05 Projeto conceitual

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PRO173 – Projeto e Desenvolvimento de Produtos
Prof. Me Edmundo Abreu e Lima
Engenharia de Produção – FEAR - UPF
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Projeto Conceitual
SUMÁRIO
1. Fluxo de trabalho
2. Abstração
3. Estrutura de funções
4. Busca de soluções
5. Variantes de solução
6. Seleção e avaliação
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CONCEPÇÃO
Concepção é a parte do projeto que, 
após o esclarecimento do problema 
define a solução preliminar (princípio 
de solução).
• A tarefa já está suficientemente 
clara?
• É realmente necessário elaborar a 
concepção?
• Como e em que extensão terá que 
ser formatada?
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ETAPAS DE TRABALHO
Abstração 5 etapas
Estrutura 
de funções
Função global Subfunções
Princípios 
de trabalho
Funções e 
soluções
Seleção das 
soluções
Combinações
Variantes 
de solução
Concretização Avaliação
Seleção do 
melhor 
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ABSTRAÇÃO
• Consiste na etapa do projeto 
conceitual onde se busca elaborar o 
geral e o principal de uma tarefa.
• Utiliza-se quando se deseja encontrar 
uma solução totalmente inovadora 
para um determinado problema.
• Princípios ótimos – prazo curto;
• Novas e melhores soluções.
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ABSTRAÇÃO
• Tem como resultado final o resumo da 
lista de requisitos em apenas uma 
frase.
• Contribui para a formulação da 
estrutura de funções.
• Não direciona a um tipo particular de 
solução.
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PASSOS DA ABSTRAÇÃO
1º Passo: suprimir vontades mentalmente;
2º Passo: Somente considerar requisitos que afetam 
as funções e principais condicionantes;
3º Passo: Converter dados quantitativos em 
qualitativos;
4º Passo: Ampliar de forma adequada o que foi 
percebido;
5º Passo: Formular o problema de forma neutra 
quanto à solução.
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EXEMPLO DE ABSTRAÇÃO
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EXEMPLOS
• Não esboce uma porta de garagem, mas busque 
um fechamento da garagem que proteja um carro 
contra roubo e o mantenha ao abrigo das intempéries.
• Não projete uma união por chaveta, mas busque a 
maneira mais conveniente de unir roda com eixo para 
transferir o torque numa dada posição.
• Não projete uma máquina de embalar, mas procure 
a melhor maneira de expedir o produto de forma 
protegida.
• Não projete um dispositivo de fixação, mas busque 
uma possibilidade de fixar a peça a ser usinada isenta 
de vibrações.
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FUNÇÃO GLOBAL
• Função global - representa a 
relação geral objetivada entre 
entrada e saída de um sistema.
• Utiliza-se a representação em 
diagramas de blocos.
• Mostrar a relação entre as variáveis 
de entrada e saída com referência a 
conversão de energia material e/ou 
sinal, de forma neutra com 
relação à solução.
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COMPLEXIDADE DE FUNÇÕES
A complexidade de uma solução 
pode ser grosseiramente 
ordenada por:
• Instalação;
• Equipamento;
• Conjunto mecânico;
• Elemento de máquina ou 
componente avulso.
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SISTEMAS
• Os sistemas estão em contato com 
a circunvizinhança por meio de 
váriáveis de entrada (inputs) e 
variáveis de saída (outputs).
• Um sistema pode ser transformado 
em subsistemas.
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Função: relação geral e desejada 
entre a entrada e a saída de um 
sistema, com a finalidade de 
cumprir uma tarefa.
ENERGIA, MATERIAL E SINAL
• Em um processo técnico, energias, 
materiais e sinais são transferidos e/ou 
modificados.
• Devem ser devidamente representados 
em diagramas de blocos.
• Dependendo da finalidade, estas 
subdivisões de sistemas poderão ser 
mais ou menos desdobradas. 
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ENERGIA
• Corresponde a forma ou a fonte 
de energia utilizada para a 
execução de um processo 
técnico.
• Pode ser mecânica, térmica, 
elétrica, química, óptica, 
nuclear.
• Também pode representar força, 
corrente elétrica, calor, ou 
qualquer outro meio usado para 
transformar ou modificar um 
material ou sinal.
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MATERIAL • Corresponde ao objeto fruto de 
transformação ou modificação pelo 
processo técnico.
• O material pode ser gás, fluído, 
sólido, pó;
• Pode ser informado como sendo 
matéria prima, corpo-de-prova, 
rebarba, cavaco, embalagem, 
objeto de tratamento.
• Um material pode ser misturado, 
separado, cortado, tingido, 
revestido, embalado, transportado 
entre outros.
• Pode representar um produto 
acabado, componente, produto 
testado ou tratado
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SINAL
• Corresponde a uma informação 
necessária para a realização de um 
processo técnico, como um nível de 
temperatura ou posição relativa do 
objeto.
• Um sinal pode ser inserido, coletado, 
preparado, amplificado, comparado, 
interligado, etc.
• Como sinal: grandeza mensurável, 
indicação, impulso de comando, 
dados, informações.
