Tese Ivo UFSC - plano de ensino

Tese Ivo UFSC - plano de ensino

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM

ENGENHARIA MECÂNICA

Ivo Rodrigues Montanha Junior

SISTEMATIZAÇÃO DO PROCESSO DE

ENGENHARIA REVERSA DE SISTEMAS TÉCNICOS

Tese submetida ao Programa de Pós

Graduação em Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Santa

Catarina para a obtenção do Grau de

Doutor em Engenharia Mecânica.

Orientador: André Ogliari, Dr. Eng.

Co-orientador: Nelson Back, Ph.D

Florianópolis

2011

Catalogação na fonte pela Biblioteca Universitária da Universidade Federal de Santa Catarina

M764s Montanha Junior, Ivo Rodrigues

Sistematização do processo de engenharia reversa de sistemas técnicos [tese] / Ivo Rodrigues Montanha Junior ; orientador,

André Ogliari, co-orientador, Nelson Back. – Florianópolis, SC,

2011.

194p.: il., tabs.

Tese (doutorado) – Universidade Federal de Santa Catarina,

Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia

Mecânica.

Inclui referências

1. Engenharia mecânica. 2. Engenharia reversa. 3. Projeto conceitual. 4. Inovações tecnológicas. I. Ogliari, Andre. II. Back,

Nelson. III. Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de

Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. IV. Título

CDU 621

Ivo Rodrigues Montanha Junior

SISTEMATIZAÇÃO DO PROCESSO DE

ENGENHARIA REVERSA DE SISTEMAS TÉCNICOS

Esta Tese foi julgada adequada para a obtenção do Título de Doutor em

Engenharia Mecânica, e aprovada em sua forma final pelo Programa de

Pós Graduação em Engenharia Mecânica.

Florianópolis, 10 de março de 2011.

Eduardo Alberto Fancello, D.Sc.

Coordenador do Curso

Banca Examinadora:

André Ogliari, Dr. Eng.

Orientador

Nelson Back, Ph.D.

Coorientador

André Ogliari, Dr. Eng.

PPGEM/UFSC – Presidente

Carlos Cziulik, Ph.D.

PPGEM/UTFPR – Relator

Osmar Possamai, Dr.

PPGEP/UFSC

Acires Dias, Dr. Eng.

PPGEM/UFSC

Leonardo Nabaes Romano, Dr.Eng.

PPGEA/UFSM

Você acredita em Deus?

Se você nunca tivesse ouvido falar de Deus, a sua vida seria diferente do que ela é hoje?

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, que me Ama de forma incondicional, mesmo quando não estou totalmente com Ele. Deu o seu único Filho para nos

Salvar. Agradeço ao grupo de Estudo Bíblico organizado pelo amigo

Almir Pigari. Com vocês aprendi a ter um contato verdadeiro com Deus.

Aos meus orientadores, professores André Ogliari e Nelson Back, pela confiança e brilhante orientação ao longo desta pesquisa.

A professores Carlos Cziulik, Osmar Possamai, Acires Dias e

Leonardo Romano pelas valiosas contribuições.

À Universidade Federal de Santa Catarina, pela excelência no ensino, em especial ao Programa de Pós Graduação em Engenharia

Mecânica (PPGEM) e seus funcionários.

À Capes, pelo financiamento desta pesquisa.

Aos meus pais, Ivo (em memória) e Neura, meus irmãos, Rodrigo e Vanessa, e à minha namorada, Francieli, pelo amor, dedicação, compreensão e apoio, fundamentais para o êxito deste trabalho.

Agradeço aos colegas do Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos, NeDIP, pelo apoio e experiências sempre enriquecedoras.

Ao técnico Roberto Andrade, pelas contribuições e amizade.

Aos demais professores e pesquisadores da UFSC, em especial às equipes SAE Baja, SAE Aerodesign e SAE Formula, e ao Laboratório de Inovação da UFSC.

Às empresas que participaram desta pesquisa, destacando a FIAT

Automóveis S/A, pelo estágio concedido e pelas amizades.

À equipe do projeto Nugin, onde obtive experiência e valiosos contatos profissionais.

Ao SAPSI, Serviço de Atenção Psicológica da UFSC, em especial ao psicólogo Saulo Satoshi e à orientadora Olga, pelo apoio.

Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia

Catarinense (IFC), especialmente o Campus Videira/Luzerna, por terem me acolhido neste momento final da tese.

Aos meus verdadeiros amigos, que sempre estiveram comigo nos momentos de alegria e de dificuldade, seja nos encontros da galera do

“Carpe Diem Floripa” ou do “Trilhas Floripa”. Wish you all the Best!

Também agradeço a todos que conheci neste período tão especial, onde mesmo que não os tenha citado, jamais serão esquecidos.

Permaneçam em Deus, Ele estará convosco!

BIOGRAFIA DO AUTOR

Ivo Rodrigues Montanha Junior, 31 anos, é graduado em

Engenharia de Produção Mecânica pela UNOESC (campus de Joaçaba) e Mestre em Engenharia Mecânica pela UFSC. Durante a graduação, trabalhou como projetista numa indústria de equipamentos para usinas hidrelétricas. Participou de alguns projetos de extensão em paralelo com o doutorado, onde auxiliou na elaboração de um livro de gestão da inovação, em parceria com o Instituto Euvaldo Lodi (IEL) e FINEP. É professor no Curso Técnico em Mecânica do Instituto Federal de

Educação, Ciência e Tecnologia Catarinense (IFC), núcleo avançado de

Luzerna-SC.

Mais informações podem ser obtidas no currículo Lattes do autor:

<http://lattes.cnpq.br/3617191074245833>.

MONTANHA JUNIOR, Ivo Rodrigues. Sistematização do processo de

engenharia reversa de sistemas técnicos. Tese (Doutorado em

Engenharia Mecânica). Programa de Pós Graduação em Engenharia

Mecânica da Universidade Federal de Santa Catarina, 2011.

RESUMO

Apesar da importância da análise de produtos da concorrência, as empresas geralmente observam as tecnologias dos sistemas técnicos

(ST) concorrentes sem utilizar métodos formais de apoio. Isto tende a limitar a capacidade de compreender as soluções e de obter sugestões de inovação para novos produtos. Para suprir esta limitação, há proposições que formalizam o processo de estudo de ST concorrentes. Porém, nenhuma destas se apresenta de maneira abrangente e focam em aspectos específicos de estudo do produto. Nessa pesquisa, a engenharia reversa (ER) se apresenta como uma maneira sistematizada de aprender os fundamentos dos ST e, assim, reunir condições para a identificação e proposição de inovações em novos produtos. A sistemática apresentada

é constituída de três fases: planejamento, obtenção e análise das informações, e recomendações de projetação. A fase de planejamento constitui-se de atividades voltadas ao gerenciamento do projeto de ER.

A fase de obtenção e análise das informações visa obter as informações solicitadas a partir de um sistema técnico existente, para analisá-las considerando o mercado do sistema técnico, a interação usuário-ST

(ergonomia), o desempenho do sistema e as soluções de projeto

(funções, princípios de solução e características técnicas do sistema). A fase de recomendações de projetação visa propor sugestões de projeto para os novos sistemas, a partir dos resultados obtidos no projeto de engenharia reversa. Também foi proposta uma estrutura de base de dados para armazenar os resultados obtidos nos processos de engenharia reversa. A sistemática e a referida estrutura foram avaliadas pelos especialistas e potenciais usuários, a partir de exemplos de aplicação da sistemática num aparador de grama e em um compressor compacto, cujos resultados mostraram que a sistemática e a estrutura da base de dados são adequadas ao propósito apresentado.

Palavras-chave: engenharia reversa; projeto de produtos; projeto conceitual; inovação; sistemas técnicos.

MONTANHA JUNIOR, Ivo Rodrigues. Sistematização do processo de

engenharia reversa de sistemas técnicos. Thesis (Doctorate in

Mechanical Engineering). Graduation Program in Mechanical

Engineering of the Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC),

2011.

Title translation: Systematization of the reverse engineering process of technical systems.

ABSTRACT

Despite the importance of analysis of competitors’ products, companies generally observe the technologies of technical systems (TS) competitors without support of formal methods. This tends to limit the capability to understand the solutions and obtain suggestions for innovative products. To overcome this limitation, there are propositions that formalize the process of studying competitors’ TS. However, none of these is broad enough and they focus on specific aspects of the studied product. In this research, reverse engineering (RE) is presented as a systematic approach to learn the fundamentals of the TS and thus meet the conditions for identifying and proposing innovations in new products. The proposed model consists of three phases: planning, obtaining and analyzing information, and recommendations for designing. The planning phase consists of activities related to project management of RE. The second phase aims at obtaining the requested information from an existing system, analyzing them considering the market for this technical system, the interaction between user-TS

(ergonomics), the system performance and design solutions (functions, solution principles and technical characteristics of the system). In the phase of recommendations design suggestions are proposed for the new systems, from the results obtained in the reverse engineering project. A structure of a database was also proposed to store the results from the reverse engineering process. The model and structure were evaluated by experts and potential users, from the application of them in examples of a grass trimmer and a compact compressor. The results showed that the model and structure of the database are appropriate for the stated purpose.

Key-words: reverse engineering; product design; conceptual design; innovation; technical systems.

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1. Modelo de desenvolvimento de produtos (Back et alii. 2008, p.70, baseado em Romano, 2003, p.116). ...................................... 6

Figura 2.2. Principais atividades da fase de projeto conceitual. .............. 7

Figura 2.3. Desdobramento da função global em funções mais simples

(adaptado de Pahl e Beitz, 1988; e Pahl et alii., 2005). .................. 8

Figura 2.4. Catálogo de soluções conceituais para operações básicas

(adaptado de Back, 1983; Montanha Jr. et alii., 2007a). ................ 8

Figura 2.5. Leiaute gráfico de um modelo FAST (Kaufman e Woodhead,

2006, p.68 e 72). ............................................................................. 9

Figura 2.6. Árvore de funções-meios para um ST de preparo de chá

(Tjalve, 1979, p.9). ....................................................................... 11

Figura 2.7. O processo de ER como instrumento de auxílio ao desenvolvimento de soluções de projeto. ..................................... 12

Figura 4.1. Visão conceitual da sistemática de ER. .............................. 27

Figura 4.2. Fases e atividades da sistemática de engenharia reversa..... 30

Figura 4.3. Atividades da fase 1: planejamento do projeto de ER. ....... 31

Figura 4.4. Atividades da fase 2: análise do sistema técnico. ............... 37

Figura 4.5. Atividades da fase 3: orientações para a projetação. ........... 55

Figura 5.1. Visão conceitual do procedimento de avaliação. ................ 62

Figura 5.2. Análise da embalagem do compressor: grupo U3. .............. 70

Figura 5.3. Etapa de medições do compressor: grupo U3. .................... 70

Figura 5.4. Desmontagem do compressor: grupo U3. Detalhe do subsistema de compressão. ........................................................... 71

Figura 5.5. Montagem do compressor: grupo U3. ................................. 72

Figura 5.6. Teste prático do compressor: grupo U3. ............................. 72

Figura 5.7. Início da análise do compressor utilizando a sistemática de

ER: grupo U3. .............................................................................. 74

Figura 5.8. Análise das soluções de projeto do compressor utilizando a sistemática de ER: grupo U3. ....................................................... 74

Figura A.1. Processo de modelagem (Lima, 2002, p.87). ..................... 92

Figura A.2. Criação da taxonomia do projeto conceitual. ................... 104

Figura A.3. Taxonomia do projeto conceitual. .................................... 105

Figura A.4. Principais entidades de uma taxonomia para a fase de projeto conceitual. ...................................................................... 107

Figura A.5. Matriz de relacionamento entre as entidades. .................. 108

Figura A.6. Identificação dos relacionamentos entre entidades. ......... 109

Figura A.7. Diagrama de nível de entidade do projeto conceitual. ..... 116

Figura C.1. Visão geral da estrutura integrada das análises de ER. .... 125

Figura C.2. Estrutura integrada das análises de ER. ............................ 127

Figura E.1. Mapa preço-valor (MPV) dos aparadores de grama. ........ 147

Figura E.2. Imagens externas dos pontos de análise do ST A............. 148

Figura E.3. Simulação de uso dos ST A, E e J. ................................... 153

Figura E.4. Identificação do centro de gravidade do conjunto “usuário +

ST”. ............................................................................................ 156

Figura E.5. Equipamentos de medição de rotação do motor. .............. 162

Figura E.6. Esquema de ligação dos equipamentos de medição de rotação do motor elétrico do ST A. ............................................ 163

Figura E.7. Resultados da medição de rotação do motor do aparador, obtida pelo acelerômetro. ........................................................... 163

Figura E.8. Contaminação do compartimento do motor do aparador ao operar por dez minutos sem a capa inferior de proteção. ........... 164

Figura E.9. Vista explodida do ST A. ................................................. 169

Figura E.10. Exemplo de identificação do princípio de solução do componente AGD-001_023 (botão de acionamento). ............... 170

Figura F.1. Vista explodida do compressor analisado. ....................... 189

LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1. Exemplo de planilha SOP (Otto e Wood, 2001, p.207). ... 20

Quadro 3.2. Principais atividades e proposições de ER. ....................... 25

Quadro 4.1. Meios citados na fase 1 da sistemática de ER. .................. 32

Quadro 4.2. Estrutura da solicitação de ER (SER). ............................... 32

Quadro 4.3. Quadro de auxílio à seleção das análises de ER (ASA). ... 34

Quadro 4.4. Meios de apoio as atividades da fase 2. ............................. 39

Quadro 4.5. Quadro de representação dos ST candidatos (STC). ......... 40

Quadro 4.6. Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU). ................................................... 41

Quadro 4.7. Orientações para elaborar a matriz preço-valor (MPV). ... 42

Quadro 4.8. Lista de atributos básicos e do ciclo de vida do sistema

(ABC), (adaptado de Fonseca, 2000, p.75 e 77). ......................... 43

Quadro 4.9. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do

ST (CRS). ..................................................................................... 45

Quadro 4.10. Caracterização do sistema técnico selecionado (CST). ... 46

Quadro 4.11. Estrutura de listagem de normas técnicas de operação de

ST (NOS). .................................................................................... 49

Quadro 4.12. Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS). ....... 50

Quadro 4.13. Quadro de informações da desmontagem (SID). ............. 52

Quadro 4.14. Tipos de efeitos físicos (adaptado de Pahl et alii., 2007, p.94). ............................................................................................ 53

Quadro 4.15. Quadro de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP). .................................................... 54

Quadro 4.16. Meios de apoio da fase 3. ................................................ 56

Quadro 4.17. Recomendações típicas de projetação dos ST (RTP). ..... 56

Quadro 4.18. Quadro com as especificações de projeto para os ST similares àquele analisado na ER (ESS). ..................................... 58

Quadro 4.19. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS). .. 58

Quadro 5.1. ST candidatos à análise física da sistemática de ER.......... 61

Quadro 5.2. Requisitos de modelagem da sistemática de ER. .............. 63

Quadro 5.3. Questões de avaliação. ...................................................... 64

Quadro 5.4. Perfil dos especialistas que participaram da avaliação à distância. ...................................................................................... 66

Quadro 5.5. Perfil dos grupos de usuários participantes. ...................... 68

Quadro 5.6. Resultados das análises dos usuários (U) e especialistas (E).

...................................................................................................... 76

Quadro A.1. Lista dos documentos-fonte selecionados. ....................... 93

Quadro A.2. Conceitos típicos da fase de projeto conceitual, com suas descrições e fontes. ...................................................................... 94

Quadro A.3. Lista de candidatas à entidade, com seus respectivos números de ocorrências e a indicação das candidatas eliminadas ou agrupadas (baseado em Lima, 2002, p.91)................................. 101

Quadro A.4. Definição das relações entre as entidades. ..................... 110

Quadro A.5. Projeto de engenharia reversa. ....................................... 117

Quadro A.6. Sistema técnico............................................................... 118

Quadro A.7. Condições ambientais de uso do ST. .............................. 118

Quadro A.8. Componente. .................................................................. 119

Quadro A.9. Função. ........................................................................... 120

Quadro A.10. Princípios de solução. ................................................... 120

Quadro B.1. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“isolar” (Fiod Neto, 1993, p.297). ............................................. 123

Quadro B.2. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“agrupar” (Fiod Neto, 1993, p.297). .......................................... 123

Quadro B.3. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“ligar” (Fiod Neto, 1993, p.301). ............................................... 124

Quadro D.1. Planilha: projeto. ............................................................ 130

Quadro D.2. Planilha: sistema técnico. ............................................... 131

Quadro D.3. Planilha: condições ambientais de uso do ST. ............... 132

Quadro D.4. Planilha: componentes.................................................... 133

Quadro D.5. Planilha: funções. ........................................................... 135

Quadro D.6. Planilha: princípios de solução. ...................................... 137

Quadro E.1. Solicitação de informações – aparador de grama. .......... 139

Quadro E.2. Equipamentos tradicionais para cortar grama em residências, antes dos aparadores. .............................................. 141

Quadro E.3. Quadro de representação dos ST candidatos (STC). ...... 143

Quadro E.4. Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU) dos aparadores de grama. .... 145

Quadro E.5. Elementos para elaborar a matriz preço-valor (MPV). ... 146

Quadro E.6. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do

ST A (CRS). ............................................................................... 149

Quadro E.7. Caracterização do sistema técnico selecionado (CST). .. 151

Quadro E.8. Variáveis selecionadas para as análises de ergonomia

(VAE). ....................................................................................... 154

Quadro E.9. Plano das análises de ergonomia (PAE). ........................ 155

Quadro E.10. Análise OWAS (OWS) dos ST A, E e J. ....................... 157

Quadro E.11. Roteiro de testes de desempenho (RTD) do ST A. ....... 160

Quadro E.12. Medições de temperatura do motor do aparador A. ...... 162

Quadro E.13. Quadro de avaliação de desempenho do ST A (ADS). . 165

Quadro E.14. Informações da desmontagem (SID) do ST A. ............. 167

Quadro E.15. Quadro de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST A (AIP). .............................................. 172

Quadro E.16. Visão parcial da matriz morfológica do aparador avaliado

(MMF). ....................................................................................... 173

Quadro E.17. Recomendações de projetação dos ST (RTP), baseada na análise de ER do aparador A. ..................................................... 174

Quadro E.18. Quadro com as especificações de projeto para os ST similares àquele analisado na ER (ESS). ................................... 176

Quadro E.19. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS). 177

Quadro F.1. Solicitação de ER (SER) do estudo do compressor. ....... 179

Quadro F.2. Imagens externas do compressor..................................... 180

Quadro F.3. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do compressor (CRS). ..................................................................... 181

Quadro F.4. Caracterização do compressor selecionado (CST). ......... 182

Quadro F.5. Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID). ............................................................................. 185

Quadro F.6. Estrutura de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP). .................................................. 190

Quadro F.7. Visão parcial da matriz morfológica do compressor avaliado (MMF). ........................................................................ 191

Quadro F.8. Recomendações de projetação dos ST (RTP), baseada na análise de ER do compressor. .................................................... 192

Quadro F.9. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS). .. 193

Quadro G.1. Questionário de avaliação. .............................................. 195

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

BD – Base de Dados

BOMBill of Materials, ou Lista de Materiais e de Peças

DFA Design for Assembly, ou Projeto para a Montagem

EDT Estrutura de Desdobramento do Trabalho

ER – Engenharia Reversa

FASTFunction Analysis System Technique, do inglês, Técnica de

Análise das Funções do Sistema

IDEF1XIntegration Definition for Information Modeling, do inglês,

Definição Integrada para a Modelagem de Informações

INPI – Instituto Nacional de Propriedade Industrial

MER – Modelo Entidade-Relacionamento

NeDIP – Núcleo de Desenvolvimento Integrado de Produtos

NIST/EUA – National Institute of Standards and Technology, ou

Instituto Nacional de Padronização e Tecnologia

PDP – Processo de Desenvolvimento de Produtos

Projeto – Quando destacado em negrito e itálico, se refere ao “Project”, segundo os conceitos de gerenciamento de projetos. Quando não houver destaque, o termo se refere à projetação (Design) do ST

PS – Princípio de Solução

SOPSubtract and Operate Procedure, do inglês, Procedimento de

Subtrair e Operar

ST – Sistema Técnico

UMLUniversal Modelling Language, ou Linguagem Universal de

Modelagem

SUMÁRIO

Capítulo I. Introdução ............................................................................. 1

1.1. Motivação da pesquisa ................................................................. 1

1.2. Objetivos da pesquisa .................................................................. 2

1.3. Contribuições da pesquisa ........................................................... 2

1.4. Metodologia de pesquisa ............................................................. 3

1.5. Delimitação da pesquisa .............................................................. 3

1.6. Conteúdo da tese .......................................................................... 4

Capítulo II. Projeto conceitual de sistemas técnicos: revisão .................. 5

2.1. Definição de sistemas técnicos .................................................... 5

2.2. Processo de concepção de sistemas técnicos ............................... 5

2.3. Considerações ............................................................................ 12

Capítulo III. Engenharia reversa: revisão .............................................. 15

3.1. Definições de engenharia reversa .............................................. 15

3.2. Processo de engenharia reversa ................................................. 16

3.2.1. Análise física do sistema técnico ....................................... 17

3.2.2. Análise de eventos.............................................................. 21

3.2.3. Análise de publicações ....................................................... 23

3.3. Considerações ............................................................................ 25

Capítulo IV. Sistematização do processo de engenharia reversa .......... 27

4.1. Introdução .................................................................................. 27

4.2. Modelagem do processo de ER ................................................. 28

4.3. Fase 1. Planejamento do projeto de ER ..................................... 31

4.3.1. Atividade 1.1. Definir o escopo do projeto de ER ............. 33

4.3.2. Atividade 1.2. Definir o cronograma do projeto de ER ..... 35

4.3.3. Atividade 1.3. Definir o orçamento do projeto de ER ....... 35

4.3.4. Atividade 1.4. Elaborar o plano do projeto de ER ............. 36

4.4. Fase 2. Análise do sistema técnico ............................................ 36

4.4.1. Atividade 2.1. Identificar os ST candidatos ....................... 40

4.4.2. Atividade 2.2. Selecionar e obter o ST a ser analisado ...... 41

4.4.3. Atividade 2.3. Caracterizar o ST selecionado e obtido ...... 44

4.4.4. Atividade 2.4. Caracterizar o mercado do ST .................... 47

4.4.5. Atividade 2.5. Analisar as condições de interação usuário-

ST ................................................................................................. 48

4.4.6. Atividade 2.6. Analisar o desempenho do ST .................... 49

4.4.7. Atividade 2.7. Identificar as soluções de projeto ............... 51

4.5. Fase 3. Orientações para a projetação........................................ 55

4.5.1. Atividade 3.1. Recomendações para a projetação dos ST . 56

4.5.2. Atividade 3.2. Encerrar o projeto de ER ............................ 59

4.6. Considerações ............................................................................ 60

Capítulo V. Avaliação da pesquisa ....................................................... 61

5.1. Planejamento do processo de avaliação ..................................... 62

5.2. Avaliação da sistemática de ER ................................................. 64

5.2.1. Avaliação à distância dos especialistas no PDP ................. 65

5.2.2. Avaliação presencial dos usuários ..................................... 65

5.3. Análise dos resultados da avaliação .......................................... 75

Capítulo VI. Conclusões e recomendações ........................................... 79

6.1. Conclusões ................................................................................. 79

6.2. Recomendações para trabalhos futuros ..................................... 81

Referências bibliográficas ..................................................................... 83

Apêndice A. estrutura da base de dados ................................................ 91

A.1. Etapa 1.1. pesquisa de informações sobre o problema de modelagem ....................................................................................... 93

A.2. Etapa 1.2. Criação de uma taxonomia do projeto conceitual: classificação das informações ......................................................... 103

A.3. Etapa 1.3. Criação do modelo base ......................................... 107

A.4. Estrutura dos campos de preenchimento da base de dados ..... 117

A.5. Considerações finais ............................................................... 121

Apêndice B. Catálogo de efeitos ......................................................... 123

Apêndice C. Estrutura integrada de análises de engenharia reversa ... 125

Apêndice D. Exemplos de campos preenchidos da base de dados ...... 129

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama ........... 139

E.1. Fase 1. Planejamento do projeto de ER ................................... 139

E.2. Fase 2. Análise do sistema técnico .......................................... 141

E.3. Fase 3. Orientações para a projetação ..................................... 174

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor ....................... 179

F1. Fase 1. Planejamento do projeto de ER .................................... 179

F2. Fase 2. Análise do sistema técnico ........................................... 180

F.3. Fase 3. Orientações para a projetação ...................................... 192

Apêndice G. Questionário de avaliação .............................................. 195

CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO

Neste capítulo apresenta-se a motivação da pesquisa, destacando a importância da inovação de produtos com apoio da engenharia reversa e os objetivos. Segue-se com as contribuições e o conteúdo da tese.

1.1. MOTIVAÇÃO DA PESQUISA

Diante da competitividade das empresas originada pela globalização da economia, intensificaram-se os esforços para o desenvolvimento de novos produtos e processos, visando maximizar a produtividade e lucratividade da empresa. Apesar do crescimento da inovação, como apontado pela pesquisa PINTEC (IBGE, 2002; IBGE,

2005; IBGE, 2007), os valores de inovação das empresas brasileiras estão abaixo das de países como França, Reino Unido e Alemanha.

Também foi observado em IBGE (2007) que as principais fontes de informação para intensificar a inovação são: áreas internas, fornecedores, clientes ou consumidores, feiras e exposições, redes de informação informatizadas e concorrentes. Isso pode ser feito por meio do desenvolvimento de produtos ou processos juntos aos fornecedores e usuários, participação em feiras e exposições, consultas nas redes de informação (Internet), e análise de produtos concorrentes. Além disso, a análise da concorrência é um dos segredos da inovação corporativa

(Useem, 2009, p.128), por mostrar novos usos para as coisas existentes

(French, 1994, p.285).

No desenvolvimento de produtos, a geração de concepções é apontada como essencial à inovação. Porém, tal fase não é eficazmente realizada pelos projetistas, seja pela falta de capacitação, bem como falta de apoio ao processo. Os projetistas não têm sido devidamente estimulados ao processo de abstração que facilita a superação de barreiras ao processo criativo e estimula a busca de soluções em diferentes campos de conhecimento.

A engenharia reversa (ER), na forma de estudo e sistematização de conhecimento de produtos da concorrência, pode ajudar nesse processo com mecanismos para identificar e organizar informações de funções, princípios de solução e demais características dos produtos concorrentes. Entretanto, a ER tem sido realizada de maneira informal e esporádica, muito mais para copiar os ST concorrentes do que entender seus conceitos. Isto não contribui para a capacidade de inovação da empresa, nem no presente e muito menos para o futuro.

Capítulo I - Introdução 2

Pode ocorrer, mas não de forma estruturada e contínua, gerando dependência das empresas que inovam. Visando minimizar os efeitos dessa problemática e suportar o trabalho dos projetistas, apresenta-se a principal questão dessa pesquisa: como as equipes de projeto podem ser instrumentalizadas para realizar a engenharia reversa de sistemas técnicos e estruturar informações de apoio ao projeto conceitual?

1.2. OBJETIVOS DA PESQUISA

Esta pesquisa tem como objetivo geral sistematizar o processo de engenharia reversa de sistemas técnicos, que auxilie na obtenção, análise e disponibilização de informações para a geração de ST inovadores.

Para tal, estão sendo propostos os seguintes objetivos específicos: a) Identificação das proposições de ER que possam contribuir com a elaboração da sistemática de ER desta tese; b) Identificação das informações da fase de projeto conceitual a serem obtidas pelos processos de ER, as quais devem auxiliar nos novos processos de desenvolvimento de produtos (PDP); c) Processo sistematizado de ER de ST, visando auxiliar no desenvolvimento de soluções inovadoras para o PDP; d) Proposta de estrutura de Base de dados (BD) para armazenar o conteúdo desenvolvido no processo de ER.

1.3. CONTRIBUIÇÕES DA PESQUISA

As principais contribuições deste trabalho são: a) Abordar a ER como forma sistematizada de compreender os fundamentos dos ST analisados, e identificar as inovações na projetação dos novos produtos, considerando as funções e os princípios de solução. Isto aumenta o potencial de inovação porque, expande o campo de busca de soluções em outras

áreas. Serve para o aperfeiçoamento dos ST existentes e para o desenvolvimento de novos ST na organização; b) Disponibilizar aos profissionais da organização uma estrutura de base de dados que preserve os resultados obtidos nos

projetos

1

de ER, e que possa auxiliar nas atividades do PDP

(foco na fase de projeto conceitual, pelo escopo da tese).

1

O termo projeto, destacado em itálico e negrito, se refere ao Project, de gerenciamento de projetos, segundo o enfoque do PMBoK (PMI, 2004). Já o projeto, sem destaque, trata das fases de projetação do processo de desenvolvimento de produtos (PDP).

Capítulo I - Introdução 3

1.4. METODOLOGIA DE PESQUISA

Para elaborar a sistemática de ER, foram estudadas referências bibliográficas relacionadas aos processos de projeto de ST (foco na fase de projeto conceitual) e à engenharia reversa. Para tal, além da revisão, o procedimento de pesquisa se caracterizou numa investigação do tipo descritiva-analítica, de natureza qualitativa, segundo os conceitos de

Marconi e Lakatos (2010).

Para elaborar a estrutura da base de dados, foram identificadas as informações principais da fase de projeto conceitual. Estas foram modeladas segundo o método IDEF1X (Kern, 2000) visando a padronização do referido procedimento.

Tendo a sistemática de ER e a estrutura da base de dados de apoio, foi prevista a avaliação da sistemática junto aos especialistas em projeto de produtos e ainda potenciais usuários da sistemática. Os especialistas receberam a sistemática e a estrutura da BD (campos vazios), avaliaram e preencheram um questionário semi estruturado. Os potenciais usuários também preencheram o questionário, após uma apresentação da sistemática e da estrutura da BD. A elaboração do questionário e a avaliação dos resultados foram baseados em Yin (2001) e em Montanha Jr. et. al (2005). Os resultados obtidos nas etapas da pesquisa foram avaliados e inseridos neste documento de pesquisa.

1.5. DELIMITAÇÃO DA PESQUISA

O escopo dessa pesquisa considera a sistematização do processo de ER de sistemas técnicos, com foco na fase de projeto conceitual do

PDP, incluindo a elaboração de uma estrutura de base de dados (BD) que permita a implementação de procedimentos para armazenagem e consultas aos resultados obtidos pelos processos de ER.

