Projeto engloba os vários planos necessários para a implementação do 
projeto. Basicamente aborda: 
� Resumo do escopo do Projeto o Listagem de documentos técnicos a serem emitidos 
� Plano detalhado de contratações 
� Descrição de trabalho e metodologia 
� Cronograma mestre 
� Lista de procedimentos e normas 
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� Sistema de ornamentação e controle de custos 
� Estrutura Analítica e grade de responsabilidades e interdependências 
� Previsão de materiais e equipamentos 
� Plano gerencial detalhado 
� Plano de comunicações 
Os planos Detalhados dependerão de cada tipo de projeto e não vale à pena enumerar 
possíveis tópicos. 
 
22.. EESSTTRRUUTTUURRAA DDEE UUMM PPRROOJJEETTOO DDEE EENNGGEENNHHAARRIIAA 
No tópico anterior, foram apresentados alguns aspectos gerais dos projetos. 
Neste tópico, espera-se detalhar as diversas etapas constituintes do ciclo de vida de um 
projeto de Engenharia, focalizando-se no desenvolvimento de produtos e sistemas eletro-
mecânicos. 
lndependente das características individuais de cada Projeto, as várias etapas necessárias, 
em ordem cronológica seguem uma metodologia geral comum. Esta metodologia permite a 
transformação das necessidades em meios para satisfazê-las e indica, finalmente, como 
utilizar matérias-primas e recursos naturais para fabricar produtos e objetos de utilidade. 
A primeira diretriz dedicada à descrição de um método para o desenvolvimento de um novo 
produto foi proposta por Fritz Kesselring em 1954, a qual é descrita no livro Guideline for 
Inventions (Wegleitung zur Erfindung) tomando por base a sua experiência profissional. 
Posteriormente, Hansen publica em 1965 o livro Konstruktionssystematik com diretrizes 
para projeto de um produto as quais são baseadas em uma visão sistêmica do processo de 
projeto, o qual deve ocorrer de forma progressiva através do refinamento de soluções para 
um dado produto 
Pahl e Beitz, entre 1972 e 1974, publicaram vários artigos sobre metodologia de projeto de 
produtos. 
A partir dos estudos publicados pelos diversos autores acima citados a VDI (associação de 
engenheiros alemães - Verein Deutscher Ingenieure) publicou em 1973 o guia VDI2222 
Design Engineering Methodics Conceptioning of Industrial Products (Konzipieren 
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Technischer Produkte). Este documento foi desenvolvido com a intenção de ser um guia 
para o desenvolvimento de produtos. Atualmente a recomendação VDI 2222 foi substituída 
pela VDI 2221 Systematic Approach to the Development and Design of Technical Systems 
and Products (Methodik zum Entwickeln und konstruieren Technischer Systeme und 
Produtke). 
Baseando-se nos conceitos da VDI2222, em 1977 (edição traduzida para o inglês em 1984), 
Pahl e Beitz publicaram o livro Engineering Design: a systematic approach no qual 
apresentam uma metodologia de projeto que classifica o processo de projeto em quatro 
etapas utilizadas na VDI2222: classificação das necessidades, projeto conceitual, projeto 
preliminar e projeto de talhado. Cada uma das etapas é constituída por uma lista de 
atividades e objetivos que deverão ser atingidos, quando o processo é então finalizado com 
a documentação do projeto, como indicado na Figura 1. 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 1 – Metodologia de Projeto de Pahl e Beitz 
 
Um projeto se desenvolve em etapas subsequentes e evolutivas, obtendo-se um maior grau 
de conhecimento e amadurecimento conforme sua evolução ao longo do tempo. Muitas 
considerações pertinentes a etapas posteriores são, eventualmente, utilizadas em etapas 
anteriores. Uma boa visualização desta evolução do conhecimento num projeto pode ser 
feita a partir das figuras 2 e 3. 
 
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Fiqura 2: Curva "S" de conhecimento do Projeto 
 
 
 
Fígura 3 - Espiral de Projeto - Evolução temporal do projeto (amadurecimento das etapas 
conforme progressão no tempo e repetição das mesmas (mesmo que informalmente). Pode-
se considerar as diversas etapas como segmentos da hélice. 
 