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ESTRUTURA DE FUNÇÕES
Uma função global pode ser 
desdobrada em subfunções de menor 
complexidade.
A interligação das subfunções resulta na 
estrutura de funções, que representa a 
função global.
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EXEMPLODE ESTRUTURA DE 
FUNÇÕES
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FUNÇÕES PRINCIPAIS E 
SECUNDÁRIAS
• Funções principais: servem diretamente a função global.
• Funções secundárias: contribuem indiretamente para a função global.
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OBSERVAÇÃO
• A função é descrita por 
indicações textuais formadas 
por um verbo no infinitivo mais 
um substantivo.
• Aumentar pressão;
• Transferir torque;
• Reduzir rotação;
• Remover cavaco;
• Embalar conjunto.
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RECOMENDAÇÕES PARA ELABORAÇÃO DA EF
• Projetos originais – parte-se da lista 
de requisitos
• Projetos adaptativos – parte-se da 
estrutura de construção conhecida do 
equipamento
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RECOMENDAÇÕES PARA ELABORAÇÃO DA EF
• Elaborar um rascunho primário –
reduzido número de subfunções;
• Subdividir progressivamente as 
subfunções – reduzir complexidade;
• Identificar o fluxo principal do projeto;
• Completar fluxo de energia, material 
e sinal;
• O mais simples possível;
• Funções que não são necessárias ou 
são supérfluas devem ser 
eliminadas.
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ESTRUTURA DE FUNCIONAMENTO 
BUSCA DE SOLUÇÕES
• Cada função – várias soluções;
• Cada solução – diferentes princípios 
físicos, geométricos ou de materiais;
• A combinação diferentes princípios 
de funcionamento – variantes de 
solução;
• As soluções são organizadas em 
esquemas classificatórios;
• Realiza-se a combinação das 
soluções individuais para chegar as 
variantes de solução.
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Todas as funções listadas na estrutura 
de funções devem possuir alternativas 
de solução.
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VARIANTES DE SOLUÇÃO
• Verificar a compatibilidade física 
dos princípios de funcionamento 
interligados
• Obter fluxo de energia, material e 
informação, isento de falhas.
• Só combinar princípios 
compatíveis entre si.
• Somente considerar soluções 
que atende a lista de requisitos.
• Destacar combinações 
aparentemente favoráveis.
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EXEMPLO – COLHEITADEIRA 
DE BATATAS
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AVALIAÇÃO DAS SOLUÇÕES
• A combinação de todos os princípios de solução 
gera um número muito elevado de 
combinações.
• Além disso, algumas soluções levantadas 
podem não ser compatíveis ou serem inviáveis 
técnica ou economicamente.
• Para isso, usam-se métodos classificatórios 
para realizar a avaliação e seleção das 
soluções.
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CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
• Atendimento a lista de requisitos 
(exigências e desejos);
• Características principais;
• Critérios técnicos;
• Critérios econômicos;
• Cada característica principal 
precisa de um critério de 
avaliação.
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LISTA DE SELEÇÃO – AVALIAÇÃO QUALITATIVA
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LISTA DE AVALIAÇÃO - QUANTITATIVA
• Tem como objetivo definir um 
‘valor’ para a solução 
encontrada;
• Aplica-se geralmente nas 
variantes de solução;
• Estabelecer critérios e pesos;
• Calcular uma média 
ponderada;
• A solução com maior média 
deve ser a escolhida.
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ÁRVORE DE OBJETIVOS
Primeiramente, realiza-se a 
subdivisão hierárquica dos 
critérios, por exemplo:
• Custos;
• Manutenção
• Critérios técnicos.
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ÁRVORE DE OBJETIVOS
• Em seguida, efetua-se a 
valoração dos critérios.
• A soma dos critérios 
individuais deve somar 1;
• Apresenta-se a subdivisão 
em relação ao critério 
imediatamente superior e 
ao total do somatório.
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EXEMPLO DE CONCEPÇÃO
• 1ª Etapa principal: Esclarecimento da 
tarefa.
• Deverá ser estudada a resistência de 
uniões cubo-eixo sujeitas a impactos, 
com torques definidos, tanto como carga 
acidental quanto como carga 
permanente.
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Banco de ensaios para aplicação 
de cargas de impacto
QUESTÕES INICIAIS
• O que se entende por impacto?
• Que impactos de torques aparecem na 
prática de máquinas rotativas?
• Quais tensões são possíveis e 
apropriadas de se medir numa união de 
chavetas?
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LISTA DE REQUISITOS
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LISTA DE REQUISITOS
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ABSTRAÇÃO
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FUNÇÃO GLOBAL
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ESTRUTURA DE FUNÇÕES 18/0
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ESTRUTURA DE FUNÇÕES 18/0
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BUSCA DE PRINCÍPIOS DE SOLUÇÃO
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COMBINAÇÃO DOS PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO
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CONCRETIZAÇÃO DAS VARIANTES DE SOLUÇÃO 18/0
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AVALIAÇÃO E DECISÃO DO MELHOR CONCEITO
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