A escolha do foco na fase de projeto conceitual se deu porque nessa fase se encontram as maiores possibilidades de inovar em um ST, devido à abstração inerente às suas atividades. Isto amplia o campo de busca de princípios de soluções que gerem concepções inovadoras.

A limitação à estrutura da base de dados se deu em função da complexidade em implementar e testar a BD nessa pesquisa, ficando concentrada na identificação e organização de seus principais elementos para posterior implementação em pesquisas afins.

Capítulo I - Introdução 4

1.6. CONTEÚDO DA TESE

O conteúdo da tese foi estruturado em seis capítulos e sete apêndices. Como visto, o capítulo 1 abordou a motivação, os objetivos, as contribuições, a metodologia de pesquisa e o conteúdo da pesquisa. O segundo capítulo apresenta as principais proposições de geração de concepções de ST, na fase de projeto conceitual, com algumas ferramentas computacionais de apoio. O terceiro capítulo apresenta os métodos e ferramentas de engenharia reversa dedicadas principalmente ao projeto conceitual.

O quarto capítulo trata do processo de sistematização da ER, que resultou na sistemática de ER, onde foi considerada a análise física dos

ST. O quinto capítulo mostra o processo de avaliação da sistemática de

ER e da estrutura da base de dados, junto aos especialistas e potenciais usuários. Já, o sexto e último capítulo apresenta as conclusões e as recomendações para pesquisas futuras.

No apêndice A, foi elaborada a estrutura de informações da base de dados, pelo estudo das principais informações da fase de projeto conceitual. O apêndice B mostra o exemplo de alguns catálogos de efeitos que auxiliam na identificação dos princípios de solução do ST, e no apêndice C contém a estrutura integrada das análises de ER. O apêndice D mostra alguns campos da base de dados preenchidos.

Visando favorecer a compreensão sobre as atividades da sistemática de ER, no apêndice E é descrito o exemplo de aplicação do modelo de ER numa análise física completa de um aparador de grama.

O apêndice F tem um exemplo parcial de análise física, enfatizando a análise das soluções de projetação de um compressor, para evidenciar ambas as possibilidades de uso da sistemática (integral ou parcial).

No apêndice G, é mostrado o questionário de avaliação da sistemática de ER e da estrutura da BD, junto aos especialistas em PDP e aos potenciais usuários da sistemática.

CAPÍTULO II. PROJETO CONCEITUAL DE SISTEMAS

TÉCNICOS: REVISÃO

Este capítulo mostra uma revisão sobre o projeto conceitual de sistemas técnicos e definições relacionadas, visando orientar a identificação das atividades e informações que devem ser obtidas pela engenharia reversa, para auxiliar na proposição da sistemática de ER e da base de dados.

2.1. DEFINIÇÃO DE SISTEMAS TÉCNICOS

Segundo Hubka e Eder (1988, p.6), nos anos 50 as máquinas começaram a ser modeladas como sistemas, os quais se dividem em naturais e artificiais. Nesta tese, serão considerados os sistemas artificiais, onde uma das ramificações trata dos sistemas técnicos (ST)

2

:

“Um conjunto de elementos físicos e suas interações, que recebem entradas e entregam efeitos, para conduzir um processo técnico.

Categoria geral de sistemas determinísticos artificiais que realizam os efeitos necessários para a transformação dos operandos. Representa todos os elementos de máquinas, dispositivos, aparatos, equipamentos, plantas, etc., de qualquer ramo da engenharia.” (HUBKA, 1980 e 1987; HUBKA e

EDER, 1988; PAHL et alii., 2007). [SIC]

Essa definição irá nortear a elaboração desta tese, pois evidencia a importância de estudar as informações sobre as funções e os princípios de solução dos ST, além das características físicas do ST, a fim de potencializar a inovação em novos projetos nas organizações.

2.2. PROCESSO DE CONCEPÇÃO DE SISTEMAS TÉCNICOS

Para que um ST evolua de ideias iniciais abstratas para soluções concretas realizáveis, são necessárias atividades, métodos e ferramentas que, em geral, são estruturadas em modelos de referência do processo de desenvolvimento de produtos (PDP). Há várias proposições com esta finalidade, de onde se destaca aquela da Fig. 2.1, que possui três macrofases: planejamento; elaboração do projeto do produto (fases de projeto informacional, conceitual, preliminar e detalhado); e implementação.

2

Nesta pesquisa, o termo sistema técnico (ST) foi utilizado para designar os produtos fínais.

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 6

Figura 2.1. Modelo de desenvolvimento de produtos (Back et alii. 2008, p.70, baseado em Romano, 2003, p.116).

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 7

Nesta tese será enfatizada a fase de projeto conceitual, na qual o problema de projeto é abstraído na forma de funções, potencializando a busca de princípios de solução em diferentes campos de conhecimento, favorecendo a inovação de produtos.

Rodenacker (1970), citado por Pahl e Beitz (1988), introduz o projeto funcional de produtos, sob a premissa de que todo ST deve satisfazer certas funções, pela transformação de grandezas físicas do tipo energia, material e sinal. Tal proposição tem sido estudada e desenvolvida por vários pesquisadores até o presente.

Em linhas gerais, o projeto conceitual é realizado conforme as atividades mostradas na Fig. 2.2.

Planejamento Elaboração do projeto do produto (projetação)

Planejamento do projeto

Projeto informacional

Projeto conceitual

Projeto preliminar

Projeto detalhado

Especificações de projeto

Definição da função global

Definição da estrutura de funções

Proposição dos princípios de solução

Geração das concepções

Seleção das concepções

Concepções do ST

Figura 2.2. Principais atividades da fase de projeto conceitual.

No início, é definido o problema de projeto (finalidade do ST), ou seja, a definição da função global. Parte-se para o desdobramento da função global em funções de menor complexidade, a fim de facilitar a busca de soluções para a função global. Este desdobramento consiste em definir a estrutura de funções que representa as especificações de projeto do ST. A Fig. 2.3 mostra a natureza do desdobramento das funções, representada por meio de blocos interligados de acordo com os fluxos de energia, material e sinal.

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 8

Energia

Material

Informação

Subfunção

Função global

Energia

Material

Informação

Figura 2.3. Desdobramento da função global em funções mais simples

(adaptado de Pahl e Beitz, 1988; e Pahl et alii., 2005).

Na atividade de definição da estrutura de funções do ST, as funções elementares, ou seja, aquelas do último nível da Figura 2.3, podem ainda serem convertidas em operações básicas (Back, 1983), conforme ilustrado na Fig. 2.4.

Operações Básicas

Figura 2.4. Catálogo de soluções conceituais para operações básicas

(adaptado de Back, 1983; Montanha Jr. et alii., 2007a).

A modelagem por meio de operações básicas é considerada uma forma essencial de favorecer a inovação na fase conceitual, devido ao alto grau de abstração com o qual o problema de projeto é representado.

Dessa maneira, o projetista concentra o raciocínio em tarefas genéricas

(p. ex., transformar, conduzir, guiar), ampliando o campo de busca e as chances de inovar. Porém, a abstração inerente a essa atividade não é usual aos projetistas e tem sido uma barreira ao processo.

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 9

Outra forma de auxiliar a definição da estrutura de funções do ST

é por meio da FASTFunction Analysis System Technique (do inglês,

Técnica de Análise das Funções do Sistema), que orienta a modelagem das funções do ST pelas dependências funcionais (sequência lógica), conforme ilustrado na Fig. 2.5.

Quando?

Figura 2.5. Leiaute gráfico de um modelo FAST (Kaufman e Woodhead,

2006, p.68 e 72).

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 10

Na Fig. 2.5, nota-se que um modelo da FAST é composto por linhas de escopo (fronteiras), função básica (global), funções de ordem superior

3

, funções de ordem inferior ou dependentes (à direita de uma função, representam “por que” a função à esquerda deve existir), funções independentes (apoio) e as atividades.

Para elaborar um modelo de funções pela FAST, é definida inicialmente a função básica e identificadas as funções do ST numa sequência lógica, com a aplicação da questão “como” cada função será realizada (sentido da esquerda para direita). Por serem logicamente dependentes, as funções são validadas de maneira iterativa, pela questão

“por que” a função é necessária (sentido da direita para esquerda).

Paralelamente, são agregadas funções independentes àquelas do caminho lógico (acima destas), bem como atividades de apoio (abaixo), identificadas pela questão “quando”.

As funções de um mesmo ST podem ser modeladas pela FAST ou pela modelagem por operações básicas, apesar da diferença de nomenclatura e de representação da estrutura de funções. Na FAST, o desdobradamento é realizado pela sequência lógica das funções, e não pelo fluxo de grandezas (modelagem por operações básicas). Devido à dependência lógica das funções, se uma função for alterada na FAST, suas funções dependentes podem sofrer alterações e serem substituídas.

As funções independentes (apoio) são posicionadas na vertical em algumas funções dos caminhos lógicos, sendo consideradas secundárias em escopo e natureza do problema.

Além da modelagem por operações básicas e FAST, pode ser utilizada a modelagem de funções baseada na Lei de Funções-Meios (do inglês, Function-Means Law), proposta por Tjalve (1979, p.9), Hubka

(1980), Hansen e Andreasen (2002, p.99). Conforme mostrado na Fig.

2.6, esta proposição é baseada no princípio da causalidade vertical sob o qual a decomposição das funções é realizada quando os meios (soluções do problema) são selecionados para executarem cada função.

3

Segundo Kaufman e Woodhead, 2006, p.69), as funções de ordem superior estão à esquerda das funções na FAST, que respondem “por que?” a função existe no ST. Por ex., duas funções de um isqueiro são: “produzir a chama” e “inflamar o combustível”. A função “produzir a chama” é superior à função “inflamar o combustível”, pois mostra a utilidade dela (sendo esta uma função de ordem inferior), tanto no caminho lógico principal ou secundário.

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 11

Funções

Meios

Processo de chá com extrato de chá

Preparar chá automaticamente

Processo de chá com folhas (tradicional)

Processo de chá com infusão

Aquecer

água

Combinar água com folhas de chá

Controlar tempo de preparo

Separar chá das folhas de chá

Passar por uma superfície de aquecimento

Água Chá Chá Água

Remover chá

Remover folhas

Remover ambos

Chá Água

Trazer energia para o elemento de aquecimento

Trazer a água para o elemento de aquecimento

Medir o tempo

Medir concentração de chá

Medir tempo do estado dependente do processo

Figura 2.6. Árvore de funções-meios para um ST de preparo de chá

(Tjalve, 1979, p.9).

A árvore de funções-meios é detalhada até que os meios sejam soluções técnicas que não mais necessitam de desdobramentos para a solução do problema. Nesse caso, porém, a busca de alternativas fica limitada pela tecnologia selecionada em cada nível, sendo necessário elaborar várias árvores para avaliar alternativas.

Independente da forma de modelagem de funções adotada, cada função da estrutura pode ser realizada por vários princípios de solução

(PS). Os PS são sugeridos na atividade de proposição dos princípios de solução (Fig. 2.2), pela experiência dos profissionais e com apoio de métodos de criatividade

4

. Segundo um dos propósitos desta pesquisa, os

PS também podem ser sugeridos por processos de ER, mediante a identificação dos PS dos ST existentes, conforme visto no capítulo 4.

Na proposição dos PS, as funções da estrutura de funções são geralmente alocadas numa matriz morfológica, para sistematizar o

“campo de soluções” do problema. Para cada função do ST, são propostas alternativas de PS na respectiva linha na matriz.

Assim, é iniciada a geração das concepções do ST (Fig. 2.2). Em cada concepção são combinados os PS compatíveis (um PS de cada função por vez) baseado na experiência dos projetistas. Para auxiliar nesse processo foram encontradas algumas proposições de software,

4

A seleção do método de criatividade mais adequado depende do problema em questão, dos recursos da equipe de projeto e do tipo das soluções a serem identificadas. Além disso, podem ser utilizados vários métodos de criatividade simultaneamente, dependendo da necessidade.

Vários métodos são mostrados em Baxter (2000), Carvalho (1999) e Carvalho (2007).

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 12

dentre os quais se destacam: SADEPRO (Fiod Neto, 1993; Silva, 1995);

LiberSolutio (Cziulik, 1998); SACPRO (Ogliari, 1999); e

Schemebuilder (Silva, 1998; Bracewell, 2002).

Com as concepções geradas, é iniciada a seleção das concepções finais, considerando o momento atual e versões futuras do mesmo ST, utilizando os métodos de Back (1983), Pugh (1991), Back et alii. (2008, p.373), entre outros, além da experiência dos projetistas. A seleção das concepções encerra o projeto conceitual e inicia a fase de projeto preliminar do ST.

2.3. CONSIDERAÇÕES

Foi notado que, num cenário típico de projetação (Fig. 2.7), as atividades da fase de projeto conceitual são baseadas na experiência dos profissionais e em métodos de criatividade. Além disso, são poucas as organizações que executam estas atividades de maneira sistematizada, sendo em parte devido à abstração inerente nestas atividades, sendo necessário suportar o trabalho dos projetistas nos processos criativos.

Métodos de criatividade

(brainstorming, analogia, 635, TRIZ, entre outros)

Experiência dos profissionais da organização

Especificações de projeto

Definição da função global

Definição da estrutura de funções

Proposição dos princípios de solução

Geração e seleção das concepções

Concepções do ST

Energia

Material

Informação

Subfunção

Função global

Energia

Material

Informação

Engenharia reversa (ER)

Funções do aparador A

1 F43. Cortar a grama

F.01. Cortar

2 F27. Movimentar lâminas

Opção de PS:

01

01.02. Fio flexível

F.03. Movimentar lâminas

3 F28. Gerar torque

03.01. Rotação

Opção de PS:

02

01.03. Lâminas helicoidais

03.02.

Translação

Opção de PS:

03

Opção de PS:

04

01.05. Lâmina fixa rotativa

(corte horizontal,

03.03. Atração gravitacional

01.08. Lâminas sobrepostas

Opção de PS:

05

01.12. Lâminas em correntes

F.06. Gerar movimento

4 F20. Permitir manobras

06.01. Motor elétrico

06.02. Motor a combustão

06.03. Motor hidráulico

09.01. 09.02. Rodas

Sustentação de projeto na solução de problemas de projeto

09.03. Patins

06.04. Motor pneumático

06.05. Turbina aeronáutica

09.04. Prancha 09.05. Empuxo de Arquimedes

Base de dados (BD):

Análise física do ST

Análise de eventos

Análise de publicações

Desenvolvimento de conteúdo de projeto

Resultado dos processos de

ER na forma de conteúdos de projeto sistematizados

Figura 2.7. O processo de ER como instrumento de auxílio ao desenvolvimento de soluções de projeto.

Capítulo II - Projeto Conceitual de Sistemas Técnicos: Revisão 13

Conforme mostra a Fig. 2.7, nesta tese considera-se que a ER pode suportar a proposição de soluções na matriz morfológica, atuando de forma complementar aos métodos de criatividade e à experiência dos profissionais. Pela ER, são obtidas e analisadas informações dos ST concorrentes ou inspiradores

5

, de qualquer área de conhecimento, para favorecer a compreensão sobre o contexto de aplicação das soluções analisadas, e assim auxiliar na elaboração de ST inovadores. Tais informações são inseridas numa base de dados (BD), para serem consultadas pelos profissionais durante a projetação.

Nesse sentido (ver no Apêndice A), foi modelada a estrutura de um banco de dados com as informações essenciais da fase de projeto conceitual, para direcionar os esforços de implementação de auxilio para essa fase. Finalizando, foram definidos alguns requisitos para a elaboração da sistemática de ER, que são: a) Desenvolver maneiras para que, durante o processo de ER, seja auxiliada a identificação e descrição das funções e dos princípios de solução dos ST existentes; b) Viabilizar a comparação dos ST similares, bem como a inserção de funções e de princípios de solução de diversas

áreas de conhecimento (ver as diretrizes da sistemática de ER em Montanha Jr., Ogliari e Back, 2007b); c) Apesar do foco na fase de projeto conceitual, o modelo de

ER e a base de dados devem considerar a necessidade de cada empresa, mediante a possibilidade de inserir informações das outras fases do PDP, ou realizar a adequação da fase de projeto conceitual, se for necessário.

5

Os ST “inspiradores” são aqueles que apresentam características inovadoras de interesse da organização, e podem ser avaliados pela engenharia reversa de maneira integral ou parcial.

CAPÍTULO III. ENGENHARIA REVERSA: REVISÃO

Neste capítulo é apresentada a revisão sobre o tema Engenharia

Reversa, a fim de formar uma base conceitual para a compreensão do conteúdo e auxiliar a sistematização de um processo de ER voltado à fase de projeto conceitual.

Para tal, serão apresentadas algumas definições e proposições de

ER, junto com alguns métodos de apoio. Ao final, são expostas as considerações do capítulo e os requisitos para a elaboração da sistemática, com base nos temas abordados.

3.1. DEFINIÇÕES DE ENGENHARIA REVERSA

A análise dos sistemas técnicos concorrentes é comum nas empresas, principalmente na área de software. Visa identificar os elementos constituintes que geram atratividade ao consumidor, bem como suas deficiências (Baxter, 2000, p.131), onde são aproveitados os pontos fortes, e corrigidas as deficiências. Em muitos casos, os ST são obtidos para que sejam copiadas

6

as soluções bem sucedidas, a fim de reduzir o tempo de desenvolvimento dos novos ST. Tal processo é erroneamente denominado de engenharia reversa.

Por definição, o processo de ER é “um fórum de aprendizado, experimentação e vivência do projeto do produto” (Otto e Wood (2001, p.48). Ou, ainda, uma forma de “extrair o conhecimento de projeto a partir de qualquer coisa feita pelo homem” (Eilam, 2005, p.3). Além disso, a ER geralmente possibilita “extrair características do produto e elaborar abstrações sobre o sistema” (Chikofsky e Cross Il, 1990, p.15).

Para Raja e Fernandes (2008, p.2), a ER é “a transcrição de objetos físicos existentes para modelos virtuais e informações técnicas, utilizando prototipagem rápida. Também, é o processo de duplicar uma peça existente, submontagem, ou produto, sem desenhos, documentação ou modelo computacional. É ainda o processo de obtenção de um modelo geométrico em CAD a partir de pontos adquiridos pelo escaneamento e a digitalização de peças ou produtos existentes”.

6

A cópia tende reduzir o tempo e o custo de desenvolvimento de ST, o que a torna atrativa.

Mas é uma prática prejudicial, pois a organização se torna dependente daqueles que oferecem os ST originais. Além disso, a cópia fragiliza a estrutura organizacional, pois os profissionais dificilmente terão domínio de todas as tecnologias dos ST (apenas parte destas), uma vez que o conceito principal – domínio das tecnologias envolvidas nos ST e nos processos produtivos da organização, segundo o conceito de competência essencial de Prahalad e Hamel (1990) – é dominado pelo fabricante do ST ou pelos fornecedores dos elementos analisados no ST.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 16

Nesta pesquisa a ER é entendida como:

“Processo de obtenção e análise de informações oriundas de ST existentes, visando auxiliar no desenvolvimento de novos sistemas técnicos e processos de manufatura.”

Nas próximas seções, será apresentado o processo de ER, junto com os principais métodos de apoio, visando obter subsídios para a sistematização do processo de ER, que é a finalidade desta tese.

3.2. PROCESSO DE ENGENHARIA REVERSA

Para obter informações relevantes e comparáveis de um ST, o processo de ER deve ser sistemático, considerando as principais etapas do ciclo de vida do ST, bem como os aspectos legais

7

e do ambiente comercial. Isto auxilia no entendimento do contexto de aplicação das tecnologias dos ST analisados, pois muitas organizações que realizam análises de ER se limitam à desmontagem técnica, de maneira informal e pontual, para resolver problemas específicos dos ST próprios.

Pela ER, são analisadas informações que podem suprir todas as fases do processo de desenvolvimento de produto (PDP). Neste aspecto, foi observado que, em geral, o processo de ER pode ser realizado por três tipos de análises: análise física do ST, análise de eventos especializados nos temas de interesse, e análise de publicações. A análise física apresenta-se como uma das principais fontes de informação por ser mais completa (o ST passa por diversas análises), sendo as demais complementares.

Na análise de eventos, são selecionados eventos relacionados ao mercado pretendido, para identificar os ST de referência e elementos de inovação para os ST e os processos produtivos da organização, bem como identificar potenciais ST a serem avaliados na análise física. Já a análise de publicações é um processo contínuo de monitoramento de informações pré-selecionadas e patentes, que mantém os profissionais atualizados em relação às características e tendências do mercado onde pretendem atuar. Disto, podem ser planejadas ações para evitar os riscos ao negócio, tais como: atuar num novo mercado, desenvolver novos ST, aperfeiçoar os ST existentes ou descontinuar um ST.

7

Devem ser considerados os aspectos legais de uso das tecnologias e conhecimentos de terceiros, caso estejam protegidos (evitando a apropriação indevida por plágios e falsificações) mediante a consulta de marcas e patentes.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 17

Todas as três formas de análise de ER serão abordadas na revisão.

Contudo, serão priorizadas as proposições e métodos de apoio que possam apoiar a fase de projeto conceitual. Além disso, a análise física terá maior detalhamento, pois é realizada por muitas empresas, de maneira informal e pontual, onde a pesquisa espera contribuir pela proposição de conceitos e métodos apropriados. As análises de eventos e de publicações serão apresentadas como análises complementares.

3.2.1. Análise física do sistema técnico

A análise física do ST é a mais abrangente dentre as três formas de análise de ER, pois pode envolver vários tipos de análise, segundo o escopo do projeto de ER. Logo, não deve ser fundamentada somente na desmontagem técnica dos ST, como é visto em muitas empresas.

Assim, a proposição de Abe e Starr (2003) se apresenta como a mais representativa dentre as demais estudadas, sendo aqui adotada como referência. Tal proposição possui seis fases para o processo de

ER, enfocando a análise física:

1. Especificações iniciais;

2. Observações e prática;

3. Teardown (desmontagem técnica);

4. Identificar as variáveis de projeto;

5. Benchmarking (análise comparativa);

6. Reprojeto.

A fase de especificações iniciais – também proposta pelas abordagens de Otto e Wood (1996a; 1996b; 2001), Dhillon (2002) e US

ARMY (2006) – avalia a solicitação da organização quanto às análises de ER e seus aspectos legais. Também são discutidas as especificações de projeto para avaliar o que será realizado na ER.

Na segunda fase, de observações e prática, as características do

ST são identificadas. Estas são classificadas segundo os requisitos de desempenho, de manufatura, operacionais, de padronização e de descarte. É ainda elaborado o esboço e a descrição do mecanismo

(solução) que fornece a função primária. Noutro momento, o ST é operado, onde são descritos os pontos fortes e pontos fracos de sua utilização, a fim de caracterizar elementos a serem valorizados e otimizados, bem como as deficiências a serem resolvidas. Esta fase de observações também foi sugerida por Otto e Wood (1996a; 2001), e denominada de “investigação, predição e hipóteses”.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 18

A partir da fase de observações, é iniciada a fase de desmontagem técnica do ST, ou teardown. Nesta fase, o ST é desmontado para descobrir como cada componente se combina para satisfazer a função global e as suas especificações. As atividades sugeridas são: propor a sequência de etapas de desmontagem; desmontar o produto seguindo tais etapas; e registrar as informações em formulários.

De maneira complementar, Otto e Wood (2001, p.198-203) sugeriram as seguintes subatividades de teardown: a) Listar características (assuntos de projeto) a explorar: esta listagem auxilia a enfocar a atividade no “que”, antes de

“como”, e assim pode auxiliar na formação de indicadores para o processo de teardown. Os fatores geralmente listados são: quantidade de peças por unidade de ST; dimensões; massa; material; cor e acabamento superficial; processo de manufatura; geometria; tolerâncias; funções essenciais; custo de cada componente ou subconjunto, entre outros; b) Preparação para o teardown: depois de identificar os assuntos a serem analisados, devem ser identificadas todas as ferramentas necessárias para realizar o teardown, incluindo os sensores e equipamentos de teste necessários às medições; c) Avaliar a distribuição e a instalação do ST: também devem ser analisados aspectos logísticos do ST, em termos de como adquirir peças, embalar, transportar, distribuir, e vender o ST.

Pode ser que o ST tenha boa qualidade técnica, mas seja deficiente em termos comerciais e logísticos; d) Desmontar, medir e analisar dados: o ST é fotografado e medido antes de ser desmontado. Deve-se: (i) analisar a montagem; (ii) fotografar o ST desmontado em vista explodida (simula a ordem de montagem); (iii) realizar medições nos componentes e montagens para completar as planilhas de dados. Devem ser evitados testes destrutivos, para garantir que o ST continue funcionando; e) Formar uma lista de materiais: também chamada BOM (Bill

of Materials), consiste em completar uma lista sobre detalhes técnicos do ST. As informações são registradas nesta lista e/ou numa base de dados para auxiliar nos novos projetos.

Na preparação da desmontagem técnica (atividades “a”, “b” e “c” sugeridas por Otto e Wood, 2001) – devem ser realizadas avaliações iniciais sobre as características gerais do ST, bem como preparar o ambiente onde ocorrerá tal processo. Também, definir os profissionais e

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 19

equipamentos necessários à desmontagem do ST, conforme sugerem

Sato e Kaufman (2005, p.67-80) e Colli (2006).

Entre os meios para avaliar os componentes desmontados, destaca-se o SOPSubtract and Operate Procedure (do inglês,

Procedimento de Subtrair e Operar – Otto e Wood, 2001, p.161). O SOP visa analisar a interdependência dos componentes, identificar suas funções e verificar o que acontece caso sejam removidos do ST: identifica componentes desnecessários a serem combinados ou removidos. Otto e Wood (2001, p.205) sugerem seis etapas para o SOP: a) Desmontar (subtrair) um componente do ST, em qualquer ordem. Pode ser necessário remover outros componentes para obter o componente desejado para a análise (pré-requisitos).

Estes componentes “pré-requisitos” devem ser montados novamente no ST, se possível, antes de operar o ST; b) Operar o ST plenamente (só falta o componente em análise), o qual deve ser testado quanto aos requisitos dos usuários, para verificar os efeitos da remoção do tal componente; c) Analisar o efeito. É geralmente complementado por uma análise visual. Porém, pode ser necessário utilizar um dispositivo de teste se o efeito da remoção não for óbvio; d) Deduzir a subfunção do componente faltante. A partir do terceiro passo, deve ser deduzida a subfunção do componente faltante, onde o maior foco deste passo são as mudanças durante a operação. Tal mudança é crítica na determinação da funcionalidade do ST; e) Substituir o componente e repetir o procedimento. Substituir o componente e repetir o procedimento “N” vezes, onde N é o número de componentes do sistema (ou subsistema) do ST em análise. Os resultados devem ser documentados em uma tabela e o componente deve ser novamente montado. Em alguns casos, pode ser necessário analisar um ST, de acordo com as sub montagens e componentes; f) Organizar as funções do ST numa árvore de funções, pelo agrupamento das funções identificadas no quinto passo, em grupos afins. Cada grupo se torna um nó de descrição funcional de maior nível.

Terminado o SOP de um componente, este é novamente montado no ST e o ciclo do SOP reinicia para outro componente. As funções de cada componente são identificadas a partir da observação da operação do ST sem o componente. Por isso, o SOP deve ser executado por uma

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 20

equipe multidisciplinar que represente os setores da organização. As informações obtidas são inseridas numa planilha conforme exemplo mostrado no Quadro 3.1.

Ao final do SOP, o ST é todo desmontado e os seus componentes são posicionados de forma a gerar a imagem de “vista explodida”.

Número da peça/ montagem

Descrição da peça Efeito da remoção

Dedução da subfunção e necessidades dos consumidores

A-1

A-2

A-1.1

A-1.2

Montagem do eixo

Flange superior

Eixo rotativo

Montagem do braço

- -

Liberdade de giro 360º Permite regular a movimentação

Não transfere torque Transmite torque

- -

... ... ... ...

Quadro 3.1. Exemplo de planilha SOP (Otto e Wood, 2001, p.207).

A quarta fase proposta por Abe e Starr (2003), identificação das variáveis de projeto, é composta de seis atividades: a) Criar uma lista de materiais (BOM) com funções associadas.

É elaborada uma lista de materiais com os componentes individuais, são identificadas submontagens nesta lista, e é produzida uma descrição sobre as funções dos componentes; b) Analisar os mecanismos e sua estrutura. São identificadas funções gerais e parciais (árvore de funções), os mecanismos que satisfazem cada função (princípios de solução), e o diagrama de fluxo de força e movimento; c) Analisar a integridade estrutural. Analisar as interconexões que permitem a realização da função global, representando as interfaces de união entre o usuário e o ST, entre partes e montagens, e entre o ST e seu ambiente de aplicação; d) Analisar os requisitos de desempenho. Define as relações entre mecanismos, estruturas e o desempenho do ST; e) Gerar as variáveis de projeto. Identificar as variáveis de projeto e as unidades delas, para controlar o desempenho das funções; e f) Analisar as variáveis de projeto. São criadas especificações técnicas para o ST, com os valores das variáveis de projeto.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 21

Na fase de benchmarking, segundo Abe e Starr (2003), é realizada a análise comparativa das informações obtidas de um ST com outros ST analisados. Visa identificar elementos de projeto que possam ser aproveitados no projeto do ST da organização, bem como deficiências a serem resolvidas. No benchmarking, são comparadas as características e especificações dos ST analisados, sem abranger diretamente os aspectos gerenciais. São destacados os pontos fortes e as deficiências dos ST, para priorizar o esforço de desenvolvimento nos elementos do ST com maior valor agregado, pois terão maiores chances de aumentar a atratividade do ST no mercado, perante os concorrentes.

A partir das comparações e da identificação dos pontos fortes e deficiências do ST, é encerrada a fase de benchmarking, para iniciar a

última fase de reprojeto do ST, conforme sugerido por Abe e Starr

(2003). Nesta fase são criadas variações (concepções alternativas) do ST que realizem a mesma função global, para projetos novos e aperfeiçoamentos. Para tal, são realizadas as atividades típicas de projeto: desenvolver as especificações do ST; desenvolver, selecionar e descrever concepções do ST; realizar o projeto preliminar e detalhado.

Otto e Wood (2001) sugerem três tipos de reprojeto: paramétrico

(modificar os parâmetros ou dados técnicos do ST), adaptativo (adaptar algumas soluções técnicas às funções do ST atual), e reprojeto original

(são consideradas novas funções e soluções ao ST). Todas estas três formas podem ser auxiliadas pelas informações obtidas na ER que podem suprir todos os projetos da organização, seja projeto original ou reprojeto (de qualquer forma).