 
2.1. ESTUDO DE VIABILIDADE 
O Estudo de Viabilidade é a etapa inicial de qualquer projeto, na qual se chega a um 
conjunto de soluções viáveis para um dado problema ou se conclui sobre a inviabilidade do 
projeto. Obviamente, a inviabilidade pode ser concluída em qualquer etapa de 
desenvolvimento do projeto. Entretanto, quanto mais tarde se chegar a esta conclusão, 
maiores despesas e energia foram dispendidas. Não é raro se observar a implementação de 
projetos inviáveis tecnicamente, por razões outras: pessoais, para desenvolvimento de 
carreiras, políticas, manutenção da equipe de projeto, estratégia de marketing, entre outras. 
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2.1.1 O Estabelecimento da Necessidade 
O ponto de partida de um projeto é uma necessidade hipotética do meio sócio-econômico. 
Esta necessidade pode se basear numa simples observação (tecnológica ou não) de uma 
pessoa/grupo ou pode ser o resultado de uma completa pesquisa de mercado. Durante esta 
pesquisa não se deve "inventar” soluções prematuras sem primeiro se conhecer 
adequadamente o que é solicitado por este mercado. Além disto, a necessidade pode ser real 
ou aparente e pode ser grandemente modificada pela propaganda. 
Entretanto, nesta etapa deve se determinar com precisão suficiente quem será o usuário, 
como poderá ser o uso do produto por este usuário, quais os requisitos exigidos por este 
usuário potencial e se o usuário do produto do projeto (ex.: consumidor, empresa que deseja 
construir uma fábrica nova) está disposto a pagar para satisfazer esta necessidade, 
justificando-se assim a aplicação de fundos para se iniciar o estudo do projeto. 
Combinando-se conhecimentos gerais sobre a população e o meio sócio-econômico com 
resultados de pesquisas de mercado, deve-se tomar a importantíssima decisão sobre a 
validade da existência econômica da necessidade. 
Decidindo-se continuar o projeto, os resultados desta etapa devem ser resumidos em um 
conjunto de exigências que o produto deve cumprir para satisfazer a necessidade. 
 
2.1.2 Formulação do Projeto - ldentificação de Parâmetros -Especificação Técnica 
O problema de Engenharia do Projeto deve estar totalmente identificado e formulado antes 
de se iniciar o estudo das soluções. Para isto, deve-se primeiramente identificar os 
parâmetros cruciais do projeto em termos do: 
� Uso que se fará do Produto 
� Usuário do produto 
� Produto em si 
Combinando conhecimentos técnicos e as exigências do projeto procura-se formular o 
problema em termos técnicos, sem se pensar na solução fisicamente na solução final. Só 
depois que o problema esteja formulado com precisão suficiente é que se passa a pensar nas 
soluções. 
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A Especificação Técnica do Produto consiste em um conjunto de requisitos e Critérios de 
Projeto: 
� Funcionais 
� Operacionais 
� Construtivos 
 
2.1.3 Síntese de Possíveis Soluções 
As possíveis soluções são propostas após a formulação adequada do problema, cujos 
parâmetros principais já são conhecidos. Não há um procedimento que é matematicamente 
“o correto”. Há vários métodos que são empregados consciente ou inconscientemente pelos 
projetistas. Requer-se criatividade além da capacidade analítica. 
A criatividade consiste no talento de descobrir combinações de princípios, tecnologias, 
sistemas e componentes especialmente convenientes para a solução do problema em 
questão. Este talento todos possuem em maior ou menor escala. Entretanto, ele pode ser 
desenvolvido através da prática. É o que se pretende com o Projeto Semestral. 
Há técnicas que ajudarão um grupo projetista a ser mais criativo tais como. brain-storming, 
sinergia, inversão, fantasia, análise de parâmetros, etc. Obviamente, quanto maior a 
variedade de experiências, truques, concepções e pontos de vistas, melhor será a síntese 
criativa. Assim, um produto dificilmente será desenvolvido por apenas um projetista, mas 
por um grupo de pessoas de variadas experiências e especializações. Por esta razão, é 
fundamental a comunicação, coordenação e maturidade emocional dos envolvidos. 
O Método da Análise de Parâmetros a ser utilizado neste estudo pode ser visto 
esquematicamente na Figura 4. Ele foi desenvolvido no M.l.T. e está exaustivamente 
descrito no livro de Li, Y.T. ,Jansson,D.G. e Cravalho,E.G. "Technological lnnovation in 
education and lndustry'' - Van der Nostrand Reinhold, N.Y', 1980' 
 
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Figura 4: O processo de Inovação - Método da Análise de Parâmetros. 
 