Assim encerra-se o processo geral de ER de Abe e Starr (2003), cuja ênfase é na análise física do ST. Boa parte deste processo foi visto pelo pesquisador numa visita técnica de 40h num fabricante automotivo brasileiro, o qual é devidamente apresentado em Colli (2006) e em

Montanha Jr., Ogliari e Back (2007b).

Nas seções seguintes, serão apresentadas as análises de eventos e de publicações, complementares à análise física.

3.2.2. Análise de eventos

De maneira complementar à análise física, pode ser realizada a análise de eventos que apresentam os principais ST dos mercados onde a organização pretende atuar. Giacaglia (2008, p.7) cita os benefícios que os eventos trazem às organizações: estreitamento de relações com os clientes; apresentação de produtos/serviços da empresa para seu mercado-alvo; ganho de novos clientes e geração de uma lista de

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 22

contatos (mailing) de prospecção; obtenção de informações sobre o mercado e os concorrentes; venda ou transmissão de informações ao canal de vendas; atualização profissional técnica; alavancagem da imagem institucional; estabelecimento de novos contatos comerciais; e o lançamento de novos produtos.

Em termos mais técnicos, nestes eventos são realizados contatos com os principais e potenciais clientes dos ST em desenvolvimento: usuários; fornecedores de equipamentos e de serviços terceirizados de manufatura necessários à fabricação dos ST (vide Costa, 2002, p.58,

82); e fornecedores de componentes. Também são apresentados os novos ST da organização para permitir uma avaliação inicial da aceitação dos novos ST. São ainda identificados os concorrentes e seus

ST no mercado, de onde podem ser sugeridos elementos de inovação e os processos da organização, bem como identificar potenciais ST a serem avaliados na análise física.

Em termos de procedimentos, foram identificadas três etapas para a análise de eventos, com base em Colli (2006), Giacaglia (2008) e

Montanha Jr. et alii. (2008). São elas: (i) planejamento; (ii) participação no evento; e (iii) análise dos resultados obtidos.

Na primeira etapa, é planejada

8

a participação no evento e o preparo dos recursos necessários à análise do evento. Inicialmente é selecionado o evento e definido o objetivo da participação no mesmo. É então obtido o mapa do evento, onde são destacados os locais das organizações e os ST a serem analisados. Disto, é definida a equipe de análise e é elaborada a rota de cada equipe (sequência de organizações e dos ST a serem avaliados), bem como o plano de obtenção das imagens padronizadas dos ST, e ainda das informações comerciais e técnicas.

A equipe de ER executa o plano do evento e, ao final, retorna para a organização com os materiais e imagens obtidas. Disto, a equipe de ER inicia a análise dos resultados, onde inicialmente são agrupados por segmentos de atuação afins os materiais publicitários e técnicos, os contatos profissionais, bem como as fotografias padronizadas dos ST analisados. Também podem ser elaboradas apresentações direcionadas aos temas de interesse da organização, para favorecer a análise comparativa dos ST e o registro dos resultados em relatórios e bases.

Equipes multidisciplinares comparam as informações dos ST do mesmo segmento que possam ser potenciais concorrentes do ST a ser desenvolvido. São assim geralmente identificados elementos comuns e

8

Giacaglia (2008, p.69) sugere 22 passos para o planejamento da participação em feiras, do ponto de vista da exposição da organização em estandes.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 23

inovações que podem delinear alguns conceitos do novo ST, bem como apresentar, de forma preliminar, parâmetros básicos de projeto. Noutro aspecto, a análise comparativa dos ST pode indicar um ST de referência do mercado, que possa ser obtido para a realização da análise física, caso seja solicitado pela organização.

De forma complementar, Giacaglia (2008, p.216, 243) apresenta maneiras de avaliar os resultados do evento, de forma institucional e comercial, considerando as análises quantitativas e qualitativas. São considerados: as características técnicas e mercadológicas de novos lançamentos da concorrência, faixas de preço praticados pelo mercado para produtos e serviços similares aos da empresa, material de propaganda e publicidade da concorrência, qualidade dos profissionais de venda do mercado em comparação com os da empresa, segmentos de atuação dos concorrentes e ainda as necessidades não atendidas pelo mercado e manifestadas pelos visitantes da feira, entre outros. Ao final das análises, é elaborado um relatório com todas as etapas do evento.

3.2.3. Análise de publicações

De maneira complementar à análise física, a análise de publicações também visa gerar subsídios para analisar a concorrência, pelo monitoramento das publicações com temas de interesse. Para tal, são designados profissionais internos, que podem utilizar sistemas de apoio

9

ou terceirizar o serviço junto às empresas especializadas em clipagem

10

. Muitas organizações preferem realizar o monitoramento internamente, por ser uma atividade estratégica, onde costumam omitir a prática e os assuntos monitorados.

As publicações são de natureza física (teses, dissertações, patentes, revistas, catálogos, folders, jornais, artigos) e eletrônica (sítios de busca, sítios das organizações concorrentes e fornecedores, bases de patentes, portais de comércio eletrônico, fóruns sobre os temas de interesse, redes de relacionamento, entre outras fontes). Muitas organizações priorizam as mídias eletrônicas, principalmente os sítios de busca e dos concorrentes, por serem de fácil e rápido acesso.

9

Como sistemas de apoio ao monitoramento de publicações, podem ser utilizadas planilhas com as palavras-chave a serem inseridas nos sítios de busca (exemplo: Google), de onde serão coletadas as informações solicitadas para posterior análise. Também podem ser utilizados sistemas específicos para monitoramento de informações que captem informações de feeds ou atualizações em tecnologia RSS (Really Simple Syndication) e perfis do Twitter.

10

Exemplos de empresas que fornecem o clipping: Centro de Informação Metal-Mecânica

(www.cimm.ufsc.br) e Top Clip Monitoramento e Informação (www.topclip.com.br/).

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 24

Porém, apesar de serem pouco exploradas, as bases de patentes

11 contém informações relevantes de conceitos patenteados aplicáveis, na descrição do princípio de funcionamento. Tal descrição favorece o entendimento destes conceitos, que podem inspirar a proposição de princípios de solução inovadores, para aplicações em outras áreas de conhecimento. Há ainda a possibilidade de uso da patente mediante licença ou aquisição.

Além da pesquisa na base de dados de patentes, podem ser acessados e encomendados estudos setoriais realizados pelo Centro de

Divulgação, Documentação e Informação Tecnológica (CEDIN) do

INPI (2010)

12

. São oferecidos quatro tipos de estudos, que são: a) Prospecção tecnológica: tendências tecnológicas em setores industriais, utilizando principalmente informações contidas em documentos de patente de bases nacionais (banco de patentes e bases em CD-ROM) e internacionais (On-Line), e outras de ordem econômica e mercadológica; b) Monitoramento tecnológico: mostram a evolução de uma tecnologia ao longo do tempo, com base nas informações contidas em documentação de patentes disponíveis no

CEDIN e em bases de dados internacionais; c) Disseminação tecnológica: publicação em síntese do estado da técnica de uma determinada tecnologia, pela folha de rosto de documento de patente, acrescida de informações contidas em bases de dados de documentos de patente disponíveis em

CD-ROM no CEDIN; d) Radiografia tecnológica: estudo detalhado de uma tecnologia num determinado período, pela seleção dos documentos de patentes brasileiros mais relevantes, possibilitando o diagnóstico do estado da arte no país.

Os estudos setoriais podem ser encomendados ao INPI, junto com outras análises, tais como: busca de patentes realizada por profissionais do CEDIN; busca de família de patentes sobre um dado assunto; busca estatística em documentos de patente brasileiros; e o PROFINT, programa de fornecimento automático de informação tecnológica baseado em documentos de patentes nacionais e internacionais.

11

É sugerida a consulta às bases do Google Patents (<www.google.com/patents>), USPTO

(<www.uspto.gov/>), EPO (<http://ep.espacenet.com/>) e INPI (<www.inpi.gov.br>).

12

Sítio: <www6.inpi.gov.br/informacao_tecnologica/estudos/estudos.htm#prospeccao>.

Acesso em: 27 de outubro de 2010.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 25

Contudo, nota-se que o monitoramento das publicações pode ocorrer internamente, por uma equipe que tenha familiaridade com os assuntos abordados e uma lista das fontes e assuntos, ou externamente, por profissionais especializados na clipagem, conforme já citado. Em ambos os casos, devem ser disponibilizados à organização os dados dos

ST (especificações, preços, materiais, entre outras), que podem ser inseridos na base de dados, e relatórios relevantes com as informações obtidas e analisadas a partir das publicações.

3.3. CONSIDERAÇÕES

Nesse capítulo foram estudadas as proposições de ER mais adequadas ao apoio à fase de projeto conceitual considerado no escopo da tese. Algumas proposições foram mostradas de forma mais detalhada, por apresentarem mais subsídios ao processo de ER, onde outras foram citadas em atividades específicas, complementando as proposições mais abrangentes. Do estudo das proposições, foram identificadas atividades comuns de ER, para auxiliar na sistematização do processo de engenharia reversa de sistemas técnicos, conforme o Quadro 3.2.

Principais atividades do processo de engenharia reversa

Proposições de engenharia reversa

Abe e Starr (2003) O X X X X X X

Otto e Wood (1996a; 1996b; O O X X X X X

2001)

Sato e Kaufman (2005) X X X X X

Kaufman e Woodhead (2006) X X X X X

Colli (2006) O O X X X O O X X X X

Giacaglia (2008) O

Legenda: X – muito utilizado

X

O – pouco utilizado

Quadro 3.2. Principais atividades e proposições de ER.

Apesar da escassez de proposições das análises complementares de eventos e de publicações, sob o enfoque da engenharia reversa, ambas não serão consideradas na sistemática de ER, pois grande parte dos resultados de engenharia reversa provém das análises físicas do ST.

Capítulo III - Engenharia Reversa: Revisão 26

Estas compreendem a avaliação do desempenho do ST, das condições de interação usuário-ST (ergonomia), e das soluções internas do ST

(caracterizar os componentes, avaliar os aspectos de desmontagem, e identificar as funções e os princípios de solução dos componentes).

Muitas vezes as análises não consideram o contexto da aplicação, principalmente nas organizações e são superficiais. A compreensão dos resultados obtidos depende da experiência dos profissionais, o que fragiliza as análises. Em parte, tal situação reflete a cultura das organizações, que procuram não expor seus métodos (o que prejudica as pesquisas nesta área), tampouco buscar auxílio em métodos formais de

ER, tanto desenvolvidos internamente quanto aqueles da literatura.

As organizações deixam então de aproveitar os resultados das análises sistemáticas e abrangentes de ER sobre os ST concorrentes, que podem auxiliar no processo de geração de soluções inovadoras do PDP, sobretudo na fase de projeto conceitual (em paralelo com os métodos de criatividade e a experiência dos profissionais).

Assim, a partir das abordagens deste capítulo, foram propostos alguns requisitos de apoio à sistematização do processo de ER: a) O processo de ER deve considerar as principais atividades comuns sugeridas nas abordagens de ER deste capítulo e citadas no Quadro 3.2, as quais devem ser avaliadas quanto à adequação ao contexto da fase de projeto conceitual

13

; b) A sistematização do processo de ER deve considerar formas padronizadas de modelagem de informações da literatura, para facilitar a realização de modificações futuras no modelo de ER e na base de dados (BD). As mudanças podem ser necessárias para adequar o modelo de ER à realidade das organizações, em termos das fases do PDP, das atividades da sistemática de ER e dos meios de apoio.

Tais requisitos irão auxiliar no processo de avaliação da sistemática de ER e da estrutura da base de dados propostos, os quais são mostrados no quinto capítulo. No quarto capítulo, seguinte, é vista a sistematização do processo de ER, junto com a sistemática de ER.

13

Conforme citado no final do segundo capítulo desta tese, o processo de ER deve considerar aspectos do processo de projetação dos ST, tais como as funções e princípios de solução, para auxiliar os projetistas durante a execução das atividades da fase de projeto conceitual.

CAPÍTULO IV. SISTEMATIZAÇÃO DO PROCESSO DE

ENGENHARIA REVERSA

Neste capítulo, é apresentada a sistematização do processo de engenharia reversa de sistemas técnicos, que resultou no modelo de ER.

Inicia-se com a introdução sobre a importância e o papel da engenharia reversa como instrumento de auxílio ao processo de desenvolvimento de produtos, passando para os procedimentos de elaboração da sistemática e finalizando com a apresentação de seu conteúdo.

4.1. INTRODUÇÃO

Na revisão do PDP, foi notada a necessidade de propor soluções que potencializem a inovação nos ST. Nisto, conforme ilustra a Fig. 2.7, a ER se propõe ao auxílio no desenvolvimento de soluções de projeto, com foco no projeto conceitual, mediante a obtenção e análise de informações dos ST existentes. Assim, ampliando aquela visão, é proposta a sistematização do processo de ER, para auxiliar na resposta aos típicos problemas que se apresentam ao longo do PDP, conforme mostrado na Fig. 4.1.

Planejam.

estratégico da organiz.

Planejam.

Elaboração do projeto do produto (projetação) Implementação do produto

Solicitação de ER (SER)

Fase 1. Planejamento do projeto de ER

ST existente

(físico ou virtual)

Plano do projeto de ER

Fase 2. Análise do sistema técnico

ST analisado pela ER

Fase 3. Orientações para a projetação

Base de dados (BD)

Dados dos ST avaliados

Funções e princípios de solução dos ST

Orientações para a projetação

Figura 4.1. Visão conceitual da sistemática de ER.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 28

Conforme ilustrado na Fig. 4.1, um ou mais problemas típicos de

ER, identificados pelos profissionais da organização ao longo do PDP, podem originar uma Solicitação de Engenharia Reversa (SER). Esta é um pedido de obtenção e análise de informações dos ST existentes, mediante a execução de um projeto de ER, cujos resultados serão utilizados nas atividades do PDP.

Por exemplo, numa busca por novas tecnologias e oportunidades, o projeto de ER possivelmente será direcionado para a identificação das características do mercado pretendido: perfil dos usuários potenciais do novo ST, bem como as características dos ST concorrentes e inspiradores (tem as características desejadas para um novo ST, independente do mercado selecionado pela organização). Já, um problema de ER relacionado a necessidade de identificar princípios de solução e funções dos ST requisita um estudo de ER voltado à análise das soluções de algum ST de referência, a partir da desmontagem do ST.

A partir da SER, inicia-se então um processo de ER, composto de três fases. Na primeira, planejamento do projeto de ER, são abordados os aspectos gerenciais do projeto, segundo o PMBoK (PMI, 2004). Na segunda fase, o sistema técnico é submetido à análise física, considerando as características comerciais e técnicas, bem como as funções e os princípios de solução, para auxiliar na busca de inovações para os novos ST. Na terceira, são propostas recomendações de projeto a partir dos resultados obtidos na análise física.

A base de dados (BD) na Figura 4.1 tem a função de armazenar e disponibilizar as informações obtidas no processo de ER, incluindo dados dos ST e orientações de projetação.

4.2. MODELAGEM DO PROCESSO DE ER

Para sistematizar o processo de ER e orientar a elaboração da BD, foram considerados os requisitos citados no final do segundo e terceiro capítulos da tese. Partindo dos requisitos, foram adotados os principais passos de modelagem de processos, citados em Romano (2003, p.107): a) Definição da estrutura para a representação do modelo de referência: na modelagem das informações, foram utilizados fluxogramas baseados no IDEF1X (Presley, 1997, p.41;

Kern, 2000) e, na representação da sistemática, as estruturas de Romano (2003) e Back et alii. (2008); b) Definição das fases e as atividades de cada fase: baseado nos processos de obtenção e análise de informações da ER;

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 29

c) Definição das saídas desejadas para cada fase: tais saídas são as informações utilizadas no PDP, principalmente aquelas da fase de projeto conceitual, conforme mostrado na estrutura da base de dados (Fig. A.7); d) Verificação da consistência do modelo de referência: pela aplicação da sistemática de ER em exemplos. Vide os exemplos de análise física nos Apêndices F e G; e) Avaliação do modelo de referência: avaliação realizada por especialistas e usuários típicos (quinto capítulo da tese).

Foram então propostas as atividades do processo de ER, a partir da lista de atividades comuns de ER, mostradas no Quadro 3.2, a qual se baseou nos subsídios dos capítulos de revisão, no estudo do processo de

ER numa organização (Colli, 2006), junto com a experiência da equipe de pesquisa. Já, a estruturação das atividades da sistemática ocorreu pela análise lógica dos fluxos de entrada e saída de cada atividade.

Assim , foram elaborados exemplos de análise física, para avaliar a consistência da sistemática e da estrutura da BD, para os passos “d” e

“e”: um estudo integral (aparador de grama) e um parcial (compressor).

A Fig. 4.2 mostra uma visão geral da sistemática de ER, com as fases:

Fase 1. Planejamento do projeto de ER: visa definir os aspectos gerenciais do projeto de ER;

Fase 2. Análise do sistema técnico: executa as análises de ER, conforme a solicitação de ER e o escopo do projeto de ER;

Fase 3. Orientações para a projetação: propõe orientações para a projetação dos novos ST, a partir dos resultados da ER.

As atividades da sistemática de ER podem ser modificadas pelas organizações, conforme a necessidade: quantidade de atividades (inserir ou remover), nível de detalhamento da atividade, e os meios de apoio

(específicos para a organização). Todas as fases são mostradas a seguir.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 30

1.2. Definir o cronograma do projeto de ER

Solicitação de ER (SER)

1.1. Definir o escopo do

projeto de ER

1.4. Elaborar o plano do

projeto de ER

1.3. Definir o orçamento do projeto de ER

Fase 1

Não

ST definido?

2.1. Identificar os ST candidatos

Sim

2.2. Selecionar e obter o ST a ser analisado

2.3. Caracterizar o

ST selecionado

Quais estudos?

2.4. Caracterizar o mercado do ST

2.5. Analisar as condições de interação usuário-ST

3.1. Recomendações para os projetos similares

2.6. Analisar o desempenho do ST

3.2. Elaborar o relatório do projeto de ER e preencher a base de dados

2.7. Identificar as soluções de projeto

Fase 2 Fase 3

Figura 4.2. Fases e atividades da sistemática de engenharia reversa.

Todas as fases, atividades e meios de apoio propostos na sistemática de ER foram representadas numa estrutura integrada de ER, mostrada no Apêndice C. Esta tem como finalidade orientar os profissionais da equipe de ER quanto à execução das análises de ER previstas no escopo do projeto de ER. Ao longo das próximas seções será visto o detalhamento das fases e atividades de ER propostas, mostradas na Fig. 4.2 e no Apêndice C.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 31

4.3. FASE 1. PLANEJAMENTO DO PROJETO DE ER

Na primeira fase, mostrada na Fig. 4.3, são definidos os aspectos gerenciais do projeto de ER, a partir da solicitação de ER. Visa avaliar a necessidade dos estudos e programar os recursos.

Figura 4.3. Atividades da fase 1: planejamento do projeto de ER.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 32

Sigla

Os meios citados nas atividades da fase 1 estão no Quadro 4.1.

Meio

ASA Quadro de auxílio à seleção das análises de ER

Origem

Atividades vinculadas

Proposto nesta tese

1.1

BD Base de dados de projetos

Apêndice A desta tese

1.2, 1.3, 2.1,

2.3, 2.4, 2.5,

2.6, 2.7, 3.1

EDT Estrutura de desdobramento do trabalho (WBS)

GNT Gráfico de Gantt

Back et alii. (2008, p.127) 1.1

Back et alii. (2008, p.143) 1.2

MDR Matriz de designação de responsabilidades

Coral, Ogiari e Abreu

(2008, p.168)

1.2

Quadro 4.1. Meios citados na fase 1 da sistemática de ER.

Conforme mostram as Fig. 4.2 e 4.3, a solicitação de engenharia reversa (SER) inicia a fase 1. Esta pode ser originada de qualquer fase e momento do processo de desenvolvimento de produtos (Fig. 4.1), de acordo com as necessidades do projeto. A SER é vista no Quadro 4.2.

Nome da organização

Nome do solicitante:

Setor:

E-mail:

Projeto:

Matrícula:

Telefone:

Data:

Descrição e justificativa da solicitação de ER

Descrição e justificativa da solicitação:

Origem da solicitação (setor, atividade do PDP):

Nicho(s) de mercado de interesse:

Projeto(s) relacionado(s):

Quadro 4.2. Estrutura da solicitação de ER (SER).

Essa solicitação visa contribuir com a sistematização das informações do processo de ER. Nela, o profissional que elaborou a solicitação se identifica, descreve e justifica o pedido e deve citar a origem da solicitação (setor, atividade do PDP), o nicho de mercado de

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 33

interesse (caso haja algum, indicando os prováveis ST vinculados ao estudo) e os projetos da organização relacionados à SER, visando favorecer a busca de informações sobre os ST analisados.

Tendo sido preenchida, a SER é então avaliada previamente por coordenadores, em termos da importância e da viabilidade financeira. Se for aprovada, inicia-se o projeto de ER, propriamente dito.

4.3.1. Atividade 1.1. Definir o escopo do projeto de ER

Da solicitação de ER aprovada é definido o escopo do projeto.

Inicialmente, avalia-se a abrangência (análise física integral ou parcial): a) Análise física integral: todo o ST é avaliado por todas as análises propostas no modelo de ER. São realizadas todas as atividades das fases 2 e 3 da sistemática. Essa é realizada quando se solicita informações de vários aspectos de um ST, visando entender os conceitos utilizados para lançar um novo ou aperfeiçoar algum ST interno; b) Análise física parcial: é uma análise parcial de ER, em termos da quantidade de componentes e dos tipos de análises requisitadas. Podem ser executadas todas as atividades das fases 2 e 3 da sistemática, ou algumas delas, somente nos subsistemas ou componentes de interesse. Feita quando são solicitadas informações que não precisam ser muito detalhadas de algum ST ou uma parte deste. Ainda podem ser solicitadas análises específicas, porém detalhadas, de algum subconjunto do mesmo.

Nas análises integrais de ER, são selecionadas todas as atividades da sistemática de ER. Para definir as atividades das análises parciais de

ER, pode ser utilizado o quadro de auxílio à seleção das análises de ER

(ASA), visto no Quadro 4.3. Nele, a solicitação é avaliada em relação aos problemas típicos de ER ao longo do PDP (Fig. 4.1) que a originaram, bem como às solicitações de informações especificadas.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 34

Problemas típicos de ER ao longo do PDP

Atividades do projeto de ER

Atividade 2.1, Identificar os ST candidatos X X X O O

Atividade 2.2, Selecionar e obter o ST a ser analisado

Atividade 2.3, Caracterizar o ST selecionado

Atividade 2.4, Caracterizar o mercado do ST

Atividade 2.5, Analisar as condições de interação usuário-ST

Atividade 2.6, Analisar o desempenho do ST

Atividade 2.7, Identificar as soluções de projeto

O O X

O O

X

X X X O O

O O

X X

O O

X X X O O

X X X X X X

Atividade 3.1, Recomendações para os projetos similares X X X X X X X X

Atividade 3.2, Elaborar o relatório do projeto de ER e preencher a base de dados

Legenda: X (atividade recomendada); O (opcional)

X X X X X X X X

Quadro 4.3. Quadro de auxílio à seleção das análises de ER (ASA).

No Quadro 4.3, foram sugeridas as atividades que servem para a obtenção e análise de informações voltadas ao desenvolvimento de novos ST, e ainda ao aperfeiçoamento dos existentes. Tais atividades foram marcadas com “X”, enquanto algumas atividades opcionais foram marcadas com “O” (dependem do que foi definido na SER: mercado ou

ST), conforme será mostrado adiante nas atividades da fase 2.

Para executar essas atividades, em qualquer configuração de escopo, recomenda-se que o projeto de ER tenha estrutura por projetos, para permitir que o processo de ER seja realizado em paralelo com o

PDP, e ainda favoreça o gerenciamento dos recursos necessários. A equipe deverá ter um gerente fixo, mas os demais integrantes da equipe, originados de diversas áreas da organização, serão selecionados conforme o perfil de cada atividade de ER a ser realizada. Ao final de

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 35

cada atividade, os profissionais retornam ao setor de origem, caso não tenham sido alocados nas atividades seguintes de ER.

Contudo, tendo sido selecionadas as atividades de ER, se parte para a definição concomitante do cronograma e do orçamento do projeto de ER. Ambos serão apresentados nas seções que seguem.

4.3.2. Atividade 1.2. Definir o cronograma do projeto de ER

Nesta atividade orienta-se a elaboração do cronograma do projeto de ER e se forma a linha de base para o controle. Para tal, são definidas as atividades, os tempos, os recursos necessários e o sequenciamento das atividades do projeto. Como meio de apoio, recomenda-se: gráfico

Gantt, matriz de designação de responsabilidades e consulta à base de dados sobre os cronogramas dos projetos similares.

Para definir os prazos de cada atividade, a equipe de ER deve avaliar a disponibilidade de recursos e, assim, estimar a duração das atividades, na primeira vez que forem realizar um projeto. Isto depende das atividades a serem executadas, do orçamento e da experiência da equipe com cada tipo de ST a ser avaliado. Se o sistema for familiar à equipe, podem ser feitas análises mais detalhadas em menor tempo, o que dificilmente ocorre quando a equipe avalia um sistema com o qual não está habituada e precisa aprender sobre este, de modo a compreender seu funcionamento.

Nos projetos similares em escopo e perfil do sistema a ser avaliado, aproveitam-se as informações dos projetos anteriores. Nesses casos, o cronograma e o orçamento tendem a ser mais precisos.

4.3.3. Atividade 1.3. Definir o orçamento do projeto de ER

Nessa atividade é definido o orçamento do projeto de ER, determinando os recursos financeiros necessários à execução de cada atividade. O custo de cada atividade é estimado pela experiência dos profissionais do setor financeiro e demais integrantes do projeto de ER.

Assim como na definição do cronograma, podem ser consultadas as informações de projetos similares realizados pela equipe, que estejam armazenados na base de dados, a fim de aumentar a precisão do planejamento do novo projeto.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 36

4.3.4. Atividade 1.4. Elaborar o plano do projeto de ER

Na sequência, é realizada a atividade 1.4, elaborar o plano do

projeto de ER, que integra os resultados da fase 1 para orientar a equipe de ER na execução das atividades do projeto. Trata-se de um relatório preliminar objetivo que compreende a SER, o escopo do projeto, as atividades previstas, bem como o cronograma e o orçamento de cada atividade, que se presta para revisão, aprovação do plano e acompanhamento da execução do projeto.

4.4. FASE 2. ANÁLISE DO SISTEMA TÉCNICO

A fase de análise do ST consiste em desenvolver estudos de diferentes naturezas, dependendo do problema de ER, conforme ilustrado na Fig 4.2. Típicos estudos que podem ser realizados: a) Caracterizar o mercado: visa identificar as necessidades dos usuários e as características dos ST concorrentes, para definir as principais características do sistema a ser desenvolvido; b) Interação usuário-ST: avaliam-se as condições de interação usuário-ST, para identificar deficiências ergonômicas no ST

(esforços e interface) e de usos para definir condições mais adequadas de interação nos novos sistemas; c) Desempenho: avalia o desempenho do sistema, considerando as condições recomendadas pelo fabricante e as condições reais de operação pelos usuários típicos (algumas sendo caracterizadas como mal-uso). Visa identificar especificações técnicas, deficiências e pontos fortes dos sistemas avaliados, para orientar a elaboração dos novos sistemas similares; d) Identificar as soluções de projeto: são avaliados os efeitos de remoção de cada componente, para identificar os componentes que não afetam o desempenho do sistema, os quais podem ser eliminados ou integrados aos componentes importantes. Tal avaliação ainda permite deduzir as funções e os princípios de solução dos componentes, o que auxilia no desenvolvimento dos novos, e favorece a compreensão do funcionamento do ST. Também podem ser obtidos dados de cada componente, para elaborar uma lista de materiais, considerando: materiais, dimensões, quantidade, massa e denominação do componente.

Os referidos estudos visam orientar novos projetos, por meio dos conhecimentos adquiridos. A Fig. 4.4 apresenta as atividades da fase 2, as quais serão descritas nas seções que seguem.

Características do

ST selecionado

Plano do projeto de ER com a solicitação de ER (SER)

ST definido?

Sim

Manual de instruções do ST (MIN)

2.3. Caracterizar o

ST selecionado

Quais estudos?

Não

2.1. Identificar os ST candidatos

BD, INT, STC

ST alternativos

(concorrentes) identificados

Características dos ST concorrentes

2.2. Selecionar e obter o ST a ser analisado

ABC, CTU, MPV

Condições típicas de uso do ST obtido

ST selecionado e obtido

Características dos usuários dos ST candidatos

BD, CRS, CST, RAV

Características dos usuários dos ST candidatos

Características dos ST candidatos (concorrentes)

Condições típicas de uso do ST obtido

Características dos usuários dos ST candidatos

Manual de instruções do ST (MIN)

Condições típicas de uso do ST obtido

Plano do projeto de ER (PPJ) com a solicitação de ER (SER). Servem para as atividades 2.4, 2.5, 2.6 e 2.7

Características dos usuários do ST selecionado

2.4. Caracterizar o mercado do ST

Condições típicas de uso do ST obtido

BD, INT

2.5. Analisar as condições de interação usuário-ST

Análise das condições de interação usuário-ST

Dados das condições de interação usuário-ST

BD, EAE, OWS,

RAE, RAV, VAE

Características do ST selecionado

Manual de instruções do ST (MIN)

Normas técnicas de operação e testes do ST

Condições típicas de uso do ST obtido

2.6. Analisar o desempenho do ST

ADS, BD, ETD,

NOS, RAV, RTD

Análise de desempenho do ST

Dados de desempenho do ST

Segue para a fase 3

Manual de instruções do ST (MIN)

2.7. Identificar as soluções de projeto

AIP, BD, EDM,

MMF, RAV, SID, TEF

Vista explodida do ST

ST desmontado

Quadro SID

Funções e princípios de solução do ST

Concepção do ST analisado na ER representada numa matriz morfológica (CSA)

Figura 4.4. Atividades da fase 2: análise do sistema técnico.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 39

O Quadro 4.4 apresenta os meios citados nas atividades da fase 2.

Sigla Meio Origem

Atividades vinculadas

ABC Lista de atributos básicos e do ciclo Adaptado de Fonseca 2.2 de vida do sistema técnico (2000, p.75 e 77)

ADS Quadro de avaliação de desempenho do sistema técnico

AIP Estrutura de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST

BD Base de dados de projetos

Proposto nesta tese 2.6

Proposto nesta tese 2.7

Apêndice A desta tese

1.2, 1.3, 2.1,

2.3, 2.4, 2.5,

2.6, 2.7, 3.1

Proposto nesta tese 2.3 CRS Quadro de análise das condições gerais de recebimento do ST

CST Quadro de caracterização dos sistemas técnicos

Proposto nesta tese 2.3

CTU Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST

EAE Equipamentos de análise de ergonomia (sensores, câmeras, balanças, entre outros)

EDM Equipamentos de desmontagem

(EPI, cronômetro, câmera, balança)

Proposto nesta tese 2.2

Iida (2005) 2.5

2.7

ETD Equipamentos dos testes de desempenho do ST (sensores, câmeras, medidores, entre outros)

INT Sítios na Internet

2.6

2.1, 2.3, 2.4

MMF Matriz morfológica

MPV Matriz preço-valor

NOS Lista de normas técnicas de operação do ST

OWS Quadro de classificação das posturas do sistema OWAS

2.7

Baxter (2000, p.147) 2.2

Proposto nesta tese 2.6

Iida (2005, p.171 e

172)

2.5

RAE Roteiro das análises de ergonomia Proposto nesta tese 2.5

Quadro 4.4. Meios de apoio as atividades da fase 2.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 40

Continuação do Quadro 4.4.

Sigla Meio

STC Quadro de representação dos ST candidatos

TEF Tipos de efeitos físicos

Origem

RAV Recursos audiovisuais

(filmadora, câmera fotográfica, gravador)

RTD Roteiro de testes de desempenho

SID Quadro de informações da desmontagem

Proposto nesta tese

2.6

Proposto nesta tese, com base no SOP e na lista de materiais (BOM)

2.7

Proposto nesta tese

2.1

Pahl et alii. (2007, p.94)

Atividades vinculadas

2.3, 2.5,

2.6, 2.7

2.7

1

2

3

VAE Quadro de variáveis comuns de análises de ergonomia

Iida (2005, p.40) 2.5

4.4.1. Atividade 2.1. Identificar os ST candidatos

Um projeto completo de ER, onde foi definido na solicitação somente o mercado, inicia pela atividade 2.1, vista na Fig. 4.4. Visa selecionar a melhor alternativa de sistema a ser avaliado.

Os sistemas candidatos podem ser identificados por uma consulta em sítios de busca na Internet, a partir do mercado definido na solicitação de ER, e pela consulta à base de dados sobre os sistemas cadastrados que atendem as características daquele mercado. Esses são inseridos no quadro de representação dos sistemas candidatos (Quadro

4.5), considerando o fabricante e o modelo (com a versão), junto com uma imagem ilustrativa e as principais especificações técnicas.

Marca / modelo do ST Imagem do ST Especificações técnicas do ST

Quadro 4.5. Quadro de representação dos ST candidatos (STC).

O quadro 4.5 auxilia a seleção do sistema a ser avaliado e também o preenchimento do quadro de caracterização na atividade 2.3.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 41

4.4.2. Atividade 2.2. Selecionar e obter o ST a ser analisado

A atividade 2.2 - selecionar e obter o ST a ser analisado - ocorre entre os candidatos identificados na atividade 2.1 com auxílio da matriz preço-valor.

Para elaborar a matriz preço-valor é necessário avaliar aspectos relacionados ao ciclo de vida dos sistemas candidatos, de onde são identificados atributos importantes a serem considerados no projeto dos novos sistemas. É então preenchido o quadro de características dos usuários potenciais e as condições de uso do ST, no Quadro 4.6, que auxilia na identificação dos usuários potenciais, na seleção dos atributos de projeto e na elaboração da matriz preço-valor.

Características

Obtenção do

ST

Principal forma de obtenção do ST

Informações

( ) aquisição; ( ) locação; ( ) empréstimo; ( ) doação

Observações (se forem necessárias):

Classe econômica ( ) miserável; ( ) classe baixa; ( ) classe média; ( ) classe alta

Condições de uso do ST

Nível de instrução de quem obtém

Quem utiliza o ST

(potencial usuário)

Nível de instrução de quem utiliza

( ) analfabeto; ( ) semi alfabetizado; ( ) alfabetizado;

( ) ensino fundamental; ( ) ensino médio; ( ) ensino superior

( ) quem obtém; ( ) familiar; ( ) funcionário da organização;

( ) profissional externo; ( ) outros:

( ) analfabeto; ( ) semi alfabetizado; ( ) alfabetizado;

( ) ensino fundamental; ( ) ensino médio; ( ) ensino superior;

Observações (se forem necessárias):

Forma de utilização ( ) conforme sugerido no manual de instruções;

( ) uso não recomendado pelo manual, especificar:

Intensidade do ciclo de operação

- Área (m

2

) ou distância de uso:

- Tempo total de utilização num dia:

- Tempo ininterrupto (sem paradas) médio de uso:

- Frequência de uso:

Características do ambiente de uso

( ) diário; ( ) semanal; ( ) mensal; ( ) outros:

( ) exposição à água; ( ) exposição à umidade significativa;

( ) exposição ao fogo; ( ) exposição ao calor;

( ) contato com pedras; ( ) exposição à terra, poeira;

( ) exposição aos ácidos (quais):

( ) outros (complemente):

Quadro 4.6. Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU).

O preenchimento do quadro 4.6 geralmente ocorre a partir da experiência da equipe de ER. É complementado por opiniões, de profissionais de assistência técnica, obtidas em entrevistas, as quais são sugeridas quando os profissionais da organização não tem conhecimento suficiente do mercado ou dos sistemas do mercado, mas buscam informações detalhadas desses e do ambiente comercial. Para elaborar a matriz preço-valor são considerados as orientações do Quadro 4.7.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 42

Itens

ST a serem comparados

Critérios de avaliação

Elementos

Sistemas técnicos candidatos identificados

Definir os critérios de avaliação que influenciam no desempenho técnico e comercial dos sistemas, com uma breve descrição do critério e o peso dele (nota de 1 a 10). Utiliza como base os atributos do quadro 4.8, cujas notas finais tem escala de 1 a 5.

Caracterização da amostra de profissionais consultados

Caracterização da amostra consultada na pesquisa para o preenchimento da matriz preço-valor.

Quadro 4.7. Orientações para elaborar a matriz preço-valor (MPV).

Assim, a equipe seleciona os atributos do Quadro 4.8 que servem para definir os critérios de avaliação. Depois, os critérios são avaliados junto aos entrevistados, em termos do peso que eles atribuem ao critério

(nota de um a dez) e da nota que cada ST obteve em cada critério selecionado.

Tendo sido obtidos os pesos de todos os critérios e as notas de cada ST em relação aos critérios, define-se o valor de cada ST, pela soma dos produtos entre as notas e os pesos de cada critério. Com isto, é elaborada a matriz preço-valor a qual representa graficamente os ST avaliados, considerando o valor e o preço de aquisição. Também é determinada uma área de interesse de preço e valor do ST, conforme definido na SER e por consenso da equipe de ER.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 43

Atributos básicos

Funcionamento Aspectos relacionados com a operação do ST: rendimento, desempenho, eficiência, função.

Ergonômico Aspectos relacionados com a relação homemmáquina: ergonomia, sequência de ações, uso.

Estético Aspectos relacionados com a aparência do produto: símbolos, signos, linguagem, semiótica, semântica.

Econômico

Segurança

Aspectos relacionados com o custo de produção e o preço de venda: financiamentos, capital, juros.

Aspectos relacionados com a segurança durante o uso e o funcionamento: proteção contra acidentes, atos inseguros, funcionamento inseguro.

Confiabilidade Aspectos vinculados com o uso e funcionamento estável: taxa de falhas, redundâncias ativa e passiva.

Legal

Patentes

Aspectos das leis onde o ST será comercializado: uso, segurança, comércio e leis ambientais.

Problemas relativos ao uso de patentes registradas: grau de novidade, patenteabilidade, licenceamento

(pagamento de royalties) e uso de patentes.

Normalização Problemas relativos ao uso de elementos e peças normalizadas: normas internas, locais, setoriais, nacionais e internacionais.

Problemas do projeto modular dos componentes: Modularidade módulos de fabricação, de uso e de manutenção.

Impacto ambiental Problemas de contaminação ou degradação ambiental, desativação, reciclagem e descarte.

Atributos Fabricabilidade Aspectos relacionados à fabricação do ST do ciclo de Montabilidade Aspectos relacionados à montagem do ST vida do ST Embalabilidade Aspectos relacionados à facilidade de embalar o ST

Transportabilidade Aspectos relacionados ao transporte do ST

Armazenabilidade Aspectos relacionados ao armazenamento do ST

Comerciabilidade Aspectos relacionados à comercialização do ST

Função Execução das funções do ST (desempenho real)

Usabilidade Aspectos relacionados à facilidade de uso do ST

Mantenabilidade Aspectos relacionados à manutenção do ST

Reciclabilidade Aspectos de reciclagem dos componentes do ST

Descartabilidade Aspectos de descarte dos componentes do ST

Quadro 4.8. Lista de atributos básicos e do ciclo de vida do sistema

(ABC), (adaptado de Fonseca, 2000, p.75 e 77).

A seleção do ST a ser analisado é feita entre os candidatos contidos na área de interesse da matriz preço-valor, priorizando aqueles com maior pontuação e menor preço. A obtenção do ST selecionado pode ocorrer por aquisição, empréstimo, locação ou doação, dependendo dos recursos do projeto e da disponibilidade do ST selecionado.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 44

4.4.3. Atividade 2.3. Caracterizar o ST selecionado e obtido

Em projetos onde tenha sido definido, na SER, o ST ou algum dos componentes para a análise, a fase 2 inicia com a atividade 2.3, caracterizar o ST selecionado e obtido. Auxilia no desenvolvimento dos novos sistemas, quanto às especificações de projeto, análise das imagens externas e demais informações detalhadas.

Nesta atividade são inicialmente obtidas imagens externas do sistema selecionado, com recursos áudio visuais. Na sequência, é preenchido o Quadro 4.9, que registra as condições iniciais de recebimento do sistema. São considerados: embalagem, manual de instruções fornecido, instruções no ST, estado (se o sistema foi devidamente embalado e protegido), aspectos de montagem e regulagem necessárias ao uso (a partir das condições de entrega ao cliente), bem como os acessórios e as ferramentas fornecidas com o sistema.

Com o preenchimento do quadro CRS (Quadro 4.9), podem ser comparadas as condições de recebimento do sistema com outros similares de um mesmo mercado (em outros projetos de ER), a fim de orientar as ações comerciais e técnicas que melhorem a aceitação comercial e o desempenho técnico dos novos sistemas da organização.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 45

Critérios

Embalagem do ST

Manual de instruções

Elementos de avaliação

Tipo de embalagem:

( ) caixa; ( ) saco; ( ) nenhuma; ( ) outra: ________

Material:

Suportes internos da embalagem:

( ) isopor; ( ) papelão; ( ) nenhum; ( ) outro: _____

Nível de proteção do ST pela embalagem:

( ) total; ( ) parcial; ( ) baixo; ( ) nenhum

Facilidade de transporte:

( ) tamanho adequado? [S/N]; ( ) seguro? [S/N];

( ) ergonomia adequada? [S/N]

Idiomas: ( ) português; ( ) espanhol; ( ) inglês

Detalhamento:

( ) excessivo; ( ) adequado; ( ) superficial

Possui guia rápido com instruções de uso [S/N]: ( )

Informações sobre uso seguro do ST [S/N]: ( )

Informações presentes no

ST para o uso adequado

Uso seguro do ST [S/N]? ( )

Recomendações para evitar mal-uso [S/N]? ( )

Informações colocadas em elementos que não deterioram com o uso [S/N]? ( )

Asseio (limpeza) do ST Asseio (limpeza) do ST:

( ) empoeirado; ( ) engraxado; ( ) limpo; ( ) riscado

Montagem e regulagem Nível de montagem necessária do ST para uso:

( ) total; ( ) parcial/subsistemas; ( ) nenhuma

Acessórios e ferramentas fornecidas com o ST

Nível de regulagem necessária do ST para uso:

( ) elevado; ( ) baixo; ( ) entregue montado, pronto

Equipamentos necessários à montagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( ) nenhum

Equipamentos necessários à regulagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( ) nenhum

Quadro 4.9. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do

ST (CRS).

Além do quadro CRS, é preenchido o Quadro 4.10 onde o sistema selecionado é caracterizado com base nas informações dos sistemas candidatos (Quadro 4.5) e nos resultados da entrevista realizada com os usuários potenciais e profissionais de assistência técnica, durante o preenchimento do Quadro 4.6.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 46

Imagem externa do ST

Principais especificações técnicas do ST

Principais modos de falha do ST

Principais modos de interação externa do ST

Outros ST:

Usuário:

Meio ambiente:

Quadro 4.10. Caracterização do sistema técnico selecionado (CST).

No Quadro 4.10, há um campo que trata dos principais modos de falha de cada sistema, os quais são identificados pela experiência dos profissionais e pela opinião dos profissionais de assistência técnica. Os modos de falha compreendem as principais reclamações dos usuários quanto às falhas de operação, bem como as opiniões dos profissionais de manutenção quanto às deficiências observadas.

Entretanto, numa análise parcial de ER, que visa avaliar um ou alguns componentes do sistema, pode ser desnecessário detalhar alguns modos de falha e de interação externa dos componentes no Quadro 4.10.

Sugere-se bom senso da equipe nestes casos, a partir da solicitação de

ER e do escopo do projeto de ER.

Todas as informações obtidas na atividade 2.3 são inseridas na base de dados e podem ser consultadas a qualquer momento pelos profissionais credenciados. Por se tratar muitas vezes de conteúdo estratégico, pode-se estabelecer restrições de acesso aos resultados da

ER contidos na base de dados.

Com o encerramento da atividade 2.3, iniciam-se as atividades de análise do sistema selecionado e caracterizado. Pode ser executada a atividade 2.4 (caracterizar o mercado do ST), a atividade 2.5 (analisar as condições de interação usuário-ST), a atividade 2.6 (analisar o desempenho do ST), ou a atividade 2.7 (identificar as soluções de projeto). Estas atividades são independentes e a definição das mesmas depende do escopo do projeto.

Numa análise completa, convém que a atividade 2.4 seja realizada antes das demais, para detalhar a avaliação do mercado onde o novo sistema será inserido, em termos das características dos usuários e

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 47

dos sistemas concorrentes. Com isto, são obtidos subsídios que permitem uma análise mais precisa da ergonomia (e da segurança de operação) e do desempenho do sistema antes de acioná-lo.

Na sequência, sugere-se avaliar os aspectos de ergonomia relacionados à interface entre o sistema e o usuário, principalmente quanto aos movimentos de uso, esforços e postura do usuário segundo as recomendações do manual de instruções. Depois de analisar a ergonomia, se recomenda analisar o desempenho do sistema, pois os testes de desempenho já serão realizados de acordo com as condições adequadas de ergonomia. Se a análise de desempenho ocorrer antes da análise de ergonomia, ou sem ela (quando o projeto de ER avaliar somente o desempenho), também deverão ser avaliadas as condições de interface, segurança e postura para simular o uso adequado do ST.

Numa análise completa de ER, a desmontagem deve ser realizada após a conclusão das análises de mercado, ergonomia e desempenho, para evitar a descaracterização do sistema por quebras e rompimentos de elementos de união e vedação. Além disso, ao final da desmontagem, o sistema deve permanecer desmontado em exposição

14

na organização, para que possa ser visualizado pelos profissionais nele interessados.

4.4.4. Atividade 2.4. Caracterizar o mercado do ST

A atividade 2.4 visa detalhar as características do mercado do sistema, para orientar ações comerciais e a proposição de especificações de projeto para os novos sistemas. Baseia-se no perfil dos sistemas candidatos e dos potenciais usuários, bem como nas consultas aos sítios da internet e na base de dados, referentes aos sistemas similares cadastrados.

Nessa atividade, são detalhadas as informações relacionadas aos usuários típicos e às características dos ST do mercado pretendido: elementos dos ST e os acessórios, especificações técnicas, os custos de aquisição e de manutenção, e os demais atributos de avaliação da matriz preço-valor. Tais características são comparadas com as características dos usuários potenciais, a fim de avaliar se o sistema selecionado está adequado ao mercado em que atua.

14

O ST deve ser mantido desmontado num ambiente de acesso restrito, por ser uma atividade estratégica na organização, para expor os componentes do ST e permitir que os profissionais autorizados possam avaliá-lo. Não é recomendada a desmontagem dos componentes comerciais, como motores elétricos, manômetros ou peças de placas eletrônicas, pois pode descaracterizar o componente e prejudicar as análises de ER sobre o ST.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 48

Os resultados da atividade 2.4 são inseridos num texto de análise do mercado, que fará parte do relatório do projeto de ER. O referido texto visa auxiliar na definição do problema de projeto, orientando o desenvolvimento dos novos sistemas ou o aperfeiçoamento dos sistemas existentes, com maior alinhamento ao perfil do mercado.

4.4.5. Atividade 2.5. Analisar as condições de interação usuário-ST

A atividade 2.5 será realizada se houver necessidade de avaliar as condições de interação entre o usuário e o sistema, ou subsistemas que tenham significativa interação com o usuário. Avalia-se com base nos registros do Quadro 4.6, se as condições de interação estão adequadas às características dos usuários típicos em termos de postura, esforços, controles e demais elementos necessários à operação.

Para selecionar as análises realizadas e as variáveis medidas, são identificadas as condições de uso do ST de acordo com o manual de instruções. Também são identificadas as condições não recomendadas de uso, a partir das condições típicas de uso do sistema. São ainda avaliadas as formas de interação externa do sistema com o usuário e os modos de falha associados às deficiências ergonômicas (Quadro 4.10).

Além disso, as variáveis são selecionadas a partir do quadro de variáveis comuns de análises de ergonomia, baseado em Iida (2005, p.40), onde outras variáveis podem ser incluídas. Das análises e variáveis, são definidos os procedimentos de avaliação e os equipamentos de análise de ergonomia.

Para avaliar as condições de operação do sistema por parte do usuário, dentre outros métodos, o sistema OWAS

15

(OWS – Iida, 2005, p.169) se apresenta de maneira adequada, pois se baseia na análise das imagens do usuário executando os movimentos típicos de uso, de onde é identificada a condição atual de postura e a classe de esforço a que está submetido. São consideradas quatro posições de dorso, três posições de braços, sete posições de pernas e a intensidade de carga da operação, cujos resultados podem sugerir modificações na postura do usuário. Isto

é uma contribuição à projetação dos ST (principalmente os ST similares

àqueles analisados), pois tendem a indicar os princípios de solução e arranjos físicos que gerem posturas adequadas do usuário.

15

Sistema OWAS (Ovako Working Posture Analysis System) para o registro da postura. Cada postura é descrita por um código de seis dígitos, representando posições do dorso, braços, pernas e carga. Os dois últimos indicam o local onde a postura foi observada (Karhu, Kansi e

Kuorinka, 1977 citado em Iida, 2005, p.169-171). Vide também o aplicativo WinOWAS:

<http://turva1.me.tut.fi/owas>.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 49

As informações obtidas nesta atividade são inseridas na base de dados, que auxiliarão os novos projetos similares, sob a ótica da ergonomia. Estes influenciarão na geração das concepções dos novos sistemas e na definição do arranjo dos subsistemas, além do dimensionamento

16

dos elementos que interagem com o usuário.

4.4.6. Atividade 2.6. Analisar o desempenho do ST

Caso tenha sido prevista no escopo do projeto de ER, a análise do desempenho avalia as condições típicas de operação do ST. São obtidos os parâmetros reais de desempenho do ST, que são confirmados com os dados publicados pelo fabricante no manual de instruções, bem como avaliar a ocorrência dos modos de falha relacionados aos aspectos técnicos, os quais foram citados pelos profissionais de assistência técnica do sistema obtido. Tais análises permitem a identificação de oportunidades de melhoria no sistema e orientam novos projetos.

Para analisar o desempenho do ST, é elaborado o roteiro de testes de desempenho, de onde também são definidos os equipamentos dos testes de desempenho. O roteiro de testes parte das recomendações de uso do manual de instruções, de normas técnicas de operação do sistema

(Quadro 4.11), dos tipos de testes solicitados e dos elementos de caracterização do ST (Quadro 4.10).

Segmento dos ST

Tipo de sistema técnico (família)

Subsistema ou parte do ST

Elemento do ST

Normas relacionadas a cada elemento do ST

Título da norma

Quadro 4.11. Estrutura de listagem de normas técnicas de operação de

ST (NOS).

A partir das normas de operação e de segurança, são identificados os procedimentos e os equipamentos de avaliação do desempenho do sistema. São então providenciados os equipamentos para executar os testes, cujos procedimentos são registrados por recursos audiovisuais.

Os resultados obtidos nos testes são inseridos no quadro de avaliação de desempenho do sistema (Quadro 4.12).

16

Caso o usuário necessite suportar o ST durante sua utilização, ou realizar tarefas repetitivas de levantamento de cargas durante a jornada de trabalho, convém considerar as recomendações de Iida (2005, p.179-184) para o levantamento de cargas, bem como a equação de NIOSH

(National Institute for Occupational Safety and Health, EUA).

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 50

Parâmetros de desempenho Unidade

Valor publicado no manual

Valor medido no teste

Avaliação preliminar das condições de operação do ST, recomendadas pelo manual de instruções

Postura e esforços do operador

Segurança de operação do ST

Cansaço do usuário

Lesões geradas no usuário

Condições típicas de uso não recomendado do ST (citadas por profissionais de assistência técnica)

Citar as condições de uso não recomendado, e seus efeitos na operação do ST

Efeito do uso não recomendado

Observações

Impressões sobre a ocorrência, os efeitos e as causas dos modos de falha do ST

Modos de falha (citados pelos profissionais de assistência técnica do ST)

Ocorrência

[S/N]

Efeito do modo de falha

Causa do modo de falha

Outros modos de falha - identificados nos testes

Comentários gerais sobre os testes de desempenho e recomendações para os novos testes

Quadro 4.12. Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS).

No Quadro 4.12, além dos parâmetros de desempenho medidos e comparados com o valor de referência do fabricante, foi considerada a avaliação dos profissionais que executaram os testes em relação às condições de operação do sistema, as condições típicas de uso não recomendado, bem como a ocorrência e os efeitos das falhas.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 51

Ao final das análises de desempenho, os equipamentos utilizados e o sistema são preparados para serem armazenados e/ou devolvidos. Os resultados são avaliados e inseridos na base de dados (BD).

4.4.7. Atividade 2.7. Identificar as soluções de projeto

Esta é a principal atividade proposta, pois nela são identificadas as soluções, a partir da desmontagem parcial ou completa do ST. Na análise parcial, são somente consideradas as características específicas dos componentes, conforme requisitado na solicitação de ER, tais como as dimensões e materiais dos componentes. Na análise completa, são considerados: o arranjo físico, as funções, os princípios de solução e as características dos componentes do sistema avaliado. Será aqui dada

ênfase à análise completa do sistema para detalhar todo o processo.

Para os projetos de ER que exigem uma análise completa foi proposta a desmontagem do ST com base no SOP (Otto e Wood, 2001, p.161, 205). Assim, cada componente do sistema é removido e analisado individualmente, de acordo com seis passos:

1) Desmontar (subtrair) um componente do ST

17

, em qualquer ordem. Pode ser necessário remover outros componentes para obter o componente desejado para a análise (pré-requisitos).

Estes componentes “pré-requisitos” devem ser montados novamente no ST, se possível, antes de operar o ST;

2) Operar o ST plenamente (só falta o componente em análise), o qual deve ser testado quanto aos requisitos dos usuários, para verificar os efeitos da remoção de tal componente;

3) Analisar o efeito. É geralmente complementado por uma análise visual. Porém, pode ser necessário utilizar um dispositivo de teste se o efeito da remoção não for óbvio;

4) Deduzir a subfunção do componente faltante. A partir do terceiro passo, deve ser deduzida a subfunção do componente faltante, onde o maior foco deste passo são as mudanças em qualquer grau de liberdade durante a operação. Tal mudança

é crítica na determinação da funcionalidade do ST;

5) Substituir o componente e repetir o procedimento. Substituir o componente e repita o procedimento “N” vezes, onde N é o número de componentes do sistema (ou subsistema) do ST

17

A desmontagem deve ser realizada em todos os componentes do ST. Porém, não devem ser desmontados os componentes comerciais, como manômetros, comandos elétricos e eletrônicos.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 52

em análise. Os resultados devem ser documentados em uma tabela e o componente deve ser novamente montado;

6) Organizar as funções do ST numa árvore de funções, pelo agrupamento das funções identificadas no quinto passo. das informações da desmontagem (Quadro 4.13) que também inclui as informações da lista de materiais (BOM – Bill of Materials).

Os resultados obtidos são registrados no quadro de sistematização

Informações da lista de materiais

(BOM – Bill of Materials)

Informações do procedimento SOP

Imagem do componente

Nome do componente

Materiais e dimensões

Fornecedor do componente

Massa unitária

[g]

Efeitos da remoção

Sequência de desmontagem

Funções associadas

Quadro 4.13. Quadro de informações da desmontagem (SID).

Para preencher o Quadro 4.13, é produzida, pelo menos, uma fotografia do componente removido, é medida a massa e as dimensões externas, o material e a quantidade de cada componente no ST. Também

é registrada a sequência de desmontagem de todos os componentes removidos para se ter acesso ao componente em análise. Depois, o ST é acionado sem este componente (mas tendo os demais montados), de onde se avalia os efeitos da remoção e funções prováveis (deduzidas pelos efeitos da remoção), o tipo do componente

18

(U, uso; ou E, estima) e a importância do componente (A, primário; ou B, secundário).

Neste caso, um componente é classificado como sendo de uso (U) quando é notada perda de funcionalidade ou uso do sistema a partir da remoção deste, enquanto um componente de estima (E) tem finalidade estética, mas incrementa a atratividade comercial deste (caso das faixas, emblemas ou adesivos decorativos no próprio sistema). A remoção de um componente primário (A) afeta diretamente as funções principais do sistema, enquanto os componentes secundários (B) afetam funções de apoio à estas funções principais. Esta classificação auxilia a equipe de

ER na seleção das funções mais importantes, que devem ser priorizadas.

18

Vide tais denominações nas abordagens de Csillag (1991), Baxter (2000, p.201), Sato e

Kaufman (2005, p.39) e Kaufman e Woodhead, 2006, p.55).

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 53

Então, o componente removido é montado no ST para reiniciar a análise em outro componente. O preenchimento do quadro SID deve ser realizado por uma equipe multidisciplinar, para aumentar a precisão das análises em cada componente, principalmente quanto às suas funções.

Ao finalizar as atividades individuais com os componentes do ST,

é feita a desmontagem completa do ST, para posicionar os componentes em vista explodida e registrar com recursos audiovisuais. Assim, são identificados os códigos dos componentes, no Quadro 4.13, e são anexadas etiquetas de identificação em cada componente. O ST permanece desmontado no final, para ser analisado fisicamente.

Na sequência, são identificados os princípios de solução

19

dos componentes do ST, onde Pahl et alii. (2007, p.181) sugerem que sejam priorizadas as funções principais do componente. Assim, se identifica a função mais importante

20

de cada componente no Quadro 4.13, e analisa-se o princípio de funcionamento dele, deduzido a partir do efeito da remoção do componente. No terceiro passo, tal funcionamento é

21 comparado com os principais efeitos físicos do Quadro 4.14.

Efeitos físicos

Mecânico

Hidráulico

Manifestações (aplicações)

Gravitação, inércia, força centrípeta

Hidrostática, hidrodinâmica

Pneumático Aerostática, aerodinâmica

Elétrico Eletrostática, eletrodinâmica, indutiva, capacitiva, piezo elétrica,

Magnético

Ótico transformação elétrica, retificação

Ferromagnética, eletromagnética

Reflexão, refração, difração, interferência, polarização, infra vermelho, visível, ultra violeta

Térmico Expansão, efeito bimetálico, absorção de calor, transferência de calor, condução de calor, isolamento térmico

Químico

Nuclear

Biológico

Combustão, oxidação, redução, dissolução, combinação, transformação química, eletrólise, reações exotérmicas e endotérmicas

Radiação, isótopos, fonte de energia

Fermentação, putrefação, decomposição

Quadro 4.14. Tipos de efeitos físicos (adaptado de Pahl et alii., 2007, p.94).

19

Vide a definição de princípio de solução no Quadro A.2, no Apêndice A.

20

Nos ST com muitas funções, pode ser utilizado o diagrama de Mudge (DMG, vide Mudge,

1971 e Kaufman e Woodhead, 2006, p.136) para identificar as funções mais importantes do

ST, caso a equipe de ER queira priorizá-las durante a identificação dos princípios de solução.

21

Segundo Pahl et alii. (2007, p.181), os princípios de funcionamento devem refletir o efeito necessário para satisfazer uma função, bem como as características geométricas e de material.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 54

Como apoio ao terceiro passo, podem ser utilizados catálogos de efeitos, conforme mostrado no Apêndice B, de onde são comparados os princípios de funcionamento do componente com os efeitos cadastrados.

Pode ainda ser utilizado o Quadro 4.15, a partir das informações dos componentes, no quadro 4.13.

Nome do componente

Imagem do componente

Funções

Efeitos físicos

Portador do efeito

Princípio de solução

Quadro 4.15. Quadro de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP).

No Quadro 4.15 cada componente é avaliado em relação às funções citadas no quadro Quadro 4.13, considerando ao menos a função principal do mesmo. Então, a equipe de ER compara a função (e o princípio de funcionamento) de cada componente com os efeitos registrados no Quadro 4.14 e no catálogo de efeitos (vide exemplo no

Apêndice B), de onde são identificados os efeitos físicos presentes no componente. Com isto, são ainda identificados os portadores do efeito,

(partes do componente onde os efeitos estão inseridos) dos componentes mais complexos.

Com base nos efeitos, são consultados os princípios de solução registrados na base de dados, visando identificar aqueles que melhor representam o funcionamento do componente, de cada função. Na BD, os PS ainda podem ser consultados a partir das funções. Porém, se na

BD não houver um PS relacionado ao funcionamento do componente, é gerado um princípio de solução que considera as informações do ST analisado na ER.