2.1.4 Exequibilidade Física 
Da fase anterior resultam possíveis soluções expressas superficialmente. Esta fase consiste 
em se determinar se a concepção de uma solução pode ser prática e fisicamente construída. 
Caso a solução seja aceita, deve-se analisar a possibilidade de construção de cada 
componente. 
 
2.1.5 Valor Econômico 
Todo projeto deve ter um valor que compense economicamente tanto o empreendedor 
como o consumidor. 
No caso de um fabricante que compra e paga as matérias-primas, o capital, a energia e 
vende o produto, a diferença entre a entrada e a saída no valor do produto é a sua 
compensação. 
Já para o consumidor, a compensação não pode ser estabelecida numericamente, já que o 
valor de utilização dificilmente pode ser objetivamente medido. Pode-se estimar que o 
consumidor se sentiu compensado se ele estiver disposto a comprar novamente o mesmo 
produto. 
De qualquer forma, os projetistas devem avaliar da melhor maneira possível o valor 
econômico para o cliente, colocando-se eventualmente no lugar do mesmo e baseando-se 
também nas pesquisas de mercado realizadas. 
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Os métodos de análise de valor podem ser tanto aplicados ao aperfeiçoamento de um 
produto como para um produto novo e têm como objetivo a otimização do valor do produto 
(desempenho ótimo com custo mínimo) sem diminuição de sua qualidade. São estudos de 
relação entre o custo de um item e a sua função. O máximo valor de um item pode ser 
conseguido quando sua função é desempenhada com um custo mínimo- 
As funções podem ser divididas em primárias e secundárias. Basicamente, para qualquer 
parcela do custo do produto, dois tipos de valores básicos existem: valor de utilidade e o 
valor de estima ou prestígio. 
Obtém-se máximo valor de utilidade quando se consegue o custo mínimo no desempenho 
de determinada função. Já o máximo valor de estima é obtido quando se consegue com o 
menor custo possível prover as características de aparência e conveniência que o 
consumidor possa desejar. 
 
2.1.6 Viabilidade Financeira 
Um produto deve gerar as receitas que cubram, com lucro, as despesas de projeto, 
fabricação e distribuição. 
Um dado projeto pode satisfazer todas as características anteriores, mas não dispor dos 
recursos financeiros. Assim, por decisão superior, elepode ser preterido por outros que 
exijam menores recursos financeiros. O grupo projetista é encarregado de fornecer os 
subsídios técnicos para a tomada de decisão. 
 
2.1.7 Conclusão 
O Estudo de Viabilidade é a etapa mais importante de um projeto. Nele se estabelece a 
formulação do problema e se ele possui soluções adequadas' 
Qualquer uma de suas fases componentes pode ser repetida até que da interação entre elas 
surja uma combinação ideal. 
Pode-se dividir o Estudo de Viabilidade em: 
� Formulação do Problema (necessidade, especificações, limitações e critérios) 
� Síntese de Possíveis Soluções 
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� Avaliação das Soluções (execução física, análise de valor, análise financeira) 
� Proposta de conjunto de Soluções Viáveis 
 
2.2. PROJETO BÁSICO 
Também é chamado de preliminar ou anteprojeto e tem como objetivo definir a concepção 
global do projeto e dos subsistemas que servirão de base ao projeto executivo. 
 
2.2.1. Escolha da Melhor Solução 
Nesta fase, o desafio é escolher a solução que tem aparentemente as melhores 
possibilidades de sucesso. Esta escolha deve ser feita tendo-se em vista as limitações de 
tempo e recursos. 
Deve-se comparar as diversas soluções viáveis da etapa anterior, determinando-se as 
vantagens e desvantagens de cada uma, escolhendo-se a melhor. Entretanto, esta análise 
não é nada fácil, pois trata-se de uma análise subjetiva e qualitativa com a avaliação das 
qualidades listadas em termos absolutos e em relação às outras soluções; julgamento das 
qualidades levando-se em conta as influências do meio sócio-econômico, etc. 
Uma excelente técnica para auxiliar a equipe projetista nesta escolha é a da "Matriz de 
Decisão". Nela consegue-se, de uma forma metódica, quantificar grandezas abstratas, 
balizando-se as análises de importância relativa com bom senso, sendo uma boa ferramenta 
para decisão da melhor solução. Ela força a equipe projetista a estudar mais profundamente 
cada uma das alternativas em relação aos critérios de projeto estabelecidos, sem, porém, 
exigir altos investimentos de tempo e recursos. 
Os requisitos (características/quesitos) funcionais, operacionais e construtivos são listados 
e/ou agrupados por afinidade nas linhas desta matriz. Cada solução viável ocupa uma 
coluna da matriz. 
Atribuindo-se pesos às características, define-se a sua importância relativa. 
Atribuindo-se notas para o atendimento de um dado quesito por cada solução, faz-se a 
avaliação relativa entre elas. A soma destas notas multiplicadas pelos respectivos pesos dos 
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requisitos dividida pela soma dos pesos resulta em médias ponderadas que permitem a 
classificação e seleção da melhor solução. A figura 5 ilustra uma matriz de decisão. 
Deve-se observar que como a precisão das notas é pequena, a decisão só deve ser tomada se 
as diferenças forem significativas entre os projetos. Se as diferenças forem pequenas, deve-
se considerar novos parâmetros ou reconsiderar as notas atribuídas, a fim de se obter o 
desempate. 
Como se vê, a "Matriz de Decisäo" é fácil de implementar e pode ser incrementada 
incluindo análises quantitativas e experimentais quando justificadas. Porém, não é o único 
método para a tomada de decisões. Há o "Método Analítico por Hierarquia" (AHP), 
desenvolvido por T.L.Saaty, além de métodos de otimização matemática. 
 
 
Figura 5 – Matriz de Decisão 
 
2.2.2 Construção de Modelos Matemáticos 
Para se transformar a solução escolhida em um produto concreto é necessário descrevê-la 
por escrito e por meio de modelos físicos e matemáticos. 
A representação matemática é muito útil, já que com ela pode-se analisar mais 
cuidadosamente o projeto, prevendo-se quantitativamente o seu comportamento. Um 
projeto complexo irá exigir diversas expressões matemáticas para ser descrito. 
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2.2.3 Análise de Sensibilidade 
A análise de sensibilidade tem como objetivos 
� Conhecer o comportamento do sistema; 
� ldentificar os parâmetros de projeto mais importantes (críticos); 
� Verificar e indicar as limitações impostas; 
� Ter uma idéia quantitativa do desempenho do projeto 
 
Pelos modelos matemáticos estabelecidos anteriormente, consegue-se relacionar as 
variáveis de entrada com as de saída por meio dos parâmetros (ou variáveis) de projeto. Na 
análise de sensibilidade pretende-se variar os parâmetros de projeto e verificar o impacto no 
seu funcionamento. 
Para se estudar o comportamento do sistema em função de seus parâmetros escolhe-se as 
variáveis independentes (entrada) e através das equações determinam-se os valores das 
variáveis de saída. Esta relação entre entrada e saída, dependente dos parâmetros de projeto, 
chama-se de desempenho do sistema. 
É evidente que se pode complementar a simulação matemática com ensaios e testes dos 
protótipos do produto ou de seus subsistemas componentes. Obviamente a simulação 
matemática, principalmente nas etapas iniciais de projeto, mostra-se mais conveniente, em 
termos de economia de tempo e recursos. No seu final espera-se aumentar ou perder a 
confiança na solução em estudo. 
 