Assim, pode ser dito que a identificação dos PS dos componentes

é essencialmente um processo de avaliação da similaridade de operação dos PS e dos componentes. Na BD, ficam disponíveis as informações dos PS, visando favorecer a geração das concepções do ST (no projeto conceitual), bem como a definição das necessidades e especificações dos novos ST (no projeto informacional), dados de dimensões, materiais, acabamento superficial, entre outras (para as fases de projeto preliminar e detalhado). Logo, além das funções, a identificação dos PS é uma das mais importantes contribuições desta sistemática de ER.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 55

Após terem sido identificados os princípios de solução dos componentes, é representada a concepção do ST avaliado numa matriz morfológica. Tal representação é útil quando são comparados os princípios de solução do ST avaliado com aqueles dos ST similares, das funções identificadas. Assim, pode ser notado se as tecnologias do ST estão obsoletas e ainda identificar as tendências tecnológicas dos ST do mercado pretendido. As concepções da matriz morfológica são registradas no relatório do projeto de ER, e servirão para orientar os novos sistemas. Desta forma, é encerrada a segunda fase.

4.5. FASE 3. ORIENTAÇÕES PARA A PROJETAÇÃO

Na terceira fase (Fig. 4.5), são sugeridas orientações para a projetação dos novos sistemas. Para tal, foram propostas duas atividades: recomendações para a projetação dos ST e encerramento do

projeto de ER. Ambas serão detalhadas nas seções que seguem.

Solicitação de ER (SER)

Plano do projeto de ER

Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU)

Manual de instruções do ST (MIN)

Matriz preço-valor (MPV)

Quadro análise das condições de recebimento do ST (CRS)

Quadro de caracterização dos sistemas técnicos (CST)

Dados e análise das condições de interface usuário-ST

Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS)

Quadro SID

Vista explodida do ST (VES)

Princípios de solução dos componentes do ST

Matriz morfológica (MMF)

3.1. Recomendações para os projetos similares

BD, ESS, RPS

Quadro com as especificações de projeto dos ST similares

àquele analisado na ER (ESS)

Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS)

Comparação das funções dos

ST similares (CFN)

Solicitação de ER (SER)

Todos os resultados do projeto de ER

3.2. Encerrar o

projeto de ER

Relatório do projeto de ER

Base de dados (BD) da organização preenchida com os dados obtidos no projeto de ER realizado

Figura 4.5. Atividades da fase 3: orientações para a projetação.

No Quadro 4.16, estão os meios recomendados para auxiliar as atividades da terceira fase.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 56

Sigla Meio

BD Base de dados de projetos

Origem

Apêndice A desta tese

Atividades vinculadas

1.2, 1.3, 2.1,

2.3, 2.4, 2.5,

2.6, 2.7, 3.1

3.1 DFA Quadro com recomendações de projeto para a montagem, do inglês,

Design for Assembly.

ESS Quadro com as especificações de projeto dos ST similares

Andreasen et alii.

(1988)

Proposto nesta tese 3.1

RPS Quadro com recomendações para o projeto dos ST

Proposto nesta tese 3.1

Quadro 4.16. Meios de apoio da fase 3.

4.5.1. Atividade 3.1. Recomendações para a projetação dos ST

A atividade 3.1, recomendações para a projetação dos ST, visa gerar informações que orientem e auxiliem a execução das atividades de projetação dos novos sistemas, com ênfase na fase de projeto conceitual, a partir dos resultados das atividades da fase 2 da sistemática de ER. As recomendações típicas são mostradas no Quadro 4.17.

Quadro 4.17. Recomendações típicas de projetação dos ST (RTP).

Entradas

Solicitação de ER (SER)

Plano do projeto de ER

Comentários

Os resultados obtidos na ER são comparados com o que foi solicitado na SER. Não gera recomendações, mas orienta as demais recomendações

Os resultados obtidos na ER são comparados com o que foi definido no plano do projeto

Recomendações típicas

Não atua diretamente nas fases de projetação, mas auxilia na avaliação das novas SER

Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU)

Manual de instruções do ST

(MIN)

As características dos usuários auxiliam na definição das necessidades dos usuários

O manual tem especificações técnicas, instruções de uso do

ST e orientações de assistência técnica, que podem ser tidas como referência aos novos ST

Não atua diretamente nas fases de projetação, mas auxilia na fase de planejamento dos

projetos de PDP

Quadro com especificações de projeto dos ST similares àquele analisado na ER (ESS)

- Quadro com especificações de projeto dos ST similares

àquele analisado na ER (ESS), utilizado nas fases de projeto informacional e preliminar;

- Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS).

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 57

Continuação do Quadro 4.17.

Quadro de análise das condições de recebimento do

ST (CRS)

Entradas

Matriz preço-valor (MPV)

Quadro de caracterização dos sistemas técnicos (CST)

Dados e análise das condições de interface usuário-ST

Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS)

Quadro de informações da desmontagem (SID)

Princípios de solução dos componentes do ST

Comentários

A MPV mostra os critérios de avaliação considerados pelos clientes do ST, com as notas obtidas, para cada ST similar

O quadro CRS sintetiza as condições de recebimento do

ST (como o usuário recebe): necessidade de montagem e de regulagem, embalagem.

Além das especificações técnicas, há os modos de falha e de interação externa do ST

Recomendações típicas

Recomendações de projetação priorizando os critérios de avaliação da MPV com maior peso e nota entre os clientes

Recomendações de projetação considerando os pontos fortes do ST avaliado, em relação à montagem e regulagem, embalagem, instruções.

- Quadro com especificações de projeto dos ST similares

àquele analisado na ER (ESS), utilizado nas fases de projeto informacional e preliminar.

Dos resultados da análise das condições de interface entre o usuário e o ST, são definidas condições otimizadas de interação (ergonomia)

- Melhoria das condições de interação entre usuário e ST: postura e esforços físicos do usuário, interface dos comandos do ST, entre outros;

- Ações que mitiguem os modos de falha do ST avaliado.

O desempenho do ST é avaliado em relação aos dados

- Quadro com especificações de projeto dos ST similares publicados no manual (MIN) e aos modos de falha. São ainda sugeridas recomendações das

àquele analisado na ER (ESS), utilizado nas fases de projeto informacional e preliminar; condições de uso apropriado do - Quadro com recomendações

ST, para a melhor eficácia.

O quadro SID tem as soluções de projeto do ST, mediante a desmontagem. Considera as funções, os princípios de solução e as características técnicas de cada componente

Os princípios de solução de projeto dos ST (RPS).

- Características de cada componente do ST: dimensões, materiais e imagens; as funções e os princípios de solução;

- Comparação das funções dos

ST similares (CFN).

Sugerir novos princípios de identificados no projeto de ER solução para as funções podem ser propostos nos novos

projetos de ER da organização existentes na base de dados, o que amplia o campo de busca de soluções para os novos ST

Matriz morfológica (MMF) Mostra as funções do ST e os princípios de solução nele adotados, os quais combinados representam a concepção

- Alguns princípios de solução do ST avaliado podem ser sugeridos no projeto do novo

ST, para uma dada função;

- Nas funções importantes do

ST avaliado, são comparados os princípios de solução nelas adotados com os princípios de solução utilizados pelos ST similares nas mesmas funções

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 58

Conforme mostrado no Quadro 4.17, cada escopo de projeto de

ER pode gerar vários resultados de ER. A projetação dos ST similares

(novo ST ou aperfeiçoamento) aproveitam mais os resultados da análise física de ER num ST específico, pois muitas das informações obtidas e as recomendações geradas serão exploradas quase diretamente. Porém, os ST de outros segmentos podem se beneficiar das informações mais abstratas e genéricas das soluções de projeto do ST (funções, princípios de solução e características dos componentes), estimulando a inserção de inovações em ambas as formas.

No Quadro 4.17, foram citadas as especificações de projeto, as quais podem ser listadas no Quadro 4.18.

Especificação de projeto Unidade Quantidade

Quadro 4.18. Quadro com as especificações de projeto para os ST similares àquele analisado na ER (ESS).

O Quadro 4.18 se assemelha intencionalmente com a lista de especificações técnicas gerada ao final da fase de projeto informacional, a fim de orientar os projetistas. As demais recomendações, de acordo com o escopo do projeto de ER em questão e a SER, são inseridas no quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS, Quadro 4.19).

1

Categoria de análise

Subsistema do ST

Recomendações de projeto do ST

2

3

Quadro 4.19. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS).

No Quadro 4.19, cada recomendação é identificada pela categoria

(desempenho, segurança, ergonomia, materiais, desmontagem, funções do ST e princípios de solução) e ao subsistema relacionado. Com isto, os projetistas podem consultar diretamente as recomendações de interesse, a respeito de um subsistema específico, ao invés de procurar as recomendações numa lista. Por exemplo, uma recomendação

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 59

relacionada à priorização de funções de um aparador de grama pode ser assim inserida no quadro RPS:

Categoria de análise: funções do ST;

Subsistema do ST: todos;

Recomendação: priorizar as funções de corte

(grama) e segurança do usuário, mas considerar as funções: proteger o motor do superaquecimento e favorecer a ergonomia (apoiar e movimentar o

ST). Ambas as funções estão relacionadas aos principais modos de falha dos aparadores domésticos.

Além das recomendações inseridas no Quadro 4.19, podem ser sugeridas recomendações de projeto para a montagem (DFA, Design for

Assembly, Andreasen et alii., 1988), as quais apresentam boas práticas a serem consideradas nos novos ST. Também podem ser consideradas as recomendações associadas às imagens ilustrativas (desenhos e fotografias), com uma breve descrição, para auxiliar na compreensão dos conceitos envolvidos nas recomendações. Disto, parte-se para a atividade 3.2, encerrar o projeto de ER.

4.5.2. Atividade 3.2. Encerrar o projeto de ER

Como o próprio nome sugere, na atividade 3.2, encerrar o projeto de ER, envolve a elaboração de um relatório do projeto de ER, onde devem ser registrados todos os procedimentos adotados no projeto bem como os resultados obtidos e recomendações para projetos similares futuros (auxilia a orientar a execução dos novos projetos).

Este relatório, de caráter mais gerencial, é entregue à coordenação da organização para registrar o que foi feito, como foi feito e a demanda de recursos. Se for necessário, outros profissionais também podem recebê-lo, a fim de orientar novos projetos de ER e obter informações que não foram disponibilizadas

22

na base de dados da organização.

Desta maneira, é concluído o projeto de ER. Conforme citado no início deste capítulo, foi gerada uma estrutura integrada de ER

(Apêndice C), a qual visa agrupar todas as análises e resultados de ER, bem como servir de referência para a execução das análises de ER.

22

Muitos resultados dos projetos de ER são disponibilizados na base de dados, cujo acesso é restrito aos profissionais autorizados pela coordenação, por questão de sigilo industrial.

Capítulo IV. Sistematização do Processo de Engenharia Reversa 60

4.6. CONSIDERAÇÕES

Neste capítulo, foram descritas as principais considerações sobre as fases da sistemática de ER e da base de dados. Foi notada a importância da formalização do processo de ER, em termos culturais

(como prática da organização), e de métodos e ferramentas de apoio ao processo, propriamente ditos.

Para evitar que o processo de ER fosse visto como moroso pelos projetistas foram adotados mecanismos de apoio práticos e objetivos, na forma de métodos e ferramentas, onde as informações obtidas pudessem ser facilmente inseridas e consultadas, tornando o Processo de

Desenvolvimento de Produtos (PDP) mais ágil. Assim, foi elaborada uma estrutura de base de dados (BD) que pudesse incorporar as informações da ER, inseridas de forma independente e em paralelo com o processo de projeto, para auxiliar nas decisões no PDP.

A sistemática de ER e os seus meios (incluindo a BD) podem ser utilizados em todas as fases do PDP, mas foi direcionado à fase de projeto conceitual, por escopo da tese. Assim, as pesquisas futuras podem ser direcionadas às demais fases do PDP, para ampliar as áreas de atuação da sistemática de ER, bem como ampliar as informações disponíveis na BD. Pode também haver a implementação computacional da BD, automatizando o processo de consulta das informações.

Contudo, neste capítulo foi mostrado o potencial da sistemática e da base de dados, para auxiliar na proposição de outros modelos afins e na geração de conhecimento organizacional sobre os ST.

CAPÍTULO V. AVALIAÇÃO DA PESQUISA

Neste capítulo, são apresentados os procedimentos de avaliação da sistemática de engenharia reversa e da estrutura da base de dados, perante os especialistas e alunos. Ao final, são mostrados os resultados.

Para avaliar a sistemática de ER, também foi prevista a aplicação em exemplos de sistemas técnicos comuns, citados na lista do Quadro

5.1. Um sistema será objeto de uma análise completa, para ilustrar todo o potencial da sistemática (enviado aos avaliadores externos). Outro será parcial, para ser utilizado nas avaliações presenciais. Para selecionar os

ST, foram considerados os seguintes critérios: a) Contribuição para a pesquisa: possibilidade de comparar o ST selecionado com os de outras áreas de conhecimento, para avaliar as diferenças de conceitos e de soluções. Visa facilitar a proposição dos princípios de solução para as funções do ST; b) Complexidade: áreas de conhecimento envolvidas, número de componentes e a necessidade de estudos complementares para entender o funcionamento do sistema; c) Tempo para realizar o estudo: compreender o funcionamento do sistema, bem como obter e registrar as informações; d) Fonte: aquisição, doação, empréstimo ou locação.

Equipamento

Aparador de grama Alta (simples e doméstico boa variação)

Compressor de refrigerador

Compressor compacto

Condicionador de ar doméstico

Baixa (pouca variação)

Baixa (pouca variação)

Baixa (pouca variação)

Baixa 1 mês/ unidade

Alta 2 meses/ unidade

AQ (loja)

DO (Patrimônio

UFSC e empresa)

Baixa 2 semanas/ AQ (loja) unidade

Alta 2 meses/ unidade

DO (Patrimônio

UFSC)

Freio automotivo com disco

Baixa (pouca variação)

Média 2 meses/ unidade

AQ (ferro velho)

Quadro 5.1. ST candidatos à análise física da sistemática de ER.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 62

Para a execução do exemplo completo de análise física, foi selecionado o aparador de grama (vide o Apêndice E). Para o exemplo parcial, foi selecionado o compressor compacto (vide o Apêndice F), pela simplicidade, favorecendo o uso da sistemática nas avaliações presenciais, com base na apresentação do material de avaliação. Os itens seguintes mostram as fases do processo de avaliação.

5.1. PLANEJAMENTO DO PROCESSO DE AVALIAÇÃO

No processo de avaliação, foram previstos dois procedimentos simultâneos e complementares entre si, vistos na Fig. 5.1.

Avaliação à distância dos especialistas em PDP

Exemplo de análise física integral do aparador de grama (Apêndice E)

Avaliação presencial dos especialistas e usuários

Capacitação individual dos envolvidos no uso da sistemática de ER

Envio do material de avaliação para os especialistas em PDP

Análise dos resultados obtidos

Caso prático de análise física parcial do compressor (Apêndice F)

Figura 5.1. Visão conceitual do procedimento de avaliação.

Conforme mostra a Fig. 5.1, as duas formas de avaliação são: a) Avaliação à distância dos especialistas no PDP; b) Avaliação presencial dos usuários da sistemática de ER.

Na primeira forma, os especialistas no PDP foram selecionados por serem importantes usuários dos resultados da sistemática, o que aumenta a precisão da avaliação. Foi desenvolvido um material de avaliação, baseado no exemplo da análise física integral do aparador

(Apêndice E), com exemplos de campos preenchidos da estrutura da base de dados (Apêndice D). Ao final, há um questionário (Apêndice G) que deve ser preenchido. O material foi enviado para dez especialistas, via correio eletrônico, dos quais cinco responderam (veja o Quadro 5.4).

Na segunda forma, foram executados dois modos de avaliação presencial: um modo com dois grupos de estudantes que conheciam metodologia de projeto (conforme abordado no segundo capítulo da tese), e no outro modo, com um grupo que não conhecia metodologia.

Ambas as formas de avaliação presencial foram detalhadas na seção 5.2.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 63

Os critérios de avaliação, adotados no questionário, se basearam nos requisitos de modelagem citados no Quadro 5.2.

Critérios de avaliação

1

Desenvolver maneiras para que, durante o processo de ER, seja auxiliada a identificação e descrição das funções e dos princípios de solução dos ST existentes;

2

Ser permitida a comparação dos ST similares, bem como a inserção de funções e de princípios de solução de diversas

áreas de conhecimento

Segundo capítulo da tese (considerações finais)

Fonte

3

Apesar do foco na fase de projeto conceitual, o modelo de ER e a base de dados devem considerar a necessidade de cada organização, mediante a possibilidade de inserir informações das outras fases do PDP, ou realizar a adequação da fase de projeto conceitual, se for preciso.

4

O processo de ER deve considerar as principais atividades comuns sugeridas nas abordagens de ER do terceiro capítulo, as quais devem ser avaliadas quanto à adequação ao contexto da fase de projeto conceitual.

5

A sistematização do processo de ER deve considerar formas

Terceiro capítulo da tese (considerações finais) padronizadas de modelagem de informações da literatura, para facilitar a realização de modificações futuras na sistemática de ER e na base de dados (BD). As mudanças podem ser necessárias para adequar a sistemática de ER à realidade das organizações, em termos das fases do PDP, das atividades da sistemática de ER e dos meios de apoio.

Quadro 5.2. Requisitos de modelagem da sistemática de ER.

No Quadro 5.2, foram sublinhadas frases de cada requisito, pois foram identificadas como elementos que favorecem a avaliação da sistemática e da estrutura da base de dados. Por exemplo, no primeiro requisito, foi destacado: “auxiliada a identificação e descrição das funções e dos princípios de solução dos ST existentes.” Indica o desejo de auxiliar os processos de identificação e descrição das funções e princípios de solução dos ST existentes, pois os projetistas utilizarão tais informações no projeto dos ST, principalmente aqueles similares ao ST analisado. Neste caso, foi sugerido o critério de avaliação: “facilidade de identificação das funções e princípios de solução dos ST existentes”.

Dos requisitos, foram gerados critérios de avaliação. Conforme mostra o Quadro 5.3, cada critério de avaliação gerou uma questão, cujas respostas admitiram três níveis: atende totalmente (AT); atende parcialmente (AP); e não atende (NA).

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 64

Requisito

1

Critérios Questões

1 Facilidade de identificação O método auxilia na identificação e das funções e princípios de descrição das funções e princípios de solução dos ST existentes solução dos objetos físicos?

2

2 Possibilidade de comparação dos ST similares

A sistemática e a base de dados (BD) permitem a comparação de dados, funções e princípios de solução de diversos ST?

3

4

5

6

2 Possibilidade de inserção de funções e princípios de solução de diversas áreas

3 Considerar a necessidade de cada organização

3 Possibilidade de inserção de informações de outras fases do PDP

4 Adequação da sistemática e da BD à fase de projeto conceitual

Foi notado se a estrutura da BD permite a inserção de funções e de princípios de solução de qualquer área de conhecimento?

A sistemática e a BD podem ser adequadas

à realidade de cada organização?

A sistemática e a BD permitem a inserção de informações de outras fases do PDP

(além do projeto conceitual)?

A sistemática e a BD estão adequadas ao contexto da fase de projeto conceitual?

7

8

9

10

5 Facilidade de modificar a sistemática de ER e a BD

* Clareza e objetividade

(conformidade)

* Meios de apoio

* Nível de detalhamento

Na sua percepção, a sistemática e a BD podem ser facilmente modificadas?

A sistemática e a BD se mostram de forma clara e objetivas, no âmbito da ER?

Os meios de apoio e ferramentas auxiliam significativamente as atividades de ER?

O detalhamento do processo de ER está adequado para uma sistemática de referência?

Quadro 5.3. Questões de avaliação.

Conforme o Quadro 5.3, além dos critérios oriundos dos requisitos do Quadro 5.1, foram propostos mais três critérios. Um deles trata do auxílio dos meios de apoio às atividades de ER, e os demais são critérios de avaliação genéricos para modelos de referência, propostos por Ross (1977), citado por Vernadat (1996), em Romano (2003, p.50).

Após definir as questões, foram sugeridos alguns participantes do processo de avaliação, sendo ambos apresentados nos itens que seguem.

5.2. AVALIAÇÃO DA SISTEMÁTICA DE ER

Os procedimentos de avaliação foram realizados com os especialistas externos e os grupos de usuários, conforme mostrado nas seções seguintes.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 65

5.2.1. Avaliação à distância dos especialistas no PDP

Foram sugeridos especialistas no processo de desenvolvimento de produtos (PDP), que trabalham na iniciativa privada e professores universitários, onde ambos os perfis devem ter significativo domínio das atividades e ferramentas da fase de projeto conceitual. Assim, eles podem avaliar as contribuições efetivas da sistemática de ER e da base de dados à fase de projeto conceitual.

Estes especialistas, citados no Quadro 5.4, participaram de forma espontânea, sem remuneração. Dez especialistas receberam o material de avaliação e tiveram sete dias para devolver o questionário, dos quais cinco (50%) participaram.

5.2.2. Avaliação presencial dos usuários

Na avaliação presencial, foram previstos dois modos de avaliação presencial: um modo com dois grupos de estudantes que conheciam metodologia de projeto (conforme abordado no segundo capítulo da tese), e no outro modo, com um grupo que não conhecia metodologia.

As características dos três grupos podem ser vistas no Quadro 5.5. Tal diferenciação objetivou avaliar a influência do conhecimento prévio dos usuários sobre metodologia de projeto, mesmo que o baixo número de participantes não permitisse uma análise estatística adequada.

No primeiro modo, participaram dois grupos de alunos de graduação em engenharia mecânica, com conhecimento de metodologia de projeto. O grupo U1 teve dois integrantes de uma equipe SAE

Aerodesign, e o grupo U2, três integrantes de uma equipe SAE Formula.

Foram preferidos alunos destes projetos integradores, pois possuem experiência com as atividades de projetação e podem utilizar a sistemática de ER nas atividades de seus projetos, o que se configura como uma contribuição indireta da pesquisa.

Como os integrantes destes grupos tinham conhecimento prévio de metodologia, assistiram uma apresentação do material de avaliação

(exemplo do aparador), em momentos distintos, para capacitá-los no uso da sistemática. Depois, foi informada a solicitação de ER dada (Quadro

F.1) e entregue ao grupo o compressor citado no Apêndice F, junto com os equipamentos de desmontagem necessários e uma câmera fotográfica, e ainda a estrutura integrada de análises de ER (Fig. C.2), em formato ABNT A0. Então, os participantes executaram um projeto demonstrativo de ER, seguindo as etapas da estrutura da Fig. C.2, conforme a solicitação de ER.

Origem Perfil do especialista

Contato com as atividades do projeto conceitual

01 Professor de uma escola técnica e superior (SENAI) mecânicos, manutenção, ergonomia e disponibilidade de máquinas.

Coordenador/Professor dos Cursos: Superior de Tecnologia em Manutenção

E.01. Possui graduação em Engenharia de Produção Mecânica e mestrado em

Engenharia Mecânica. Atua principalmente nos seguintes temas: Projetos

Teve contato com a metodologia de projeto e a fase de projeto conceitual durante o mestrado. Coordena os projetos no SENAI usando as fases e

02 Diretor de uma empresa privada de comércio eletrônico

03 Projetista numa empresa privada

(metal mecânica)

Industrial e Técnico em Eletromecânica, pelo SENAI-SC.

E.02. Possui graduação em Engenharia Mecânica e mestrado em Engenharia

Mecânica. Diretor de uma empresa de comércio eletrônico. Tem experiência nas áreas de usinagem, gestão de pessoal e coordenação de contratos. as ferramentas da metodologia.

Teve contato com a metodologia de projeto e a fase de projeto conceitual durante o mestrado. Acompanha pesquisas da engenharia mecânica.

E.03. Possui graduação em Engenharia Mecânica e mestrado em Engenharia

Mecânica. Atualmente é professor dos cursos de graduação e pós-graduação

Teve contato com a metodologia de projeto e a fase de projeto conceitual das Faculdades Anhanguera, unidades I e II de Joinville-SC e coordenador de no mestrado, onde foi aplicado o projetos de produtos da empresa Schulz S.A., divisão compressores. Tem QFD e o FMEA nas atividades de experiência na área de Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção, com

ênfase em desenvolvimento de produtos, gerenciamento de projetos, refrigeração e aplicação de ferramentas e metodologias de projeto de produto.

E.04. Possui graduação em Engenharia Industrial e mestrado em Engenharia projetação da empresa Schulz.

Teve contato com a metodologia de 04 Pesquisadora em uma universidade Mecânica. Doutoranda em Engenharia Mecânica. Áreas de trabalho: pública desenvolvimento de novos produtos (projeto e gerenciamento), mapeamento tecnológico, análise de mercado e gestão da inovação tecnológica. projeto e a fase de projeto conceitual no mestrado e doutorado, além dos projetos de pesquisa que participou.

Quadro 5.4. Perfil dos especialistas que participaram da avaliação à distância.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 67

Continuação do Quadro 5.4.

Origem

05 Professor de escola técnica

(IFSC –

Araranguá/SC)

Perfil do especialista

E.05. Técnico em Mecânica de Precisão, graduado em Engenharia de

Produção Mecânica e mestrado em Engenharia Mecânica. Atuou como

Engenheiro de Produto na Bosch Rexroth e na Embraco. Professor do

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, no campus Araranguá. Tem experiência na área de Engenharia de Produção, com ênfase em Desenvolvimento de Produto, atuando principalmente nos seguintes temas: metodologia de desenvolvimento de produto, projeto de produto, equipamentos para maricultura e produtos inclusivos.

Contato com as atividades do projeto conceitual

Teve contato com a metodologia de projeto e a fase de projeto conceitual no mestrado. Orienta projetos de pesquisa e extensão sobre projetos de máquinas utilizando metodologia de projeto.

Perfil do grupo participante

Dois alunos de graduação em

Engenharia de Produção

Mecânica da UNOESC

Joaçaba/SC. Integrantes da equipe SAE Aerodesign.

Três alunos de graduação em

Engenharia Mecânica da UFSC

Florianópolis/SC. Integrantes da equipe SAE Formula.

Contato com as atividades do projeto conceitual

Estudaram metodologia de projeto na disciplina de projeto de produto, na graduação.

Desenvolveram uma aeronave com base nas metodologias de

Rosa (2006) e Back et alii.

(2008).

Origem dos integrantes do grupo

Universidade privada

(graduação em

Engenharia de

Produção

Mecânica da

UNOESC

Joaçaba/SC)

Universidade Estudaram metodologia de projeto na disciplina de metodologia de projeto de produto, na graduação, onde desenvolveram um projeto didático na disciplina. Também estão aplicando a metodologia de projeto no desenvolvimento de um veículo SAE Formula. pública

(graduação em

Engenharia

Mecânica na

UFSC)

Três alunos de graduação em

Engenharia de Produção

Não tiveram contato prévio com metodologia de projeto.

Mecânica da UNOESC

Joaçaba/SC. Um aluno do curso

Dois trabalham em áreas relacionadas ao técnico em Mecânica do IFC campus Videira/Luzerna. desenvolvimento de produtos em empresas da região meio oeste catarinense. Os outros dois atuam na área de manutenção e analisam produtos concorrentes.

- Universidade privada

(graduação em

Engenharia de

Produção

Mecânica da

UNOESC

Joaçaba/SC);

- Escola Técnica

Federal (pública)

Quadro 5.5. Perfil dos grupos de usuários participantes.

Os grupos U1 e U2 conseguiram executar com relativa facilidade a análise parcial de engenharia reversa, cujo foco foi a análise física de soluções de projeto do compressor selecionado. Porém, para que os conceitos pudessem ser compreendidos em menor tempo, foi sugerida a execução das análises mais complexas somente em alguns componentes, conforme visto no Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID), Quadro F.5. Em ambos os grupos, as dúvidas mais frequentes foram relacionadas à localização das planilhas na Fig. C.2, pois as etapas da sistemática já estavam descritas.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 69

Foi notada dificuldade na identificação dos efeitos relacionados aos componentes do ST, no Quadro SID (Quadro F.5), mesmo tendo uma base de dados de efeitos disponível para consulta. Isto em parte é explicado pela dificuldade dos alunos em abstrair os conceitos presentes nos fenômenos que descrevem o funcionamento de tais componentes, conforme citado no segundo capítulo da tese. Entretanto, com o passar do tempo, os usuários da sistemática tendem a obter mais experiência com estes conceitos mais abstratos, onde passarão a associar com mais facilidade as características dos componentes aos respectivos efeitos.

Desta forma, foi encerrado o primeiro modo de avaliação presencial.

O segundo modo foi realizado com o grupo U3, composto de quatro participantes sem conhecimento prévio de metodologia de projeto, conforme descrito no Quadro 5.5. Teve duas etapas distintas:

1) Análise do compressor sem orientação prévia;

2) Análise do compressor de acordo com as orientações da sistemática de ER.

Inicialmente, o grupo U3 recebeu o mesmo compressor do estudo do Apêndice F (e do primeiro modo de avaliação), nas condições em que foi adquirido (devidamente embalado), mas tiveram liberdade de escolher as ferramentas de análise. Esta liberdade objetivou não influenciar nas análises que julgaram importantes, pois eles poderiam executar análises por dedução, a partir de alguma ferramenta sugerida pela equipe de pesquisa. Como pode ser visto, as principais ferramentas que utilizaram foi: máquina fotográfica, chave de fenda, alicate e trena.

A análise do grupo U3 foi realizada numa noite de quinta-feira, a qual teve seis etapas: análise da embalagem, medições, desmontagem, montagem, teste prático e finalização. Na primeira etapa, análise da embalagem, iniciada às 21:15h, foi notado que a embalagem continha todos os itens especificados (compressor, manual e bicos adaptadores), e informações importantes, tais como: a) Pressão máxima de trabalho: 250 psi; b) Tensão DC: 12V; c) Utilidades: inflar pneus de automóveis, bicicletas ou motos, bóias, bolas, colchões de ar, botes e outros infláveis.

A Fig. 5.2 mostra a análise da embalagem realizada. A primeira etapa durou dez minutos no total, sendo concluída às 21:25h.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 70

Figura 5.2. Análise da embalagem do compressor: grupo U3.

Já a segunda etapa, de medições, iniciou às 21:25h e durou três minutos. Com uma trena, foram medidos: fio de energia (2,94m) e mangueira de ar (0,37m), conforme mostrado na Fig. 5.3.

Figura 5.3. Etapa de medições do compressor: grupo U3.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 71

A terceira etapa, desmontagem, iniciou às 21:28h, durou doze minutos e foi onde a equipe dedicou maior tempo e esforço de análise.

Nela, foram observados:

1) Desmontagem simples das carcaças (5 parafusos);

2) Não possui reservatório de ar;

3) Carcaças fabricadas com materiais reciclados (mostra o apelo ambiental);

4) Materiais de baixa resistência, utilização apropriada mais em casos de emergência, não uso habitual;

5) Risco de superaquecimento se for utilizado por muito tempo;

6) Descartável (sem reparos disponíveis caso estrague).