2.2.4 Análise de Compatibilidade 
Para que o sistema projetado possua um funcionamento adequado e harmônico, deve-se 
analisar a compatibilidade da interação entre seus diversos subsistemas e componentes, 
principalmente quando as variáveis de saída de um sub-sistema sejam as de entrada em 
outro. Os parâmetros de projeto menos críticos serão aqueles que poderão ser ajustados de 
modo conveniente sem afetar demasiadamente o desempenho do sistema e assegurando a 
compatibilidade entre os conjuntos. 
 
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2.2.5 Análise de Estabilidade 
A análise de estabilidade tem como objetivos 
� Certificar que o sistema, subsistemas e componentes não são inerentemente instáveis; 
� Determinar e evitar as faixas de instabilidade dentro do campo de variação dos 
parâmetros de Projeto; 
� Avaliar os riscos e as consequências das perturbações que têm intensidade suficiente para 
causar disfunções no sistema; 
� Dar subsídios na escolha da solução do projeto; 
O funcionamento de um dado sistema é afetado pelas perturbações nas suas variáveis de 
entrada e pelas condições do meio externo. Desta forma, o sistema a ser projetado deverá 
responder adequadamente a estas variações acidentais, de modo a retornar ao seu equilíbrio 
original. Deve-se, contudo estabelecer limites aceitáveis para estas perturbações. Muitas 
vezes, elaboram-se estudos estatísticos e de confiabilidade para análise dos riscos 
envolvidos (ex.: intensidade de terremotos que ocorrem estatisticamente em 10 anos, 100 
anos; nível de precipitação pluviométrica; variações de concentrações, densidade, pressão, 
temperatura em algum processo químico contínuo; etc.). 
A equipe de projeto também deve analisar se o problema físico da instabilidade ocorre 
somente em um subconjunto ou componente, ou pode ser resultado da interação entre os 
vários sub-sistemas. 
 
2.2.6 Otimização Formal 
Até agora, os principais parâmetros de projeto ainda não estão fixados. Uma forma possível 
de fixação é simplesmente escolher uma combinação de valores que se julga conveniente 
dentrodas faixas estabelecidas nas análises de compatibilidade e estabilidade. Pode-se 
esperar que, entre as diversas combinações possíveis de valores, haja uma melhor que todas 
as demais a combinação ótima de parâmetros de projeto. 
A otimização pode ser feita por modificações sucessivas no projeto, experimental ou 
matematicamente. Para efetuar uma otimização formal é necessário se estabelecer com 
precisão sob que critério será julgada uma solução. Deve-se definir quais atributos serão 
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considerados, como serão medidos e sua importância relativa. O critério de otimizaçäo é o 
conjunto destes quesitos. Caso a otimização seja matemática, estes quesitos deverão ser 
equacionados, dando-se origem à Função de Critério. 
Na função de critério estão incluídas as variáveis de entrada, saída e de projeto. 
Conhecendo-se os valores destas variáveis, pode-se determinar o valor da função critério, 
obtendo-se uma medida da qualidade do projeto para este conjunto de valores fixados. Esta 
função pode ser maximizada ou minimizada, dependendo de qual seja o ótimo. 
Normalmente os parâmetros de projeto são limitados por vínculos funcionais (expressam 
relações funcionais entre as variáveis e parâmetros que devem ser obedecidas, sendo 
representadas por igualdades) e vínculos regionais (expressam os limites, permissíveis para 
os parâmetros, definindo regiões para garantia da exequibilidade física e compatibilidade 
entre subsistemas, sendo representados por desigualdades). 
O problema geral da otimização constitui-se em: 
 Definir os vínculos funcionais; 
 Estabelecer os vínculos regionais; 
 Definir a função critério e maximizá-la ou minimizá-la, conforme o ótimo desejado. 
 
2.2.7 Previsões Para o Futuro 
A preocupação com o futuro deve ser constante durante as etapas de um projeto. Neste 
exercício de simulação do futuro, deve-se considerar tendências políticas, culturais. sócio-
econômicas - comportamento demográfico da população, renda per capita, mudanças de 
hábitos de consumo; obsolescência técnica - avanço tecnológico. 
Convêm prever no projeto, desde já, melhorias que possam ser introduzidas e sejam mais 
adequadas no futuro, intensificando pesquisas nos campos em que novas descobertas 
pareçam mais prováveis. 
 
 
 
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2.2.8 Previsão do Tempo de Funcionamento 
Nesta fase pretende-se estimar o tempo de funcionamento do sistema projetado durante o 
qual ele será capaz de cumprir as funções desejadas dentro de uma série de condições 
específicas. 
A vida útil do sistema será o período de tempo durante o qual a sua utilidade seja maior do 
que qualquer outro sistema que pudesse o substituir. Entende-se utilidade como a diferença 
entre o valor de utilização e os custos de aquisição, manutenção e operação. 
O período real de utilização poderá ser definido pelo desgaste, obsolescência econômica 
(custos de manutenção maiores que o valor de utilização) ou técnica. O ideal é que ocorra o 
equilíbrio cuidadoso entre o desgaste e as obsolescências econômica e técnica. 
 
2.2.9 Ensaios e Testes dos Protótipos 
A avaliação final de um produto é a sua utilização. Assim, num projeto é necessário se 
obter informações sobre o desempenho do produto antes do seu lançamento, de modo a 
poder modificá-lo a tempo. O ideal é testar o produto com o próprio usuário. 
Muitas vezes, estes testes são realizados em laboratórios e campos de provas, nos quais se 
pode simular condições mais severas, reduzindo-se o tempo do ensaio. 
Utilizam-se também modelos em escala reduzida ou apenas subsistemas mais 
representativos, de modo a reduzir os custos de experimentação. 
Os ensaios e testes, além de verificar o funcionamento adequado do projeto, permitem 
estudar problemas do sistema, subsistemas ou componentes que não poderiam ser 
analisados convenientemente de maneira analítica ou numérica. 
Permitem a verificação de hipóteses e análises feitas, gerando novas informações e 
aperfeiçoamentos e evidenciando problemas não previstos. Pelos custos envolvidos, devem 
ser muito bem planejados e otimizados. 
 
 
 
 
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2.2.10 Simplificação do Projeto 
Um projeto de qualidade deve atender as finalidades de uso dos usuários e possuir estética e 
simplìcidade. Durante a evolução do projeto, muitas vezes os requisitos secundários 
tornam-se complicadores desnecessários. 
Nesta etapa, os projetistas devem analisar cuidadosamente as especificações de projeto a 
fim de elaborarem um estudo de simplificação da solução escolhida. Pretende-se aqui saber 
se a solução proposta é a maneira mais simples de se obter os resultados desejados antes de 
submetê-la ao detalhamento. 
 
2.2.11 Conclusão 
O projeto Básico inicia-se com uma análise comparativa estruturada das diversas soluções 
viáveis em relação ao conjunto de requisitos especificados. Desta análise resulta a melhor 
solução. Em seguida, estabelecem-se os modelos matemáticos representativos da solução 
escolhida e analisa-se sua sensibilidade e seu comportamento quanto à compatibilidade e 
estabilidade. Definida a função critério, faz-se uma otimização formal do conjunto de 
parâmetros do projeto. Posteriormente tenta-se prever como as qualidades do projeto se 
apresentarão no futuro e qual será o seu desempenho sob as várias condições em que 
poderá operar. Ensaia-se então à solução escolhida, utilizando-se os resultados dos testes 
para a melhoria do projeto. Por último, consideram-se todas as possibilidades de 
simplificação possíveis 
Antes de submeter o projeto à etapa de detalhamento. Toda esta sequência possibilitará 
economia de recursos nas etapas posteriores. 
Qualquer uma destas fases componentes pode ser repetida até que da interação entre elas 
surja uma proposta mais evoluída e madura que a solução originalmente escolhida na 
Matriz de Decisão. 
Pode-se dividir o Projeto Básico em: 
� Escolha da Melhor Solução 
� Modelagem Matemática 
� Análises: sensibilidade, compatibilidade, estabilidade e otimizaçåo 
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� Previsão de comportamento futuro e estimativa de vida útil 
� Simplificação do Projeto 
 
 
2.3. PROJETO EXECUTIVO 
Também é chamado de detalhamento e tem como objetivo detalhar todos os subsistemas e 
componentes, possibilitando a execução de protótipos, testes e a completa realização física 
do produto. Após os testes, revisam-se as especificações e desenhos, permitindo que o 
produto passe para a escala de produção e posterior venda. 
 