Durante a desmontagem, a equipe U3 analisou de forma subjetiva os componentes e os subsistemas, para avaliar a interação entre os componentes e se eles são resistentes ou descartáveis. Não foram feitas medições nos componentes, nem a identificação formal das funções deles. A Fig. 5.4 mostra o subsistema de compressão do compressor.

Figura 5.4. Desmontagem do compressor: grupo U3. Detalhe do subsistema de compressão.

Já a quarta etapa, de montagem, iniciou às 21:41h e foi concluída

às 21:50h. Objetivou a montagem do compressor (veja a Fig. 5.5).

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 72

Figura 5.5. Montagem do compressor: grupo U3.

Durante a montagem, foi observado que os ajustes das peças não possuem boa precisão, ou seja, as folgas tornam a montagem um pouco complexa. Isto não se torna um problema para o usuário do compressor, mas deve ser considerado numa produção seriada.

Depois da montagem, foi realizado um teste prático, como sexta etapa da análise, que iniciou às 21:52h. Nesta, o bico do compressor foi conectado ao bico de um pneu automotivo de medidas 205-65-R15, cuja calibragem inicial era 28 psi. O fio elétrico foi conectado à tomada

12VDC do veículo, o que acionou imediatamente o compressor (não tem botão para ligar). A Fig. 5.6 ilustra o teste prático.

Figura 5.6. Teste prático do compressor: grupo U3.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 73

Ao acionar o compressor, os integrantes do grupo U3 notaram muita vibração e ruído do compressor, seguido de superaquecimento.

Conforme mostrado na Fig. 5.6, devido à vibração, um integrante teve que segurar o compressor para evitar o desacoplamento do bico do pneu.

Ele notou que o manômetro do compressor pareceu impreciso e que foi necessário um tempo elevado para aumentar pouca pressão no pneu.

Isto não é conveniente para pneus vazios ou com baixa pressão, pois o compressor não pode ser utilizado de forma ininterrupta por mais de dez minutos, tendo pausas de trinta minutos para esfriar. Tal demora resulta do baixo volume da câmara de compressão, que se mostrou inadequado. Mesmo assim, foi notado que o comprimento da mangueira de ar e do fio da tomada são adequados para o uso do compressor. A quinta etapa foi encerrada às 22:08h.

A sexta etapa, de finalização, iniciou às 22:09h e teve duração de dois minutos. Compreendeu as atividades de limpeza e armazenagem do compressor e dos acessórios. Assim, pode ser notado que o grupo U3 concluiu as seis etapas da análise do compressor em 56 minutos.

Na tarde de sábado da mesma semana, foi realizada a segunda parte da avaliação presencial com o grupo U3. Iniciou às 13:52h e consistiu de uma apresentação sobre o processo de desenvolvimento de produtos (PDP), com foco na fase de projeto conceitual, para que os alunos pudessem entender melhor a aplicação da sistemática de engenharia reversa no âmbito desta tese. Na sequência, foi apresentada a sistemática de ER, com suas atividades e métodos de apoio, na forma de capacitação, a partir do material de avaliação (exemplo completo de análise física de ER de um aparador de grama).

Após a capacitação, que encerrou às 15:26h, o grupo U3 recebeu o mesmo compressor, a versão impressa do material de avaliação enviado aos especialistas de PDP, a estrutura integrada de análises de

ER (Fig. C.2), em formato ABNT A0, e ferramentas: chaves de fenda, câmera fotográfica, régua e uma balança digital (resolução de 1g). O momento inicial desta análise orientada pode ser visto na Fig. 5.7.

Nesta análise, os integrantes do grupo U3 receberam inicialmente a solicitação de ER (SER), de onde planejaram o projeto de ER em termos de definição de escopo (onde foram selecionadas as atividades de

ER), de cronograma e orçamento. Tal planejamento, junto com as demais atividades da análise parcial de ER, foi orientado pelos passos e respectivos métodos presentes na estrutura integrada de análises de ER

(Fig. C.2).

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 74

Figura 5.7. Início da análise do compressor utilizando a sistemática de

ER: grupo U3.

Como na solicitação de ER foi requisitada a análise das soluções de projeto do compressor, o grupo U3 partiu para a caracterização e desmontagem do compressor, conforme mostrado na Fig. 5.8.

Figura 5.8. Análise das soluções de projeto do compressor utilizando a sistemática de ER: grupo U3.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 75

A sistemática de ER orientou que a análise das soluções internas fosse realizada com base no SOP (procedimento de subtrair e operar), de onde foram identificados os componentes do compressor, bem como as dimensões, as funções e demais características dos componentes. Com isto, foram preenchidos os quadros (na estrutura integrada impressa que receberam): quadro de caracterização do compressor selecionado (CST), quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica

(SID), estrutura de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP) e a visão parcial da matriz morfológica do compressor avaliado (MMF). Após o procedimento SOP, fotografaram o compressor desmontado em posição de vista explodida, conforme indicado nos passos da sistemática de ER.

Depois da análise das soluções de projeto do compressor, foi iniciada a terceira fase da sistemática de ER, que trata das orientações de projetação. Nesta, o grupo U3 preencheu: quadro de recomendações de projetação dos ST (RTP), e o quadro com recomendações de projeto dos

ST (RPS). A análise de ER encerrou às 17:57h, tendo uma duração total de 2:31h (151 minutos). Ao final, o grupo U3 preencheu o questionário de avaliação da sistemática de ER, concluindo a participação deles.

Os resultados serão mostrados no próximo tópico. Cabe ressaltar que na avaliação presencial, nenhum dos grupos (citados no Quadro 5.5) teve contato prévio com o exemplo do compressor (Apêndice F), nem com o próprio compressor. Isso evitou o surgimento de resultados

“viciados”, com base em informações privilegiadas do Apêndice F. Foi apenas disponibilizada uma versão impressa do material de avaliação, com o exemplo de uma análise física completa de ER realizada num aparador de grama, objetivando lembrar as atividades de ER mostradas na apresentação da sistemática. Entretanto, nenhum dos grupos de avaliação presencial utilizou tal material, pois preferiram seguir somente os passos da sistemática e o aprendizado obtido na capacitação.

Em relação à execução do projeto parcial de ER, foi notado que os integrantes dos grupos U1, U2 e U3 conseguiram executar a análise física, seguindo os passos sugeridos na estrutura integrada de análises de

ER (Fig. C.2). O grupo U3 obteve resultados mais consistentes com esta análise estruturada de ER. Os resultados finais dos grupos são similares e pouco distorceram em relação ao que foi apresentado no Apêndice F.

No próximo tópico são mostrados todos os resultados da avaliação.

5.3. ANÁLISE DOS RESULTADOS DA AVALIAÇÃO

Todos os resultados dos questionários estão no Quadro 5.6.

Questões

Especialistas (E) e grupos de usuários (U)

Especialista E1 – Professor de escola técnica AT

Especialista E2 – Diretor de empresa privada AT

Especialista E3 – Projetista em empresa privada AT

Especialista E4 – Pesquisadora de universidade AT

Especialista E5 – Professor de escola técnica AP

AT

AT

AT

AT

Grupo U1: SAE Aerodesign UNOESC Joaçaba AT

AT

AT

Grupo U2: SAE Formula UFSC Florianópolis

Grupo U3: alunos sem conhecimento de metodologia de projeto

AT

AT

AT

AT

Legenda:

AT (atende totalmente); AP (atende parcialmente); NA (não atende)

AT

AP

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

Quadro 5.6. Resultados das análises dos usuários (U) e especialistas (E).

AT

AP

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AP

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

AT

A maioria das respostas no Quadro 5.6 indica que a sistemática e a estrutura da base de dados atendem totalmente

23

todos os critérios de avaliação. A seguir, serão citadas algumas respostas dos avaliadores, em relação aos critérios que julgaram não atender totalmente.

Na questão 1, que trata do auxílio do método na identificação e descrição das funções e princípios de solução dos objetos físicos, o especialista E5 classificou como atendimento parcial, comentando:

Auxilia sim, sem dúvida, mas fiquei com dúvidas em relação à aplicabilidade, em função da quantidade de recursos necessários na fase conceitual para aplicá-la (recursos humanos e tempo necessário para análise da ER; parece tomar muito tempo).

Na questão 3, da inserção de funções e princípios de solução, o especialista E2 considerou “atendimento parcial” e sugeriu [sic]:

Não tem que atender totalmente. A estrutura teria que ser extremamente flexível e inteligente para se adaptar as particularidades dos mais diversos tipos de produto e de atributos de seus componentes. Uma estrutura deste tipo estaria, na maioria dos casos, superdimensionada para a aplicação. Penso que na prática, o melhor seria adaptar a estrutura da BD de acordo com os tipos de produtos que constituem o foco de trabalho da organização.

Na questão 4, que trata da adequação da sistemática e da base de dados à realidade das organizações, o especialista E3 questionou:

Como adequar os termos de DP utilizados pela empresa à sistemática e a BD?

Na questão 6, sobre a adequação da sistemática e da base de dados ao contexto da fase de projeto conceitual, o especialista E5 disse:

Acredito que a sistemática poderia ser inserida no

QFD (Análise dos concorrentes).

23

Como os grupos de usuários consideraram que a sistemática e a estrutura da base de dados atenderam totalmente os critérios de avaliação, preferiram não comentar no questionário.

Capítulo V. Avaliação da Pesquisa 78

Na questão 7, que trata da facilidade de mudança da sistemática, o especialista E1 comentou:

Ela permite ser modificada, mas é necessário muito conhecimento da ER aplicada ao sistema.

Já o especialista E5 sugeriu, para a questão 7:

Percebi a sistemática como etapas bem definidas, que não podem ser modificadas; o que não significa que seja ruim; talvez, se necessário, de acordo com cada SER, alguma etapa poderia ser excluída.

Na resposta da questão 8, sobre a clareza e objetividade da sistemática e da estrutura da base de dados, o especialista E2 sugeriu:

A estrutura da BD ficaria mais clara se também fosse descrita através de um diagrama apropriado.

Em parte, esta resposta não tem sentido, pois todas as fases da sistemática foram mostradas em fluxogramas, detalhados ao longo do texto, no material de avaliação. Por outro lado, isto mostra a importância da modelagem das fases, atividades, meios, entradas e saídas em fluxogramas, pois auxilia na execução dos projetos de ER, bem como na modificação da sistemática de referência conforme as necessidades de cada organização. Isto foi constatado na resposta do próprio especialista

E2 sobre a questão 9, sobre o potencial de auxílio dos meios e ferramentas propostos na sistemática de engenharia reversa [sic]:

Constituem um excelente ponto de partida.

Entretanto, assim como a BD precisam sofrer adaptações para atender a outros tipos de produtos/áreas de conhecimento.

Pelas respostas, foi notado que os especialistas fizeram uma avaliação mais detalhada, o que era desejado. Apontaram alguns pontos de melhoria da sistemática, os quais não comprometem a execução das atividades dos projetos de ER, mas servem de orientações para as novas pesquisas afins. De forma geral, os especialistas e os grupos de usuários se mostraram satisfeitos com a sistemática de engenharia reversa e a base de dados, em todos os aspectos de avaliação.

Em termos de comparação, os integrantes do grupo U3 afirmaram ter gostado do novo procedimento de análise de produtos concorrentes baseado na sistemática de ER, pois vai ajudá-los na execução de novas análises similares nas empresas onde trabalham, de forma estruturada.

CAPÍTULO VI. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

Neste capítulo, são apresentadas as principais conclusões da pesquisa e algumas recomendações para pesquisas futuras.

6.1. CONCLUSÕES

Conforme apresentado no Capítulo I, esta pesquisa tem como objetivo geral sistematizar o processo de engenharia reversa de sistemas técnicos (ST), que auxilie na obtenção, análise e disponibilização de informações para a geração de ST inovadores. Diante dos resultados obtidos, nota-se que a sistemática de ER gerada e a estrutura da base de dados atingiram este objetivo.

Da mesma maneira, os objetivos específicos também foram atendidos, pois mediante a revisão da literatura sobre PDP e engenharia reversa, foram identificadas as principais proposições de ER que contribuíram conceitualmente com a elaboração da sistemática de ER.

Foi ainda desenvolvido um processo sistematizado de ER que auxilia a equipe de projeto na proposição de inovações para o desenvolvimento de novos produtos, bem como uma estrutura de base de dados que permite a armazenagem e a consulta das informações obtidas nos processos de engenharia reversa. Estes objetivos, atendidos, ainda se configuram em parte como as contribuições esperadas pela pesquisa.

Em termos da revisão bibliográfica sobre PDP, foi priorizada a fase de projeto conceitual. Nesta, foi dada ênfase nos processos de definição das funções e de proposição dos princípios de solução para as funções dos ST, pois nelas há grande chance de inovar nos sistemas técnicos, apesar da dificuldade dos projetistas em abstrair as soluções.

Em relação à engenharia reversa, foram estudadas as abordagens da literatura, junto com o processo de análise dos veículos concorrentes num fabricante automotivo brasileiro. Foi assim identificada a escassez das abordagens de ER que tratam o ST de forma integrada, considerando as funções. Poucas abordam a identificação de princípios de solução, pois se concentram nas características técnicas dos componentes.

A presente sistemática, por sua vez, permite que a equipe de engenharia reversa obtenha e analise informações dos sistemas técnicos existentes (concorrentes ou inspiradores), visando fornecer informações das aplicações reais das funções, dos princípios de solução e das características técnicas dos componentes, que possam ser utilizadas pelos projetistas nos novos sistemas.

Capítulo VI - Conclusões e Recomendações 80

Complementa a abordagem tradicional, onde a proposição de princípios de solução, na matriz morfológica, é realizada com base nos métodos de criatividade e na experiência dos projetistas. Os projetistas mais experientes até informam em qual sistema técnico uma solução específica foi utilizada, mas não possuem informações precisas da aplicação, além de manterem seus conhecimentos na forma tácita, não explícita. Isso fragiliza as informações da organização, em comparação a uma base de dados que pode ser consultada periodicamente.

Em termos de metodologia científica, o procedimento planejado se mostrou adequado, mediante a revisão bibliográfica com o estudo do processo de análise dos ST concorrentes num fabricante automotivo brasileiro. Foi necessário para o desenvolvimento de conteúdo teórico para a proposição da sistemática de engenharia reversa. Neste sentido, também foi elaborada uma estrutura de base de dados, a partir da modelagem das principais informações utilizadas nas atividades da fase de projeto conceitual.

As formas de avaliação da pesquisa também se mostraram adequadas, apesar de não ter sido possível aplicar a sistemática num ambiente real de projeto para validá-la. Mesmo assim, foi possível identificar as impressões dos especialistas no PDP e dos potenciais usuários da sistemática e da estrutura da base de dados, mediante as avaliações presenciais. Isto auxilia na orientação de pesquisas similares.

Cabe destacar a importância das informações obtidas pela diferenciação das formas de avaliação presencial. Nela, os dois grupos com conhecimento prévio sobre metodologia de projeto apresentaram resultados similares ao grupo U3, que não conhecia metodologia de projeto e foi capacitado no PDP e no uso da sistemática de engenharia reversa. Isto sugere que projetistas inexperientes podem obter resultados consistentes e importantes a partir da sistemática de ER e da estrutura de base de dados propostas nesta tese, os quais serão disponibilizados para apoiar o PDP e a execução de novos projetos de engenharia reversa.

Ressalta-se a importância de apresentar exemplos didáticos para ilustrar as atividades e meios de apoio da sistemática, bem como da estrutura da base de dados proposta. Os exemplos do aparador e do compressor serviram ainda na análise da modelagem das informações sugeridas nas atividades e meios da sistemática, e na avaliação da pesquisa junto aos especialistas e usuários. Concluindo, nota-se que os resultados da avaliação mostraram que a sistemática e a estrutura da base de dados propostas atendem os requisitos de modelagem (final dos capítulos dois e três), o que torna útil a presente pesquisa.

Capítulo VI - Conclusões e Recomendações 81

6.2. RECOMENDAÇÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

Com base nos estudos realizados nesta pesquisa, e na execução da pesquisa em si, foram propostas as seguintes recomendações:

1) Desenvolver a sistemática de engenharia reversa nas demais fases do processo de desenvolvimento de produtos, pois esta pesquisa foi direcionada para a fase de projeto conceitual;

2) Elaborar uma estrutura computacional dedicada para a execução do projeto de ER, considerando a estrutura da base de dados, proposta, as atividades e os meios de apoio da sistemática de engenharia reversa;

3) Elaborar uma base de dados compatível com a estrutura da base de dados aqui proposta e com a estrutura computacional da sistemática de ER, com acesso remoto (outras organizações, em diversos lugares) e restrito, para favorecer o registro e a consulta das informações disponíveis;

4) Elaborar pesquisas relacionadas aos catálogos de projeto, onde sejam mapeados diversos efeitos e portadores de efeito, para auxiliar na identificação dos princípios de solução.

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APÊNDICE A. ESTRUTURA DA BASE DE DADOS

Conforme os objetivos da pesquisa, foi notada a necessidade de elaborar uma estrutura de base de dados (BD) com foco na fase de projeto conceitual. Complementa a sistemática de ER no apoio aos projetistas, pois permite o armazenamento e a consulta às informações obtidas na engenharia reversa. Neste apêndice, examina-se o processo de elaboração da BD, que iniciou com a modelagem das informações da fase de projeto conceitual, resultando numa estrutura da base de dados adotada na pesquisa. Não houve implementação computacional da BD.

Na elaboração da estrutura da BD, utilizou-se o procedimento

24 adotado por Lima (2002), baseado no IDEF1X (Kern, 2000). Assim, o processo de modelagem de informações (vide a Fig. A.1) foi composto pelas seguintes etapas:

1.1. Pesquisa de informações sobre o problema de modelagem: identificação de documentos-fonte e coleta de informações; identificação dos termos candidatos à entidade (partículas de informação); e filtragem dos candidatos à entidade;

1.2. Criação de uma taxonomia do projeto conceitual: classificação hierárquica das informações;

1.3. Criação do modelo base: identificação de entidades relacionadas pela da matriz de relacionamento entre entidades; definição dos relacionamentos entre as entidades; e construção do primeiro diagrama de entidades;

1.4. Refinamento do modelo: resolução dos relacionamentos não específicos do primeiro diagrama; identificação dos atributoschave e migração de chaves primárias;

1.5. Finalização do modelo: identificação dos produtos não-chave;

1.6. Avaliação do modelo IDEF1X gerado: caso esteja adequado, segue para a implementação e validação. Senão, devem ser pesquisadas novas informações, rever estágios anteriores e refazer o estágio de modelagem.

24

De acordo com Lima (2002, p.57), o “Integration Definition for Information Modeling

(IDEF1X), ou definição integrada para a modelagem de informações, foi formalizado como uma norma federal americana para o processamento de informações (Federal Information

Processing Standard – FIPS). A norma FIPS 184 baseou-se no Integration Information

Support System (IISS), Volume V – Common Data Model Subsystem, Part 4 – Information

Modeling Manual – IDEF1 Extended, 1 (IDEF1X) de novembro de 1985. A norma descreve a linguagem de modelagem IDEF1X (semântica e sintaxe), assim como regras e técnicas associadas, para o desenvolvimento de um modelo lógico de dados. O uso desta norma permite a construção de modelos semânticos de dados com o objetivo de suportar a gestão de dados como recursos, a integração de sistemas de informação e a construção de BD computacionais.”

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 92

Figura A.1. Processo de modelagem (Lima, 2002, p.87).

Nesta tese, todas as etapas foram realizadas, visando otimizar a estrutura da base de dados e favorecer a integração dela com a sistemática proposta. Entretanto, foi dada prioridade às três primeiras etapas (para gerar o modelo base). Além disso, por escopo, a BD não foi implementada numa estrutura computacional, mas numa planilha, conforme exemplo nos Apêndices E e F. Assim, o principal resultado aqui é a proposição da estrutura de informações da BD.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 93

A.1. ETAPA 1.1. PESQUISA DE INFORMAÇÕES SOBRE O

PROBLEMA DE MODELAGEM

Como tarefa inicial, foram identificados os documentos-fonte da modelagem (vide o Quadro A.1) e coletadas as informações. Tais fontes são importantes referências de metodologia de projeto – algumas foram citadas no segundo capítulo – que fornecem as definições clássicas sobre aspectos do PDP, de acordo com os propósitos desta pesquisa.

N ú m. D o c u me n t o - f o n t e

01

WDK 3: Fachbegriffe der Wissenschaftlichen

Konstruktionslehre in 6 Sprachen

02

WDK 1: principles of engineering design

R e f e r ê n c i a

Hubka (1980)

Hubka (1987)

Hubka e Eder (1988) 03

Theory of technical systems: a total concept theory for engineering design

04

Engineering design: a manual for enhanced creativity

05 Projeto integrado de produtos: planejamento, concepção e modelagem

06

Konstruktionslehre für den Maschinenbau

Eder e Hosnedl (2008)

Back et alii. (2008)

Koller (1985)

07

Engineering design: a systematic approach

08 Dicionário Aurélio: século XXI

Pahl e Beitz (2007)

Ferreira (1999)

09 Um guia do conjunto de conhecimentos em gerenciamento de projetos (guia PMBoK).

PMI (2004)

Quadro A.1. Lista dos documentos-fonte selecionados.

Os documentos-fonte do Quadro A.1 foram analisados, visando identificar os principais conceitos que compõem a fase de projeto conceitual. Disto, foi gerado o Quadro A.2, cuja primeira coluna enumera tais conceitos. A segunda e a terceira colunas listam os 47 conceitos típicos do projeto conceitual, ora propostos, com uma breve descrição deles. Nesta, foram destacados (em itálico e sublinhado) termos candidatos a entidade

25

, habituais na fase de projeto conceitual.

Já, a quarta coluna indica a origem dos conceitos.

25

Segundo Ferreira (1999), entidade é a “classe de objetos do mundo real pertencentes ao escopo do sistema que está sendo projetado.” Em termos práticos, são os possíveis elementos que irão compor a base de dados da pesquisa, aqui enfocando a fase de projeto conceitual.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 94

Conceito

01 Abstração

02 Ambiente do sistema

03 Atributo

Descrição

Simplificação e representação de uma realidade concreta, onde um conjunto de features essenciais

(propriedades, estruturas, elementos,

relacionamentos) é enfatizado. Pelo processo de

abstração, são obtidos modelos ou relações coletivas para certas classes de elementos. A

abstração pode ser generalizada ou isolada

(concretização). É uma operação elementar significante do processo de projeto.

Fontes

01, 04

Todos os elementos que não estão na fronteira do

sistema.

Propriedades, características que definem um objeto ou entidade e compõem a solução de

projeto.

01

01, 08

04 Característica de projeto

05 Catálogo de projeto

Qualquer característica do ST que influencia a

solução construtiva: dimensões, formas, princípios

de ação, funções, valores de desempenho, arranjos.

02, 03

Fonte de informação que deve conter a informação

tecnológica necessária de maneira comparativa

(geralmente como matriz), viável para a proposição metodológica dos problemas do projetista e outros aspectos relevantes da atividade de projeto.

01, 02

04 06 Causa Inicia as mudanças, na combinação comum:

causa e efeito”.

07 Causalidade Um relacionamento de duplo valor entre causa e

efeito.

01, 04

08 Combinação Atividade de projeto em que vários elementos das variações disponíveis na matriz morfológica são

combinados.

01

09 Componente Componente idealizado do ST que forma um

portador de função e exerce certo efeito ou realiza uma função. É uma conexão ativa ou reativa entre

elementos construtivos (conexões entre órgãos), ou além das fronteiras do ST, em locais de ação.

01, 02,

04

Quadro A.2. Conceitos típicos da fase de projeto conceitual, com suas descrições e fontes.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 95

Continuação do Quadro A.2.

Conceito

10 Conceito

Descrição Fontes

Modelo abstrato do ST, representando a estrutura orgânica e um arranjo básico (agrupamentos principais dos componentes num esboço). É uma

combinação ótima de soluções para subfunções

26

.

01, 03,

06

11 Consumidor Stakeholder da organização interna ou externa e outras partes interessadas, especialmente nos

produtos (bens e serviços).

12 Desenho técnico e lista de peças

Definição completa (descrição por meio verbal, numérico e gráfico, conforme for adequado) do

ST mediante as propriedades de projeto.

13 Diagrama de blocos do processo técnico

Representação gráfica das transformações dos

operandos pelas várias operações

(transformações parciais) e suas sequências conforme definido pela tecnologia selecionada.

14 Documentos de projeto

Várias representações gráficas e outros tipos de

modelos do ST parcialmente ou totalmente projetado, e requisitos neles situados em várias maneiras e com vários conteúdos. Classificados de acordo com o fluxo de trabalho no processo de projeto, são considerados os documentos:

- Formulação do problema de projeto: é definido pelo patrocinador do projeto (usuário, vendas);

- Especificação de projeto: clarificada, completa

(tanto quanto possível), classificada, quantificada e com prioridades anotadas na formulação do

problema de projeto (elaboração das

especificações definidas);

- Diagrama de blocos: representação do fluxo de

trabalho na transformação dos operandos mediante operações e sua sequência de acordo com a tecnologia selecionada;

- Matriz morfológica com combinações: mostra o

princípio de ação e os portadores de função para cada subfunção e a sua combinação, em um todo.

Cada combinação forma um princípio conceitual.

04

01, 02

02

01

26

No Quadro A.2, o termo “subfunção” será adotado no lugar de “funções parciais” e “funções elementares”, a fim de definir a estrutura de informações relacionadas às funções em apenas dois níveis: função global e subfunções.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 96

Continuação do Quadro A.2.

Conceito

15 Efeito

16 Elementos de máquina

17 Entrada

Descrição

Designação geral para a ação da saída de um objeto (efeito) em outro (entrada), onde existem ações diretas ou indiretas. O resultado é uma reação do objeto sujeito à atividade, pela mudança de propriedades do seu estado, seguindo o fenômeno natural. Do ponto de vista do ST, o efeito de saída é o propósito planejado, o propósito da função, bem como a relação

causal entre causa e efeito.

Um grupo composto de ST de primeiro ou segundo grau de complexidade, frequentemente vistos como componentes da estrutura anatômica de ST superiores. Podem ser feitas distinções entre elementos de máquinas gerais utilizados em todas as áreas e elementos de máquinas especiais, utilizados apenas em certas áreas de conhecimento. Tal divisão ocorre de acordo com os portadores de função do ST.

Fontes

01, 04,

06

01

Conexão (relacionamento) entre o ambiente e o

sistema, ou ação do ambiente no sistema.

Qualquer sistema tem entradas e saídas primárias e secundárias (material, energia e

informação) que cruzam a fronteira do sistema, que são sujeitas a uma mudança de estado.

01, 04

18 Esboço conceitual

Representa em um diagrama ou descrição escrita, a estrutura funcional e órgãos necessários ou

estrutura anatômica do componente. Não são definidos a forma, as dimensões e os arranjos dos

elementos, mesmo se forem similares ao ST final.

01, 02,

06

01, 02 19 Especificação de projeto

Conjunto de requisitos para um ST, que devem ser clarificados, elaborados, detalhados, classificados, quantificados e priorizados

(requisito definido ou desejo).

20 Estrutura funcional do ST

Descrição da estrutura de um ST com respeito às suas funções e relacionamentos. Conexão de

subfunções em uma estrutura para a função global.

01, 02,

06, 07

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 97

Continuação do Quadro A.2.

Conceito Descrição Fontes

21 Estrutura do ST O ponto de vista funcional é relacionado às ações e comportamentos dos elementos do sistema

(órgãos). Os relacionamentos são de natureza

funcional (entrada, saída, acoplamento), onde a

estrutura de órgãos pode ser representada em vários níveis de abstração como um esquema

estrutural do órgão.

A partir do arranjo construtivo, pode ser definida uma estrutura anatômica, mais familiar ao pessoal de manufatura, que descreve o ST pelos seus elementos construtivos.

Os relacionamentos entre órgãos funcionais e

elementos construtivos podem variar: serem idênticos, ou um órgão pode ser constituído de um número de elementos construtivos, ou ainda um elemento construtivo pode conter partes de um número de órgãos.

01, 02

22 Fronteira do sistema

Linha divisória entre o sistema e o ambiente. As

conexões entre o sistema e o ambiente são feitas pelas entradas e saídas do sistema.

01, 02,

07

23 Função do ST

27

É o propósito funcional ou objetivo do ST.

Também é definida como a descrição abstrata qualitativa e/ou quantitativa da relação entre

entrada e saída de um sistema, independente de uma solução particular. As funções são derivadas de cada tarefa de conversão de energia, material e sinal. Se a tarefa geral foi adequadamente definida – as entradas e as saídas das quantidades envolvidas e as suas propriedades requeridas são conhecidas – então é possível especificar a função global.

01, 02,

03, 04,

06, 07

24 Máquina ST, cujo objetivo principal é transformar energia. 01, 02,

Caracterizada pela capacidade de gerar trabalho 06

útil pela conversão ou transmissão de forças, composta por montagens e peças.

27

De acordo com WDK 3 (Hubka, 1980) e WDK 1 (Hubka, 1987), os tipos de função são: transformação, secundária, propulsão, controle, conexão e função de apoio.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 98

Continuação do Quadro A.2.

Conceito

25 Matriz morfológica

Descrição Fontes

Apresenta os princípios de ação apropriados para as subfunções e os órgãos capazes de satisfazerem cada subfunção (portadores de

função), a partir de várias combinações, em uma

concepção selecionada. Cada combinação gera uma concepção, onde os esboços serão baseados.

02, 07

26 Modos de ação Natureza da interação de órgãos baseados em fenômenos naturais, para atingir um efeito.

01, 02

27 Modular

28 Operando

Consistem de módulos, peças intercambiáveis e padronizadas ou unidades construtivas com

interfaces comuns que podem realizar funções

similares.

04

Um objeto que sofre uma mudança de estado ou outra transformação em um processo técnico, como resultado dos efeitos exercidos por um ou mais ST. Podem ser objetos biológicos (incluindo

pessoas), quantidades de material, energia ou

informação.

01, 02,

03

29 Operação Uma parte do processo de transformação que geralmente não é subdividida.

30 Portador do efeito Material ou espaço para a realização de um efeito físico.

31 Portador de função

Meio de realização de uma função. Cada órgão é um portador de função.

03

06

01, 02

01, 02,

07

32 Princípio de ação, Fenômeno de natureza física, química ou princípio de biológica, em base de como um efeito é obtido. solução Um princípio de ação combina um número de

modos de ação que devem revelar o

relacionamento entre causa e efeito, a fim de garantir um leiaute apropriado e econômico.

33 Processo de desenvolvimento de produto

Todo o processo de transformação de

informações necessárias para a identificação da demanda, a produção e o uso do produto.

05

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 99

Continuação do Quadro A.2.

Conceito

34 Produto

35 Projeto

Descrição Fontes

Objeto concebido, produzido com

características e funções, comercializado e usado pelas pessoas ou organizações, de modo a atender a seus desejos ou necessidades. Também

04, 05,

06

é qualquer saída de uma organização que será recebida por um usuário, stakeholder ou outros membros da organização interna ou externa.

No Brasil, projeto pode ter dois significados:

Project (um esforço temporário empreendido para criar um produto, serviço ou resultado exclusivo); ou Design (a área de conhecimento do domínio do desenho industrial).

05, 09

36 Propósito

37 Propriedades do

ST

Propósito da tecnologia é geralmente a obtenção de certos estados desejados de objetos e

operandos, que devem satisfazer certas

necessidades humanas.

01, 02

Propriedades geralmente conectadas com o

propósito do ST são definidas como atributos ou

características do sistema: forma, desempenho,

dimensões, cor, estabilidade, vida,

manufaturabilidade, transportabilidade, viabilidade para armazenamento, estrutura.

01, 02

01 38 Relacionamento Dependência real ou significante, ou interação de dois ou mais objetos, ou fenômeno de natureza abstrata ou concreta. Em projeto, são importantes os relacionamentos objetivos que possam ser descritos exatamente, nas ciências naturais. Os relacionamentos conectam

elementos individuais em vários sistemas, e podem ser: refletivos, simétricos ou transitivos.

39 Representar Mostrar, exibir, descrever um ST existente ou proposto, seus processos, funções, órgãos,

conceitos, arranjos, elementos construtivos. O processo de estabelecer um modelo do sistema em qualquer meio apropriado.

03

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 100

Continuação do Quadro A.2.

Conceito

40 Requisitos

41 Saída

42 Similaridade

43 Sistema

44 Sistema técnico

(ST)

45 Stakeholder

46 Subfunção

47 Tecnologia

Descrição

Propriedades demandadas ou desejadas para o

ST, a serem definidas na fase de elaboração da

especificação. São os valores aceitáveis das

propriedades do artefato projetado, ou as condições para a satisfação dos objetivos de

projeto.

Fontes

01, 02,

06

É a sua conexão com o ambiente ou seu efeito nele. A totalidade das saídas pode ser descrita como vetor de saída. Devem ser distintas as

saídas desejadas e as secundárias (dependem do

comportamento do sistema).

Relação singular especial entre dois ou mais

sistemas (objetos, processos ou definições) baseados em certas propriedades em comum.

Isto pode afetar a similaridade funcional,

estrutural, entre outros aspectos.

01

01

Um conjunto de elementos e relacionamentos com uma fronteira clara e definida. Cada

sistema tem as seguintes características:

entrada, saída, comportamento, estrutura,

fronteiras do sistema, e ambiente do sistema.

01, 02,

06

Um composto de elementos físicos e suas interações, que recebem entradas e entregam

efeitos, para conduzir um processo técnico.

Categoria geral de sistemas determinísticos artificiais que realizam os efeitos necessários para a transformação dos operandos. Representa todos os elementos de máquinas, dispositivos, aparatos, equipamentos e plantas, de qualquer ramo da engenharia.

01, 02,

03, 07

Pessoa com interesse, geralmente financeiro, em um processo e seus resultados.

Sub-tarefas originadas da divisão da função geral do ST.

04

06, 07

Meios de exercer efeitos de um ítem para trazêlo a um estado desejado. A base para a busca por

efeitos é o conhecimento de ciências naturais:

tecnologias de manufatura, ciências dos

materiais, metalurgia e tecnologias de

manufatura.

01, 02

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 101

Tendo sido devidamente preenchido o Quadro A.2, é conduzida a identificação das candidatas a entidade (classificação hierárquica das entidades). Conforme citado, estas entidades são termos habituais da fase de projeto conceitual, subjetivamente identificadas na descrição de cada conceito (destacadas em itálico e sublinhado). Recomenda-se: a) Evitar pré-concepções sobre as candidatas mais prováveis; b) Identificar substantivos relevantes para a compreensão do projeto conceitual.

Com base no Quadro A.2 e conforme visto no Quadro A.3, foram geradas 76 candidatas a entidade, classificadas num ranking de acordo com seus respectivos números de ocorrência. Também foi informada a situação de cada candidata (se foi eliminada e qual o motivo). Tal triagem ocorreu com a finalidade de orientar a elaboração da taxonomia adotada no item A.2, visando:

Eliminar as candidatas que não apresentam relações com outras candidatas. Foram eliminadas 16 candidatas;

Agrupar as candidatas com significados similares. Foram agrupadas 16 candidatas.

Candidata a

Entidade

21 Sistema técnico (ST)

Candidata a

Entidade

05 Manufatura/produção/ manufaturabilidade

19** Sistema 05** Propósito

18 Função / funcional 04* Modelo

Candidata a

Entidade

02 Interação / modo de ação

02** Peça

02 Usuário

16 Efeito

14** Elemento

13 Estrutura / estrutural

04 Energia

04** Operação

04 Princípio de ação / princípio de solução

02** Stakeholder

02 Problema de projeto

02* Converter / conversão

13 Relacionamento / relação

04 Componente 02 Necessidades humanas

Quadro A.3. Lista de candidatas à entidade, com seus respectivos números de ocorrências e a indicação das candidatas eliminadas ou agrupadas (baseado em Lima, 2002, p.91).

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 102

Continuação do Quadro A.3.

Candidata a

Entidade

12 Saída

11 Projeto

09 Propriedade

09 Combinado / combinação

Candidata a

Entidade

04* Organização

04** Produto

04 Operando

03* Solução

Candidata a

Entidade

02* Fluxo de trabalho

01* Feature

01 Projetista

01* Patrocinador

08 Entrada 03 Dimensões 01 Fonte de informação

01 Diagrama de blocos 08 Transformado / transformação

07 Conectar / conexão

07 Subfunção

06* Abstrato / abstração

06 Ambiente

05 Fronteira

03 Formas

03 Especificado / especificação

03 Sinal / informação

03 Requisito

01** Princípio conceitual

01* Acoplamento

01* Transmitir / transmissão

03** Elemento de máquina 01 Montagem

03* Comportamento

01** Interface

05** Característica

05** Arranjo

03 Concepção / conceito 01** Atributo

03** Pessoa 01* Documento

05* Estado

05 Causa / causal / causalidade

05 Material

03 Similar / similaridade

02* Informação tecnológica

01 Armazenamento

01 Transporte/ transportabilidade

05* Tecnologia

02 Desempenho

02 Matriz morfológica

01** Cor

01** Estabilidade

05** Portador de função 02* Esboço 01** Vida

Legenda:

(*) 16 candidatas eliminadas, não possuem interação com as demais candidatas;

(**) 16 candidatas agrupadas em outras com conceito similar.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 103

No Quadro A.3 pode ainda ser notado que, em candidatas com múltiplos termos (e.g.: “função/funcional”), foi sublinhado o termo mais difundido na bibliografia (neste caso, “função”), para facilitar a elaboração da base de dados e, concomitantemente, favorecer o entendimento do usuário da BD futuramente nas atividades de projeto.

Executada a primeira triagem das candidatas (restaram 44, dentre as 76 candidatas iniciais), foi iniciado o desenvolvimento da taxonomia do projeto conceitual, com base na metodologia proposta por Lima

(2002), conforme apresentado na próximo seção.

A.2. ETAPA 1.2. CRIAÇÃO DE UMA TAXONOMIA DO PROJETO

CONCEITUAL: CLASSIFICAÇÃO DAS INFORMAÇÕES

Para classificar o domínio de conhecimento do projeto conceitual,

Lima (2002, p. 92) sugeriu que todas as candidatas à entidade do

Quadro A.3 fossem impressas numa folha e depois recortadas, individualmente, em tiras de papel. Conforme ilustra a Fig. A.2, cada candidata a entidade foi inserida num quadro de um software de apresentações (estilo Power Point), para realizar tal processo de análise de relacionamento entre tais candidatas de maneira virtual.

As candidatas similares ou com significado equivalente foram agrupadas em categorias afins (numa caixa de linha contínua vermelha), obtendo um status semelhante ao das categorias com candidatas únicas.

Tal agrupamento passou a representar apenas uma das candidatas nele

28 inserido (encabeçadas pela candidata mais apropriada), mesmo que não tivesse a maior frequência de citações do grupo (vide Quadro A.3).

Para complementar o mapeamento das candidatas a entidade, dedicado à fase de projeto conceitual, foram inseridas três candidatas, segundo a experiência da equipe de pesquisa. As inserções encontram-se na candidata “Propriedade” da Fig. A.2, destacadas com (*).

Além disso, convém comentar o significado de “categorias subordinadas hierarquicamente” e “propriedades que pertencem às categorias”, citadas na legenda da Fig. A.2. As categorias são os grupos ou candidatas a entidade, cuja hierarquia mapeada deve refletir o grau de importância – e a ramificação dos conceitos – propostos na bibliografia do projeto conceitual. As propriedades são desdobramentos elementares de algumas destas categorias ou candidatas, conforme exemplo visto na candidata “propriedade”.

28

Em cada caixa com as candidatas similares a entidade, a candidata “encabeçada” fica na parte superior, separada por uma linha tracejada, a fim de destacá-la.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 104

21. Sistema Técnico (ST)

24. Sistema

4. Produto

11. Projeto

Legenda

Categorias subordinadas hierarquicamente

Propriedades que pertencem às categorias

1. Projetista

2. Stakeholder

2. Problema de projeto

1. Necessidades humanas

1. Fonte de informação

13. Estrutura / estrutural

5. Arranjo

5. Fronteira

7. Conectar / conexão

1. Interface

9. Entrada

13. Saída

7. Ambiente

3. Usuário

2. Pessoa

15. Relacionamento / relação

7. Material

5. Energia

4. Sinal / informação

10. Propriedade

4. Característica

1. Atributo

Características técnicas*

5. Manufatura / produção / manufaturabilidade

4. Similar / similaridade

3. Dimensões

Peso (massa)*

3. Formas

3. Especificado / especificação

3. Requisito

2. Desempenho

1. Armazenamento

1. Transporte / transportabilidade

1. Montagem

Custos*

1. Diagrama de blocos

4. Componente

5. Portador de função

14. Elemento

3. Elemento de máquina

2. Peça

18. Função / funcional

5. Propósito

7. Subfunção

4. Operação

8. Transformado / transformação

3. Concepção / conceito

9. Combinado / combinação

2. Matriz morfológica

4. Princípio de ação / princípio de solução

1. Princípio conceitual

17. Efeito

2. Interação / modo de ação

6. Causa/causal/ causalidade

4. Operando

Figura A.2. Criação da taxonomia do projeto conceitual.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 105

As categorias subordinadas hierarquicamente foram unidas por linhas cheias. As propriedades que pertencem às outras categorias do esquema foram ligadas às “candidatas de origem” por linhas tracejadas na cor verde (vide legenda da Fig. A.2). E as candidatas sem interação com as demais foram eliminadas.

Disto, foi atualizado, de forma iterativa, o Quadro A.2: indica as

16 candidatas eliminadas por não terem interação com as demais

(destaque com *) e as 16 candidatas agrupadas às candidatas afins

(destacadas com **). Foi também gerado o diagrama da taxonomia resultante, visto na Fig. A.3.

Projeto

Legenda

Categorias subordinadas hierarquicamente

Propriedades que pertencem às categorias

Sistema Técnico (ST)

Estrutura

Fronteira

Entrada

Saída

Ambiente

Usuário

Relacionamento

Material

Energia

Informação

Projetista

Propriedade

Problema de projeto

Necessidades humanas

Fonte de informação

Características técnicas*

Similaridade

Dimensões

Peso

(massa)*

Formas

Especificação

Desempenho

Manufatura

Armazenamento

Transportabilidade

Montagem

Custos*

Componente

Elemento

Concepção

Diagrama de blocos

Matriz morfológica

Princípio de solução

Função

Subfunção

Operação

Efeito

Causa

Operando

Figura A.3. Taxonomia do projeto conceitual.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 106

De acordo com a Fig. A.3, um projeto gera um Sistema Técnico

(ST), que deve ser realizado por um projetista, a partir do problema de projeto. Já o ST – em concordância com Hubka e Eder (1988, p.62), entre outros autores – se ramifica em dois elementos: estrutura e propriedades. A estrutura é composta por três partes principais:

1) Fronteira: delimita o escopo do ST, em termos de funções e componentes, considerando os elementos de interface

(relacionamento): entradas, saídas, fluxos de energia, material e informação

29

, e relacionamento do ST com usuários, com o ambiente de uso do ST e com outros ST;

2) Diagrama de blocos (funções): abrange os níveis de função global e subfunção, e o processo de transformação dos operandos, considerando suas causas e efeitos;

3) Componentes: meios físicos de atender as funções, gerados pelas concepções (combinação de princípios de solução).

Já as propriedades representam as principais informações utilizadas para descrever as características do ST. Estas serão importantes na comparação entre ST similares concorrentes ou ST de outras áreas de conhecimento, em relação ao ST em análise, cujas funções e princípios de solução sejam similares, mas que possam inspirar a introdução de inovações no ST em análise, por processos de engenharia reversa, tema da presente tese.

A partir da taxonomia da Fig. A.3, foi revisado um segundo agrupamento das entidades, com base na experiência da equipe de pesquisa, visando priorizar as entidades a serem implementadas na BD

(vide a Fig. A.4). O conteúdo de cada “caixa” representa as entidades hierarquicamente inferiores à entidade mestre (título da caixa).

A estrutura mostrada na Fig. A.4 permite a implementação da BD em termos computacionais, cujo escopo restringe à aplicação numa planilha eletrônica, a fim de favorecer tanto a inserção das informações sobre os ST (obtidas ou não pela ER) quanto a consulta destas, por parte dos profissionais da organização. É uma maneira de auxiliar o PDP, que favorece o aprendizado e a maturidade organizacional. Isso porque os profissionais passam a compreender melhor os conceitos envolvidos com o PDP onde participam e, assim, são potencializados os esforços de otimização dos ST e dos processos produtivos da organização, em busca do aumento da competitividade.

29

Os tipos de energia, material e sinal podem ser vistos em Hirtz et alii. (2002) e em Pahl et

alii. (2007, p.94).

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 107

Figura A.4. Principais entidades de uma taxonomia para a fase de projeto conceitual.

A.3. ETAPA 1.3. CRIAÇÃO DO MODELO BASE

Esta seção inicia com a identificação dos relacionamentos entre as entidades, mediante o uso da matriz da Fig. A.5.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 108

Sistema técnico (ST)

Função / funcional

Efeito

Saída

Projeto

Propriedade

Entrada

Ambiente

Material

Subfunção

Causa / causal / causalidade

Fronteira

Energia

Manufatura / produção / manufaturabilidade

Princípio de ação / princípio de solução

Sinal / informação

Componente

Similar / similaridade

Dimensões

Formas

Requisito

Usuário

Concepção / conceito

Desempenho

Problema de projeto

Fonte de informação

Projetista

Diagrama de blocos

Montagem

Necessidades humanas

Transporte / transportabilidade

Armazenamento

Características técnicas *

Peso (massa) *

Custos *

Figura A.5. Matriz de relacionamento entre as entidades.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 109

Para o preenchimento da matriz de relacionamento (Fig. A.5), cada par de entidades foi avaliado individualmente, a partir das descrições dos conceitos (Quadro A.2) e da interação (vide a Fig. A.4).

Foi marcado “1” no cruzamento das entidades onde há relacionamento, deixando em branco onde não há relacionamento. Foram identificados

52 relacionamentos entre entidades.

Em seguida, foram identificadas as formas de relacionamento entre as entidades, conforme ilustra a Fig. A.6.

Candidata a entidade (retirada do Quadro A.2)

Explicação sobre a candidata a entidade

(retirada do Quadro A.2)

C1 (Cardinalidade 1) =

“zero ou uma” Função pode ser realizada pelo mesmo Componente

C2 (Cardinalidade 2) =

“de um a vários”

Componentes podem realizar a mesma Função

Descrição do relacionamento

Sistema

Técnico

(ST)

0..1

Especificação do relacionamento

Composto por 1..*

Componente

Cada ST é composto por

Componentes que são portadores de função

(físicos) e exercem efeitos ou realizam funções.

Figura A.6. Identificação dos relacionamentos entre entidades.

Como pode ser visto na Fig. A.6, a partir da descrição da candidata a entidade, é identificado o tipo de relacionamento entre as entidades – relacionamento tipo “realizada por” – e ainda é definida a cardinalidade do relacionamento: uma Função pode ser realizada por vários Órgãos (1-n) e muitas Funções podem ser realizadas pelo mesmo

Órgão (1-n). Desta análise, foi gerado o Quadro A.4, onde está definido o tipo de relacionamento e a cardinalidade existente entre todos os 52 relacionamentos identificados na Fig. A.5.

Quanto à cardinalidade, de acordo com Elmasri e Navathe (2004, p.65), a cardinalidade de uma relação define o número máximo de instâncias de relacionamento que cada entidade pode participar. Os

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 110

símbolos são: 1, 0 e *, onde 1 indica “saída de 1 elemento”, 1..* indica

“saída de 1 a vários elementos” e 0..* indica “saída de nenhum a vários elementos”.

No Quadro A.4, a “Entidade 1” é oriunda da primeira linha (à esquerda) da matriz de relacionamentos (Fig. A.5), a qual se relaciona com outras entidades da mesma linha (“Entidade 2” do referido

Quadro). Para cada relação entre duas entidades, é definido o tipo de relação, junto com a cardinalidade 1 (C1) e a cardinalidade 2 (C2), a fim de determinar o fluxo e o tipo de informações entre tais entidades.

Disso, foi elaborado o diagrama de nível de entidade, que é representado adiante na Fig. A.7.

Entidade

01

01 Sistema

Técnico

(ST)

C1 C2

Entidade

02

Nome do

Relacio- namento

0..1 1..* Componente Composto por

Definição da Relação

Cada ST é composto por Componentes que são portadores de função (físicos) e exercem efeitos ou realizam funções.

02

03

04

05

06

1 1..* Fronteira Possui Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o

ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas entradas e saídas.

1..* 1..* Subfunção

(entidade irmã de Função)

Composto por

Cada ST é composto por Funções que descrevem o propósito do ST, onde tais funções podem ser utilizadas em vários

ST (outros projetos).

1 1..* Propriedade Possui O ST possui Propriedades que o descrevem.

1 1 Projeto

1..* 1..* Função / funcional

Desenvolvido Cada ST é desenvolvido em um no Projeto, pois cada projeto tem um escopo, e as variações do ST seriam outros projetos.

Composto por

Cada ST é composto por Funções que descrevem o propósito do ST, onde tais funções podem ser utilizadas em vários

ST (outros projetos).

Quadro A.4. Definição das relações entre as entidades.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 111

Continuação do Quadro A.4.

07 Função / funcional

1..* 0..* Diagrama de blocos

(estrutura de funções)

08

09

10

Entidade

01

C1 C2

11

Entidade

02

0..* 1..* Componente Realizado por

1..* 1..* Princípio de ação / princípio de solução

1..* 1..* Fronteira

1..* 1..* Causa / causalidade

Nome do

Relacio- namento

Definição da Relação

Representa Os Diagramas de Blocos (estrutura de funções) são a representação gráfica das transformações dos operandos pelas Funções.

Realizado por

Delimita o escopo

Iniciada por

Cada Função pode ser realizada por vários Componentes que são portadores de função (físicos) e exercem efeitos ou funções.

Cada Função pode ser realizada por

Princípios de Solução que encapsulam soluções genéricas para satisfazer as funções do ST.

Cada Função tem seu escopo delimitado pela Fronteira, numa proposição pontual. Mas a fronteira também pode representar o ST todo.

As Funções são as transformações dos operandos, iniciadas por uma Causa, gerando os efeitos.

12 1 0..* Subfunção Interage com

13 1..* 1..* Efeito Gera As Funções são as transformações dos operandos, iniciadas por uma causa, gerando os Efeitos.

14 Efeito 0..* 1 Diagrama de blocos

(estrutura de funções)

Representado Os Diagramas de Blocos representam por as transformações dos operandos pelas funções, iniciadas por uma causa, gerando os Efeitos.

15

Subfunção é uma função de nível hierárquico menor à Função (global).

São entidades irmãs e interagem entre si na estrutura de funções do ST.

16

0..* 0..* Causa / causalidade

Gerado por As funções são as transformações dos operandos, iniciadas por uma Causa, gerando os Efeitos.

1..* 1..* Subfunção Gerado por As Funções são as transformações dos operandos, iniciadas por uma causa, gerando os Efeitos.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 112

Continuação do Quadro A.4.

Entidade

01

C1 C2

17 Saída 1..* 1..* Fronteira

Entidade

02

18 Projeto 1 1..* Necessidades humanas

Nome do

Relacio- namento

Definição da Relação

Compõe Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o

ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas entradas e Saídas.

Orientado por

Cada Projeto de ST é orientado pelo problema de projeto (a partir das

Necessidades Humanas e fontes de informação), sendo realizado pelo projetista.

19 1 1..* Projetista

Realizado por

Cada Projeto de ST é orientado pelo problema de projeto (a partir das necessidades humanas e fontes de informação), sendo realizado pelo

Projetista.

20 1 1..* Problema de projeto

21 Entrada 1..* 1..* Fronteira

22 Ambiente 1..* 1..* Fronteira

23 Material 1..* 1..* Fronteira

Orientado por

Cada Projeto de ST é orientado pelo

Problema de Projeto (a partir das necessidades humanas, requisitos de usuário e fontes de informação), sendo realizado pelo projetista.

Compõe Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o

ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas Entradas e saídas.

Delimita o escopo

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o

ST e o Ambiente, os usuários, os componentes e outros ST.

Considera os fluxos

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o

ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas entradas e saídas do

ST, considerando fluxos de energia,

Material e informação.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 113

Continuação do Quadro A.4.

Entidade

01

25

26

27

C1 C2

Entidade

02

24 Propriedade 1 0..* Custo*

Nome do

Relacio- namento

Definição da Relação

Definido por As Propriedades são definidas por:

Custo, peso (massa), (...).

1 0..* Peso

(massa)*

Definido por As Propriedades são definidas por: custo, Peso (Massa), (...).

1 0..* Característica técnica*

Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Características Técnicas, (...).

1 0..* Armazenamento

Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Armazenamento, (...).

28

29

30

31

32

33

1 0..* Transporte / transportabil.

Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Transporte, montagem, (...).

1 0..* Montagem Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Montagem, desempenho, (...).

1 0..* Desempenho Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Desempenho, requisitos, (...).

1 0..* Requisitos Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), Desempenho, requisitos, (...).

1 0..* Formas Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), requisitos, Formas, (...).

1 0..* Dimensões Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), formas, Dimensões, (...).

34 1 0..* Similar / similaridade

Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), dimensões, Similaridade, (...).

35 1 0..* Manufatura / manufaturab.

Definido por As Propriedades são definidas por:

(...), similaridade, Manufatura.

36 Causa / causal / causalidade

0..* 1 Diagrama de blocos

(estrutura de funções)

Representado Os Diagramas de Blocos por representam as transformações dos operandos pelas funções, iniciadas por uma Causa, gerando os efeitos.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 114

Continuação do Quadro A.4.

Entidade

01

C1 C2

Entidade

02

Nome do

Relacio- namento

Definição da Relação

37 Subfunção 1..* 0..* Diagrama de blocos

(estrutura de funções)

Representam Os Diagramas de Blocos (estrutura de funções) são a representação gráfica das transformações dos operandos pelas Funções.

38

39

40

41

0..* 1..* Componente

1..* 1..* Princípio de ação / princípio de solução

1..* 1..* Fronteira

1..* 1..* Causa / causalidade

42 Fronteira 1..* 1..* Usuário

Realizado por

Realizado por

Cada Função pode ser realizada por vários Componentes que são portadores de função (físicos) e exercem efeitos ou funções.

Cada Função pode ser realizada por

Princípios de Solução que encapsulam soluções genéricas para satisfazer as funções do ST.

Delimita o escopo

Cada Função tem seu escopo delimitado pela Fronteira, numa proposição pontual. Mas a fronteira também pode representar o ST todo.

Iniciadas por As Funções são as transformações dos operandos, iniciadas por uma

Causa, gerando os efeitos.

Delimita o escopo

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o ST e o ambiente, os Usuários, os componentes e outros ST.

43

44

45

1..* 1..* Componente Delimita o escopo

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o ST e o ambiente, os usuários, os

Componentes e outros ST.

1..* 1..* Sinal / informação

1..* 1..* Energia

Considera os fluxos

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas entradas e saídas do

ST, considerando fluxos de energia, material e Informação.

Considera os fluxos

Cada ST possui uma Fronteira que delimita o escopo de interação entre o ST e o ambiente, os usuários, os componentes e outros ST. Conexões são feitas pelas entradas e saídas do

ST, considerando fluxos de Energia, material e informação.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 115

Continuação do Quadro A.4.

Entidade

01

C1 C2

Entidade

02

46 Princípio de ação / princípio de solução

1..* 1..* Concepção / conceito

Nome do

Relacio- namento

Definição da Relação

Formam

Princípios de Solução encapsulam soluções genéricas que formam as Concepções – que fisicamente podem ser os componentes – para satisfazerem as funções do ST.

47 1..* 1..* Componente Formam Princípios de Solução encapsulam soluções genéricas que formam as concepções – que fisicamente podem ser os

Componentes – para satisfazerem as funções do ST.

48 Componente 0..* 0..* Concepção / conceito

Formado por Princípios de solução encapsulam soluções genéricas que formam as Concepções (que fisicamente podem ser os Componentes) para satisfazerem as funções do ST.

49 Requisito 1..* 1..* Problema de projeto

Definem Cada projeto de ST é orientado pelo Problema de Projeto (a partir das necessidades humanas,

Requisitos de usuário e fontes de informação), sendo realizado pelo projetista.

50 Usuário 1..* 1..* Problema de projeto

Definem Cada projeto de ST é orientado pelo Problema de Projeto (a partir das necessidades humanas, requisitos de Usuário e fontes de informação), sendo realizado pelo projetista.

51 Problema de projeto

1..* 1..* Projetista Realizado por

Cada projeto de ST é orientado pelo Problema de Projeto (a partir das necessidades humanas, requisitos de usuário e fontes de informação), sendo realizado pelo Projetista.

52 Fonte de informação

1..* 1..* Projetista Realizado por

Cada projeto de ST é orientado pelo problema de projeto (a partir das necessidades humanas, requisitos de usuário e Fonte de

Informação), sendo realizado pelo Projetista.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 116

Assim, apresenta-se

o diagrama de nível de entidade (Fig. A.7), que ilustra as entidades da fase de projeto conceitual e os fluxos de informação entre elas. Mostra ainda o tipo de relação entre as entidades.

Descrevem

Composto por

Delimita o escopo

Composto por

Possui

Realizado por

Realizado por

Figura A.7. Diagrama de nível de entidade do projeto conceitual.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 117

Cada “caixa” do diagrama da Fig. A.7 mostra as informações a ela vinculadas, junto com as interconexões entre as caixas (entidades), de acordo com as relações definidas no Quadro A.4. Tal diagrama visa mostrar a estrutura de informações a ser adotada na BD, a qual pode ser futuramente ampliada, seguindo os procedimentos vistos no Apêndice

A, para agregar informações de outras fases do PDP, bem como alterar a presente estrutura, conforme a necessidade.

Além disso, convém citar que o campo “função genérica” da entidade “função” representa a função registrada na BD (e.g.: cortar, levantar), que deve ser associado às funções identificadas no ST (e.g.: cortar grama), no campo “nome da função”, às funções genéricas.

As funções genéricas também são associadas aos princípios de solução e aos componentes, para permitir que as soluções genéricas sejam identificadas a partir da consulta na BD para uma função do novo

ST (e.g.: “cortar”), sem as particularidades dos termos adotados na definição da função num dado ST (“cortar grama”). Assim, pode ser potencializada a inovação para diferentes projetos da organização.

A.4. Estrutura dos campos de preenchimento da base de dados

Nesta seção é mostrada a estrutura dos campos de preenchimento da base de dados (BD), resultantes das seções anteriores deste apêndice

A. Há campos relacionados ao projeto de ER e campos voltados aos elementos de cada ST analisado nos projetos de ER. O Quadro A.5 mostra a estrutura do campo projeto de ER.

Projeto

Código do projeto:

Nome do projeto:

Descrição do projeto:

Local de realização:

Gerente do projeto:

Data de início:

Produto (ST) novo?

ST relacionados:

Quadro A.5. Projeto de engenharia reversa.

No Quadro A.6, há a estrutura de preenchimento relacionada ao sistema técnico analisado no projeto de ER.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 118

Sistema técnico

Nome do ST:

Código do ST:

Projeto relacionado:

ST similares:

Características técnicas

Dimensões totais:

Peso (massa):

Desempenho:

Montagem:

Custo de aquisição:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Saídas – energia:

Saídas – material:

Saídas – informação:

Saídas – usuário:

Saídas – outros ST:

Quadro A.6. Sistema técnico.

Continuando, o Quadro A.7 mostra os campos da BD referentes ao preenchimento das condições ambientais de uso do ST. Trata das condições de uso onde o ST atua, e deve ser preenchido com as informações do quadro de caracterização dos ST (CST, Quadro 4.5).

ST relacionados:

Condições ambientais de uso do ST

Projeto relacionado:

Normas ambientais de uso do ST:

Condições de uso do ST:

Quadro A.7. Condições ambientais de uso do ST.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 119

Depois de terem sido preenchidos os campos referentes ao

projeto de ER em questão e o ST sob análise, são preenchidos os elementos específicos do ST na BD: funções, componentes e princípios de solução do ST. O Quadro A.8 mostra o elemento “componente”, onde no campo “funções relacionadas”, se inserem a função (igual

àquela no quadro SID) e o código. Estas funções são vinculadas às funções genéricas

30

da BD, para favorecer a consulta e a vinculação dos princípios de solução dos componentes do ST (que são identificados nesta fase) às funções genéricas da BD.

Componente

Código do componente:

Nome do componente:

Imagem do componente:

Descrição do componente:

Importância:

Material predominante:

Dimensões (A x C x L):

Peso (massa):

Custo do componente:

Componentes relacionados

31

:

Sequência de desmontagem (SOP):

Funções relacionadas

32

:

Princípios de solução relacionados

ST relacionados:

Quadro A.8. Componente.

Já o Quadro A.9 mostra o preenchimento do elemento “função”, relacionado à todas as funções do ST no quadro SID (Quadro 4.15).