2.3.1. Planejamento do Projeto Executivo 
Baseando-se no plano Global do Projeto e, estando o Projeto Básico concluído, deve-se 
elaborar o planejamento do Projeto Executivo. Como tomou-se a decisão de continuar o 
projeto, este planejamento precisa ser bem mais detalhado, visto que esta etapa envolve um 
volume bem maior de recursos' 
O processo de planejamento deverá ser dinâmico, adaptando-se a novas situações, visando 
sempre atingir as metas de implementação de um projeto de qualidade, dentro do 
orçamento e prazos previstos. 
Para que o projeto executivo seja planejado e controlado, deve ser dividido em tarefas que 
precisam ter dimensões suficientes para poder ser realizadas pelas pessoas a que sãoatribuídas. A Estrutura Analítica do Projeto é uma forma hierárquica para divisão dos 
projetos em atividades mensuráveis e controláveis. Seu formato é semelhante ao dos 
organogramas de empresas. Ela é dividida em fases até que a dimensão da atividade 
corresponda ao tamanho de tarefas controláveis, chamadas de "pacotes de trabalho”. O 
número de níveis da estrutura analítica depende do tamanho do projeto, da sua 
complexidade e da filosofia operacional. 
Como exemplo de sub-divisão pode-se tomar um projeto de uma instalação industrial: 
 Nível 1 - Projeto Global- Fábrica Nova 
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 Nível 2 - Especialidades Técnicas (Civil, Equipamentos, Tubulações, Elétrica, Automação, 
Montagem, Testes, Partida) 
 Nível 3 - Sistemas e Sub-Sistemas (terraplenagem, fundações, estruturas de concreto, 
estruturas metálicas, pintura, isolamento térmico; bombas, ventiladores, compressores, 
vasos de pressão, etc; tubos, válvulas, suportes, acessórios, etc...) 
 Nível 4 - Pacotes de Trabalho (Estudo de Processo, Estudo de lmplantação, Folhas de 
Dados, Memoriais de Cálculo, Consulta a fornecedores, Planos de lnspeção, Desenhos, 
etc...) 
 
Uma vez organizado o trabalho sob a estrutura analítica, as atividades devem ser 
programadas de modo que sejam distribuídas ao longo da etapa do Projeto Executivo. Há 
inúmeros meios de se programar projetos e as técnicas podem ser aplicadas separadamente 
ou usadas simultaneamente: 
� Gráficos de Gantt (cronogramas de barras) 
� Tabelas de Datas-Marco 
� Redes de lnterdependência: PERT, CPM, PDM para o acompanhamento do 
empreendimento ou projeto, pode-se utilizar a "Curva S”. É uma forma gráfica de 
acompanhar a implantaçåo, sintetizando dados diversos em sua representação única. O 
progresso real ou grau de conclusão do projeto é ilustrado e quantificado em termos 
percentuais. Sua construção dependerá da Estrutura Analítica do Projeto. 
Pela experiência sabe-se que o desenvolvimento de um projeto não se dá de forma linear, 
mas sim de acordo com uma curva de Gauss. Ou seja, a curva começa de forma deitada, em 
função da inércia inicial do projeto. Sua inclinação para cima significa que a produtividade 
está aumentando. No final do projeto, a curva tende a se deitar novamente, significando 
uma queda inerente à produtividade final. 
 
Para executar o projeto dos conjuntos, que é a fase inicial, cada setor ou grupo projetista 
recebe uma cópia (ou consulta via rede computacional) dos relatórios finais e traçados do 
Projeto Básico. Estes documentos serão alterados conforme a evolução do Projeto 
Executivo. 
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2.3.2. Projeto dos Conjuntos 
No projeto básico estudou-se os conjuntos de maneira superficial, verificando-se 
principalmente seus efeitos sobre o projeto global e as diversas compatibilidades e 
interfaces. Em termos de desenhos foram executados os desenhos de conjunto preliminares, 
também chamados de desenhos de estudo. 
Cada conjunto ou sistema será estudado como um projeto independente. O trabalho torna-
se agora mais complexo, pois deve-se obter os dados e definições preliminares dos 
componentes, verificações precisas de interfaces e compatibilidades, montagens, coerência 
com o projeto global e cumprimento da programação estabelecida. 
Alternativas de cada conjunto deverão ser propostas e analisadas, selecionando-se a melhor 
delas sob o ponto de vista técnico do conjunto e do projeto global. Como se vê, ocorrerão 
diversas interfaces e a comunicação, negociação, flexibilidade e maturidade dos envolvidos 
são fundamentais para o sucesso desta etapa. Atentar que o número de pessoas envolvidas é 
bem maior nesta etapa! Para cada conjunto ou sistema, deve-se emitir uma série de 
informações formalizadas que constituirão referências para o projeto dos componentes- 
 
Em seguida têm-se as etapas de: 
Projeto dos Componentes: seleção de componentes disponíveis comercialmente no 
mercado, tais como mancais de rolamento, parafusos, motores, entre outros, e definição dos 
componentes a serem dimensionados especificamente para atender as necessidades do 
projeto, tais como eixos, engrenagens, molas entre outros. 
Projeto Detalhado das Peças: elaboração do desenho de fabricação de todos os 
componentes do conjunto, incluindo cotas, tolerâncias dimensionais e geométricas e 
rugosidade superficial. Para o projeto da disciplina, estes desenhos devem ser elaborados 
para subsidiar a construção do protótipo, que ocorrerá durante a oitava e a nona aula de 
Laboratório. 
Preparação dos Desenhos de Montagem: para o caso de produtos muito complexos devem 
ser desenvolvidos este tipo de desenho que indica procedimentos intermediários de 
montagem de subconjuntos. 
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Construção Experimental de Protótipos: envolve a construção de protótipos que atendem 
aos documentos do projeto. No caso específico do projeto da disciplina esta atividade será 
desenvolvida ao longo da oitava e nona aula de laboratório. 
Programa de Ensaios e Testes: os protótipos devem ser testados a fim de verificar se 
atingem os requisitos de projeto. Deve-se verificar os pontos a serem melhorados. No 
projeto semestral esta atividade envolverá os testes ao longo do semestre e a própria 
competição de projeto. Ao longo da competição ficarão evidentes as melhores soluções 
para o projeto. 
Análise e Certificação: para alguns projetos é necessário a homologação do mesmo por 
autoridades governamentais. 
Aperfeiçoamento e Re-Projeto: esta atividade envolve a melhoria do projeto considerando 
os resultados dos testes de protótipos e os requisitos do projeto. Devem ser refeitos cálculos 
e desenhos a fim de obter uma melhoria no produto. No projeto semestral esta atividade 
será desenvolvida ao longo da décima e décima primeira aula, onde ocorrerá uma discussão 
em sala sobre o resultado da competição, analisando as características dos projetos 
vencedores. Os grupos deverão re-analisar as soluções adotadas e modificar o projeto, 
justificando o motivo das alterações. Deverá ser desenvolvido o memorial do projeto, com 
a descrição de todas as atividades relacionadas ao desenvolvimento do mesmo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. BIBLIOGRAFIA 
� Dinsmore, Paul C. Gerência de Programas e Projetos. São Paulo, PlNl Editora,1992. 
� Dinsmore, Paul C. The AMA Handbook of Project Management. New York, AMACON, 
1993. 
� Jansch, J.; Birkhofer, H. The Development of the Guideline VDI 2221 – the change of 
direction. International Design Conference, Dubrovnik, Croatia, 2006. 
� Krick, Edward V. lntroduçäo à Engenharia. 2 ed. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e 
Científicos, 1978. 
� Li, Y.T. ,Jansson, D.G. e Cravalho, E.G. Technological lnnovation in Education and 
lndustry. NewYork,Van der Nostrand Reinhold, 1980. 
� Madureira, Omar M. Metodologia de Projeto. Apostila EPUSP. São Paulo,1982. 
� Rebello, J.R.R. PMR2201 Introdução ao Projeto de Sistemas Mecânicos: apostila de 
metodologia de projeto. São Paulo, 2003. 
� Ullman, David G. The Mechanical Design Process. NewYork, McGraw-Hill,1992.