30

Visa agrupar, sob uma denominação genérica, as funções similares dos diferentes ST que receberam denominações específicas – ou sinônimos – em cada projeto da organização.

31

Os componentes relacionados são vistos na matriz de interação de componentes (MIC).

32

As funções relacionadas à cada componente estão na matriz função por componente (MFC).

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 120

Código da função:

Nome da função:

Descrição da função:

Outras funções relacionadas:

Custo da função (R$):

Princípios de solução relacionados:

Componentes relacionados:

ST relacionados:

Importância da função:

Tipo da função:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Função

Entradas – ambiente:

Função genérica relacionada:

Quadro A.9. Função.

Por fim, são inseridas as informações relacionadas aos princípios de solução identificados a partir da desmontagem dos componentes, e os princípios de solução sugeridos por métodos de criatividade. Isto ocorre pelo preenchimento dos campos mostrados no Quadro A.10.

Princípios de solução

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

Componentes relacionados:

Quadro A.10. Princípios de solução.

Apêndice A. Estrutura da Base de Dados 121

A.5. Considerações finais

A modelagem de informações realizada para elaborar a BD não teve a intenção de esgotar o campo de conhecimentos da fase de projeto conceitual, mas representar as informações mais importantes dela. Disto, foi conceitualmente desenvolvida a estrutura da base de dados proposta, cuja implementação se restringiu às planilhas do Apêndice D, para permitir a avaliação da sistemática de ER e da BD.

Contudo, a estrutura de informações da BD apresentada considera as informações necessárias à realização das atividades da fase de projeto conceitual, que também vai orientar a elaboração do processo de ER.

APÊNDICE B. CATÁLOGO DE EFEITOS

Nesta seção, são mostrados alguns catálogos de efeitos do sistema

SADEPRO (Fiod Neto, 1993, p.290-306), para ilustrar formas de apoio a identificação de princípios de solução de componentes de um sistema.

Operação básica “isolar”

Princípio utilizado

1. Impermeabilidade de materiais

2. Impermeabilidade com campos de força

Meio físico

Sólido

Líquido

Gasoso

Atrito

Efeito físico

Impulso

Coulomb I

Coulomb II

Tensão superficial

Coulomb II

Viscosidade

Turbulência

Coulomb II

Impulso

Turbulência

Coulomb I

Quadro B.1. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“isolar” (Fiod Neto, 1993, p.297).

Operação básica “agrupar”

Princípio utilizado

1. Efeito concentrador com forças externas

Meio físico

2. Efeito concentrador com forças internas

Efeito físico

Coesão

Coulomb I

Coulomb II

Impulso

Atrito

Tensão superficial

Viscosidade

Gravitação

Dielétrico em condensador

Fluxo de energia de turbulência

Efeito de Pinch

Tensão superficial

Mudança da residência

Quadro B.2. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“agrupar” (Fiod Neto, 1993, p.297).

Apêndice B. Catálogo de Efeitos 124

Princípio utilizado

1. Impermeabilidade de materiais

Operação básica “ligar” (liberar, permitir passagem)

Parâmetros de comando

Grandeza

Coeficiente de atrito

Efeito físico

Intensidade Geometria

Força normal Ângulo de contato Atrito

Massa Velocidade Ângulo de incidência

Impulso

Ângulo de desvio Impulso

Cargas elétricas Distanciamento Coulomb I Constante dielétrica

Permeabilidade relativa

Fluxo magnético

Distanciamento Coulomb II

Ângulo de borda Tensão superficial

Viscosidade

Carga elétrica

Largura capilar

Velocidade Dimensões da fenda,

área de superfície

Tensão elétrica Distanciamento

Tensão superficial

Viscosidade

Coulomb I 2. Impermeabilidade de campos de força

Quadro B.3. Catálogo de efeitos do sistema SADEPRO para a função

“ligar” (Fiod Neto, 1993, p.301).

APÊNDICE C. ESTRUTURA INTEGRADA DE ANÁLISES DE

ENGENHARIA REVERSA

Nesta seção é descrita a estrutura integrada que representa as atividades e ferramentas da análise física do ST propostos na sistemática de ER. Objetiva fornecer uma visão de conjunto das propostas e assim, facilitar as análises físicas dos ST. A Fig. C.1 mostra uma visão geral da referida estrutura, com os meios de apoio.

Figura C.1. Visão geral da estrutura integrada das análises de ER.

A Fig. C.2 mostra a referida estrutura em tamanho normal.

Estrutura integrada das análises de ER

Etapa 01: avaliar a solicitação de ER (SER)

Solicitação de engenharia reversa (SER)

Nome da organização:

Nome do solicitante:

Setor:

E-mail:

Projeto de ER:

Matrícula:

Telefone:

Data:

Descrição e justificativa da solicitação de ER

Descrição e justificativa da solicitação:

Origem da solicitação (setor, atividade do PDP):

Nicho(s) de mercado de interesse:

Projeto(s) relacionado(s):

Etapa 02: definir o escopo do projeto de ER

Atividades do

projeto de ER

Problemas típicos de ER ao longo do PDP

Busca de novas tecnologias e oportunidades

Exploração das oportunidades

X X X X X X X X

X X X X X X X X

Especificações de projeto dos ST

Princípios de solução e funções dos ST

Dimensões, materiais e arranjos dos ST

Manuais de instalação e de manutenção

Processos de manufatura

Processos de montagem

O O X X X X X X

O O X X X X

O O X X

O O X

O O X X

O O X X

X X

X X

X X

X

X

X X

X X

X X

Atividade 2.1. Caracterizar os ST candidatos

Quadro de representação dos ST candidatos (STC)

ST 1

ST 2

Marca / modelo do ST

Imagem dos ST

Especificações técnicas dos ST

Etapa 03: a partir do quadro CTU (abaixo) e da lista de atributos do ciclo de vida do ST (ABC, abaixo), elaborar a matriz preço-valor (MPV).

Características

Obtenção do

ST

Principal forma de obtenção do ST

Condições de uso do ST

Informações

( ) aquisição; ( ) locação; ( ) empréstimo; ( ) doação

Observações (se forem necessárias):

Classe econômica ( ) miserável; ( ) classe baixa; ( ) classe média; ( ) classe alta

Nível de instrução ( ) analfabeto; ( ) semi alfabetizado; ( ) alfabetizado; de quem obtém

Quem utiliza o ST

(potencial usuário)

( ) ensino fundamental; ( ) ensino médio; ( ) ensino superior

( ) quem obtém; ( ) familiar; ( ) funcionário da organização;

( ) profissional externo; ( ) outros:

Nível de instrução de quem utiliza

( ) analfabeto; ( ) semi alfabetizado; ( ) alfabetizado;

( ) ensino fundamental; ( ) ensino médio; ( ) ensino superior;

Observações (se forem necessárias):

Forma de utilização ( ) conforme sugerido no manual de instruções;

( ) uso não recomendado pelo manual, especificar:

Intensidade do ciclo de operação

- Área (m

2

) ou distância de uso:

- Tempo total de utilização num dia:

Características do ambiente de uso

- Tempo ininterrupto (sem paradas) médio de uso:

- Frequência de uso:

( ) diário; ( ) semanal; ( ) mensal; ( ) outros:

( ) exposição à água; ( ) exposição à umidade significativa;

( ) exposição ao fogo; ( ) exposição ao calor;

( ) contato com pedras; ( ) exposição à terra, poeira;

( ) exposição aos ácidos (quais):

( ) outros (complemente):

R$ 50,00

R$ 45,00 Critérios

Pontuação

(valor) de cada ST

Preço de cada ST

ST a serem comparados

Critérios de avaliação (a partir dos atributos

básicos e do ciclo de vida do ST - ABC)

R$ 40,00

R$ 35,00

R$ 30,00

R$ 25,00

Atividade 2.2. Selecionar e obter o ST a ser analisado

Matriz preço-valor (MPV)

Elaboração da matriz preço-valor (MPV)

Peso

ST 1

ST 2

ST 3

ST 4

Área de interesse

(consenso da coordenação)

R$ 20,00

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500

Pontuação (Valor)

Etapa 04: selecionar e obter o ST a ser analisado, dentro da área de interesse, priorizando o maior valor e menor preço.

Etapa 05: caracterizar o ST selecionado e obtido, utilizando os quadros CST e CRS (ambos abaixo).

Etapa 06: detalhar textualmente a análise do mercado do ST, a partir dos quadros STC, CTU e CST, e da matriz MPV.

Etapa 07: a partir dos quadros CTU, CST, e do manual de instruções do ST (MIN), selecionar quais variáveis serão avaliadas (quadro VAE, abaixo) quanto à interação usuário-ST (ergonomia). Selecionar as análises a serem realizadas e os equipamentos necessários (EAE). Executar tais análises.

Etapa 08: a partir dos modos de falha e de interação no quadro CST, e do manual de instruções do ST (MIN), selecionar quais elementos de desempenho serão avaliados. Definir as análises a serem realizadas e quais equipamentos (EAD) serão utilizados. Executar as análises e preencher o quadro ADS (abaixo).

Etapa 09: a partir da solicitação de ER (SER) e do escopo do projeto de ER (etapa 02), definir quais soluções de projeto serão avaliadas: apenas características dos componentes; identificar as funções dos componentes (pelos efeitos de remoção), identificar os princípios de solução (com auxílio do quadro TEF, abaixo), ou todas elas (análise integral).

Etapa 10: planejar a sequência de desmontagem do ST (de cima para baixo ou vice-versa), partindo dos componentes externos (que devem ser desmontados primeiro) em direção aos componentes internos. Selecionar e obter as ferramentas necessárias para a desmontagem do ST (EDM).

Etapa 11: desmontar o ST, de acordo com a sequência de desmontagem definida. É analisado um componente por vez (demais remontados), o qual passa pelo procedimento SOP (subtrair e operar), de onde é preenchido o quadro de informações da desmontagem (SID).

Etapa 12: após ter sido executado o procedimento SOP em todos os componentes do ST, o ST é completamente desmontado e os componentes são organizados em posição de montagem, para fotografar o ST em vista explodida. Isto vai auxiliar nas análises de interação entre os componentes.

Etapa 13: após ter sido executado o procedimento SOP em todos os componentes do ST, o ST é completamente desmontado e os componentes são organizados

Etapa 14: a partir da função principal de cada componente no quadro SID, são comparados os efeitos de remoção relacionados à tal função, com os tipos de efeito do quadro TEF (abaixo). Com isto, são citados os efeitos físicos que o componente utiliza para atender tal função, e são identificados os portadores de função

(elementos/features do componente responsáveis pelo efeito físico). Dos efeitos e funções, é feita uma consulta na base de dados (BD) em busca dos princípios de solução (PS) compatíveis com os efeitos e funções, para preencher a última coluna do quadro AIP. Se não forem encontrados PS na BD, são criados novos PS.

Efeitos físicos

Mecânico

Hidráulico

Pneumático

Elétrico

Magnético

Ótico

Térmico

Químico

Nuclear

Biológico

Tipos de efeitos físicos (TEF) - atividade 2.7, etapa 09

Manifestações (aplicações)

Gravitação, inércia, força centrípeta

Hidrostática, hidrodinâmica

Aerostática, aerodinâmica

Eletrostática, eletrodinâmica, indutiva, capacitiva, piezo elétrica, transformação elétrica, retificação

Ferromagnética, eletromagnética

Reflexão, refração, difração, interferência, polarização, infra vermelho, visível, ultra violeta

Expansão, efeito bimetálico, absorção de calor, transferência de calor, condução de calor, isolamento térmico

Combustão, oxidação, redução, dissolução, combinação, transformação química, eletrólise, reações exotérmicas e endotérmicas

Radiação, isótopos, fonte de energia

Fermentação, putrefação, decomposição

Atividade 2.3. Caracterizar o ST selecionado e obtido

Caracterização do sistema técnico selecionado (CST)

Atividade 2.5. Analisar as condições de interação usuário-ST

Marca / modelo do ST selecionado

Especificações técnicas do ST

Principais modos de falha do

ST

Principais modos de interação externa do ST

Outros ST

Variáveis e condições de interação usuário-ST a serem avaliadas (do quadro VAE)

Parâmetros de desempenho

Atividade 2.6. Analisar o desempenho do ST

Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS)

Unidade

Valor publicado no manual

Valor medido no teste

Usuário

Análises a serem realizadas

ST 3

Resultados obtidos

ST 4

Amostra dos profissionais consultados

Meio ambiente

Avaliação preliminar das condições de operação do ST, recomendadas pelo manual de instruções do ST (MIN)

Postura e esforços do operador:

Segurança de operação do ST:

Cansaço do usuário:

Lesões geradas no usuário:

Condições típicas de uso não recomendado do ST

(citadas por profissionais de assistência técnica)

Citar as condições de uso não recomendado, e seus efeitos na operação do ST:

Efeitos do uso não recomendado

Observações

Lista de atributos básicos e do ciclo de vida do ST (ABC) -

Atividade 2.2, etapa 03

Atributos básicos

Funcionamento Aspectos relacionados com a operação do ST: rendimento, desempenho, eficiência, função.

Ergonômico Aspectos relacionados com a relação homem-máq.: ergonomia de uso, sequência de ações, uso.

Estético Aspectos relacionados com a aparência do produto: símbolos, signos, linguagem, semiótica, semântica.

Econômico

Segurança

Confiabilidade

Legal

Patentes

Aspectos relacionados com o custo de produção e o preço de venda: financiamentos, capital, juros.

Aspectos relacionados com a segurança durante o uso e o funcionamento: proteção contra acidentes, atos inseguros, funcionamento inseguro.

Aspectos vinculados com o uso e funcionamento estável: taxa de falhas, redundâncias ativa e passiva.

Aspectos das leis onde o ST será comercializado: uso, segurança, comércio e leis ambientais.

Problemas relativos ao uso de patentes registradas: grau de novidade, patenteabilidade, licenceamento

(pagamento de royalties) e uso de patentes.

Normalização Problemas relativos ao uso de elementos e peças normalizadas: normas internas, locais, setoriais, nacionais e internacionais.

Modularidade Problemas do projeto modular dos componentes: módulos de fabricação, de uso e de manutenção.

Impacto ambiental Problemas de contaminação ou degradação ambiental, desativação, reciclagem e descarte.

Atributos Fabricabilidade Aspectos relacionados à fabricação do ST do ciclo de Montabilidade Aspectos relacionados à montagem do ST vida do ST Embalabilidade Aspectos relacionados à facilidade de embalar o ST

Transportabilidade Aspectos relacionados ao transporte do ST

Armazenabilidade Aspectos relacionados ao armazenamento do ST

Comerciabilidade Aspectos relacionados à comercialização do ST

Função

Usabilidade

Execução das funções do ST (desempenho real)

Aspectos relacionados à facilidade de uso do ST

Mantenabilidade Aspectos relacionados à manutenção do ST

Reciclabilidade

Descartabilidade

Aspectos de reciclagem dos componentes do ST

Aspectos de descarte dos componentes do ST

Atividade 2.7. Identificar as soluções de projeto - etapa 15

Funções do ST

Matriz morfológica (MMF)

Princípios de solução

Quadro de análise das condições gerais de recebimento do

ST (CRS) - Atividade 2.3, etapa 05

Critérios

Embalagem do ST

Elementos de avaliação

Tipo de embalagem:

( ) caixa; ( ) saco; ( ) nenhuma; ( ) outra: ________

Material:

Suportes internos da embalagem:

( ) isopor; ( ) papelão; ( ) nenhum; ( ) outro: _____

Manual de instruções

Acessórios e ferramentas fornecidas com o ST

Nível de proteção do ST pela embalagem:

( ) total; ( ) parcial; ( ) baixo; ( ) nenhum

Facilidade de transporte:

( ) tamanho adequado? [S/N]; ( ) seguro? [S/N];

( ) ergonomia adequada? [S/N]

Idiomas: ( ) português; ( ) espanhol; ( ) inglês

Detalhamento:

( ) excessivo; ( ) adequado; ( ) superficial

Possui guia rápido com instruções de uso [S/N]: ( )

Informações presentes no

ST para o uso adequado

Informações sobre uso seguro do ST [S/N]: ( )

Uso seguro do ST [S/N]? ( )

Recomendações para evitar mal-uso [S/N]? ( )

Informações colocadas em elementos que não deterioram com o uso [S/N]? ( )

Asseio (limpeza) do ST Asseio (limpeza) do ST:

( ) empoeirado; ( ) engraxado; ( ) limpo; ( ) riscado

Montagem e regulagem

Nível de montagem necessária do ST para uso:

( ) total; ( ) parcial/subsistemas; ( ) nenhuma

Nível de regulagem necessária do ST para uso:

( ) bastante; ( ) pouco; ( ) nenhuma

Equipamentos necessários à montagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( ) nenhum

Equipamentos necessários à regulagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( ) nenhum

Atividade 3.1. Recomendações para a projetação dos ST - etapa 18

Quadro com as especificações de projeto dos ST similares

àquele analisado na ER (ESS)

Especificação de projeto

Unidade Quantidade

Quadro de variáveis comuns de análises de ergonomia (VAE) - Atividade 2.5, etapa 07

Homem

Antropometria e biomecânica:

- Dimensões do corpo

- Alcance dos movimentos

- Forças musculares

Índices fisiológicos:

- Consumo de oxigênio

- Temperatura corporal

- Ritmo cardíaco

- Retorno venoso

- Resistência ôhmica da pele

- Composição do sangue

- Quantidade de suor

- Eletromiografia

- Controle motor

- Dinamometria

Percepções e cognição:

- Visão

- Audição

- Cinestesia

- Tato

- Aceleração

- Posições do corpo

- Esforço

- Processamento

- Decisões

Desempenho:

- Tempo

- Erros

- Acertos

- Velocidade

- Precisão

Acidentes:

- Quase-acidente

- Frequência

- Gravidade

Variáveis clínicas:

- Consultas médicas

- Dores

- Afastamentos

Subjetivos:

- Conforto

- Segurança

- Estresse

- Fadiga

Máquina

Nível tecnológico:

- Processamento

- Realimentação

- Decisões

Dimensões:

- Volumes

- Formas

- Distâncias

-Massas

- Ângulos

- Áreas

Displays:

- Visuais: diais, luzes, indicadores, contadores

- Auditivos: fala, ruído

- Táteis: estático, dinâmico

Controles:

- Manuais

- Pedais

- Tronco

- Compatibilidade

Arranjos:

- Posições de: displays e controles

Ferramentas manuais:

- Formas

- Materiais

- Texturas

Ambiente

Psico-social:

- Monotonia

- Motivação

- Liderança

Físico:

- Temperatura

- Umidade do ar

- Velocidade do ar

- Iluminamento

- Ruídos

- Vibrações

- Acelerações

Organização do trabalho:

- Horários

- Turnos

- Treinamento

- Supervisão

- Distribuição de tarefas

- Grupo

Sistema

Subsistemas:

- Interações

Postos de trabalho:

- Postura

- Movimentos

- Informações

Produção:

- Quantidade

- Qualidade

- Produtividade

- Regularidade

Confiabilidade:

- Frequência de erros

- Tempo de funcionamento

- Regularidade

Atividade 3.1. Recomendações para a projetação dos ST - etapa 19

Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS)

Categoria de análise

Subsistema do ST

Recomendações de projeto do ST

Impressões da ocorrência, dos efeitos e das causas dos modos de falha do ST

Modos de falha (citados pelos profissionais de assistência técnica do ST)

Ocorrência

[S/N]

Efeito do modo de falha

Outros modos de falha - identificados nos testes

Comentários gerais sobre os testes de desempenho e recomendações para os novos testes

Causa do modo de falha

Atividade 2.7. Identificar as soluções de projeto - Quadro de informações da desmontagem (SID) - etapa 14

Informações da lista de materiais (BOM - Bill of Materials ) Informações do procedimento SOP (Subtract and Operate Procedure )

Código do componente

Imagem do componente

Nome do componente

Quadro de recomendações típicas para a projetação dos ST (RTP) - Atividade 3.1, etapa17

Entradas

Comentários Recomendações típicas

Solicitação de ER (SER) Os resultados obtidos na ER são comparados Não atua diretamente nas fases de projetação, com o que foi solicitado na SER. Não gera recomendações, mas orienta as demais recomendações mas auxilia na avaliação nas novas SER

Plano do projeto de ER Os resultados obtidos na ER são comparados Não atua diretamente nas fases de projetação, com o que foi definido no plano do projeto mas auxilia na fase de planejamento dos

As características dos usuários auxiliam projetos de PDP

Quadro com especificações de projeto dos ST Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST

(CTU) na definição das necessidades dos usuários similares àquele analisado na ER (ESS)

Manual de instruções do ST

(MIN)

O manual tem especificações técnicas, instruções de uso do ST e orientações de assistência técnica, que podem ser tidas como referência aos novos ST

.. Quadro com especificações de projeto dos ST similares àquele analisado na ER (ESS), utilizado nas fases de projeto informacional e preliminar;

.. Quadro com recomendações de projeto dos

ST (RPS).

Matriz preço-valor (MPV)

Quadro de análise das condições de recebimento do ST (CRS)

A MPV mostra os critérios de avaliação considerados pelos clientes do ST, com as notas obtidas, para cada ST similar

O quadro CRS sintetiza as condições de recebimento do ST (como o usuário recebe): necessidade de montagem e de regulagem, embalagem, etc.

Recomendações de projeto priorizando os critérios de avaliação da MPV com

maior peso e nota entre os clientes

Recomendações de projeto considerando os pontos fortes do ST avaliado, em relação

à montagem e regulagem, embalagem, instruções, etc.

Quadro de caracterização dos sistemas técnicos (CST)

Além das especificações técnicas, há os modos de falha e de interação externa do ST

.. Quadro com especificações de projeto dos ST similares àquele analisado na ER (ESS), utilizado nas fases de projeto informacional e preliminar;

.. Ações que mitiguem e/ou eliminem os modos de falha do ST avaliado;

.. Melhoria das condições de interação entre usuário e ST, entre o ST e outros

ST, e entre o ST e o meio ambiente.

Melhoria das condições de interação entre Dados e análise das condições Dos resultados da análise das condições de interface usuário-ST

Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS) de interface entre o usuário e o ST, são definidas condições otimizadas de interação

(ergonomia)

O desempenho do ST é avaliado em relação usuário e ST: postura do usuário, esforços físicos do operador, interface dos comandos do ST, etc.

.. Quadro com especificações de projeto dos aos dados publicados no manual (MIN) e aos ST similares àquele analisado na ER (ESS), modos de falha. São ainda sugeridas utilizado nas fases de projeto informacional e recomendações das condições de uso apropriado do ST, para a melhor eficácia preliminar;

.. Quadro com recomendações de projeto

Quadro de informações da desmontagem (SID)

O quadro SID tem as soluções de projeto do

ST, mediante a desmontagem. Considera as funções, os princípios de solução e as características técnicas de cada componente dos ST (RPS).

.. Características de cada componente do ST: dimensões, materiais e imagens; as funções e os princípios de solução;

.. Comparação das funções dos ST similares

(CFN).

Vista explodida do ST

Princípios de solução dos componentes do ST

Mostra a ordem de montagem dos componentes do ST

Os princípios de solução identificados no projeto de ER podem ser propostos nos novos projetos de ER da organização

Matriz morfológica (MMF) Mostra as funções do ST e os princípios de solução nele adotados, os quais combinados representam a concepção

Pode ser tida como referência a ordem de montagem de alguns componentes ou subsistemas

Sugerir novos princípios de solução para as funções existentes na base de dados, o que amplia o campo de busca de soluções para os novos ST

.. Alguns princípios de solução do ST avaliado podem ser sugeridos no projeto do novo ST, para uma dada função;

.. Nas funções importantes do ST avaliado, são comparados os princípios de solução nelas adotados com os princípios de solução utilizados pelos

ST similares nas mesmas funções

Etapa 15: representar a concepção do ST na matriz morfológica (MMF), a partir de cada função do quadro AIP e seu respectivo princípio de solução.

Etapa 16: registrar os resultados obtidos no relatório de projeto e na base de dados (BD).

Etapa 17: verificar quais recomendações de projetação serão propostas, a partir do quadro de recomendações típicas para a projetação dos ST (RTP).

Etapa 18: preencher o quadro com as especificações de projeto para os ST similares àquele analisado na ER (ESS - abaixo).

Etapa 19: preencher o quadro com as recomendações de projeto dos ST (RPS - abaixo).

Materiais e dimensões

Fornecedor do componente

Massa unitária [g]

Campos da base de dados (BD) a serem preenchidos nos projetos de ER

Projeto

Código do projeto:

Nome do projeto:

Descrição do projeto:

Local de realização:

Gerente do projeto:

Data de início:

Produto (ST) novo?

ST relacionados:

Nome do ST:

Código do ST:

Projeto relacionado:

ST similares:

Características técnicas

Dimensões totais:

Peso (massa):

Desempenho:

Montagem:

Custo de aquisição:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Saídas – energia:

Saídas – material:

Saídas – informação:

Saídas – usuário:

Saídas – outros ST:

Sistema técnico

ST relacionados:

Projeto relacionado:

Condições ambientais de uso do ST

Normas ambientais de uso do ST:

Condições de uso do ST:

Efeitos da remoção

Sequência de desmontagem

Componente (órgão)

Código do componente:

Nome do componente:

Imagem do componente:

Descrição do componente:

Importância:

Material predominante:

Dimensões (A x C x L):

Peso (massa):

Custo do componente:

Componentes relacionados

1

:

Sequência de desmontagem (SOP):

Funções relacionadas

2

:

Princípios de solução relacionados

ST relacionados:

Código da função:

Nome da função:

Descrição da função:

Outras funções relacionadas:

Custo da função (R$):

Princípios de solução relacionados:

Componentes relacionados:

Função

ST relacionados:

Importância da função:

Tipo da função:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Entradas – ambiente:

Função genérica relacionada:

Funções associadas

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

Princípios de solução

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

1

Os componentes relacionados são vistos na matriz de interação de componentes (MIC).

2

As funções relacionadas à cada componente estão na matriz função por componente (MFC).

Atividade 2.7. Identificar as soluções de projeto - etapa 14

Quadro de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP)

Função principal do componente

Efeitos físicos Portador do efeito Princípio de solução

APÊNDICE D. EXEMPLOS DE CAMPOS PREENCHIDOS DA

BASE DE DADOS

Nesta seção, serão mostradas planilhas com campos preenchidos para representar os resultados dos projetos de ER e ilustrar a aplicação da BD como apoio ao processo de projetação. Para tal, foi adotada a seguinte organização:

Quadro D.1. Planilha: projeto. Apresenta as informações necessárias para identificar os projetos de ER;

Quadro D.2. Planilha: sistema técnico. Mostra as informações que descrevem o ST avaliado na ER;

Quadro D.3. Planilha: condições ambientais de uso do ST.

Define as condições do ambiente de uso do ST;

Quadro D.4. Planilha: componentes. São mostrados alguns componentes cadastrados;

Quadro D.5. Planilha: funções. Mostra algumas funções cadastradas;

Quadro D.6. Planilha: princípios de solução. Mostra alguns princípios de solução cadastrados.

Todas serão mostradas nas seções que seguem.

Apêndice D. Exemplos de Campos Preenchidos da Base de Dados da Organização 130

Código do projeto:

NDP-0091

Projeto

Nome do projeto:

Análise física (ER) do aparador de grama doméstico A

Descrição do projeto:

Realização do processo de análise física (engenharia reversa) do aparador de grama doméstico A: preço até

R$200,00 para o mercado brasileiro das classes C e D

Local de realização:

Setor de projetos da empresa NeDIP Ltda.

Gerente do projeto:

Data de início:

Produto (ST) novo?

ST relacionados:

André Ogliari (Ndp-p-0002)

20/08/2008

Sim (não é aperfeiçoamento)

AGD-001

Quadro D.1. Planilha: projeto.

Apêndice D. Exemplos de Campos Preenchidos da Base de Dados da Organização 131

Nome do ST:

Código do ST:

Projeto relacionado:

ST similares:

Sistema técnico

Aparador de grama doméstico A (concorrente)

AGD-001

NDP-0091

A (AGD-001), B, C, D e G. Vide Fig. D.6 e Quadro D.7

Características técnicas Aparador elétrico, motor assíncrono 220V, 60Hz, 700W

Dimensões totais:

250 mm (A); 1220 mm (C); 230 mm (L)

Peso (massa):

Desempenho:

2,05 kg

Faixa de corte (diâmetro da lâmina): 240 mm

Montagem:

Custo de aquisição:

Entradas – energia:

Aparador entregue montado ao consumidor

R$140,00

Energia elétrica (alimentar o motor)

Entradas – material:

Fio de nylon (realimentar), grama alta (a ser cortada)

Entradas – informação:

Altura da grama, aparador em temperatura ambiente

Entradas – usuário:

Saídas – energia:

Usuário suporta e manobra o aparador

Entradas – outros ST:

Interage com a extensão elétrica (entre a tomada residencial e a tomada do aparador)

A energia elétrica foi dissipada em energia mecânica

(corte da grama) e energia térmica (aqueceu o motor)

Saídas – material:

Saídas – informação:

Grama cortada; fragmentos de grama espalhados no gramado e grudados do aparador; menor comprimento da lâmina de corte (fio de nylon)

Nova altura da grama; aparador com temperatura pouco superior à ambiente, maior nível de sujeira do aparador

Saídas – usuário:

Saídas – outros ST:

Se o aparador tiver uso prolongado: dor lombar e dor nas articulações dos membros superiores (cotovelos, pulsos e dedos), pela vibração do ST em uso; satisfação pelo término da atividade

Considerando que o ST deve ser limpo depois do uso, irá interagir com instrumentos de asseio: pano úmido, papel e espátula para raspar a grama grudada no ST

Quadro D.2. Planilha: sistema técnico.

Apêndice D. Exemplos de Campos Preenchidos da Base de Dados da Organização 132

ST relacionados:

Condições ambientais de uso do ST

AGD-001

Projeto relacionado:

Normas ambientais de uso do ST:

NDP-0091

Não polui o meio ambiente, apenas gera fragmentos de grama cortada que devem ser descartados ou utilizados como fertilizante. Praticamente não gera poluição térmica, mas produz moderada poluição sonora.

Condições reais de uso do ST:

Usuário liga os aparadores elétricos atuais em extensões para cortar a grama do jardim. Em muitos casos, removem a capa inferior de proteção para aumentar o comprimento da lâmina (fio de nylon), sem utilizar EPI

(equipamentos de proteção individual) adequados e especificados no manual do ST. Isto diminui a confiabilidade do aparador e provoca a queima do motor elétrico por superaquecimento.

Quadro D.3. Planilha: condições ambientais de uso do ST.

Código do componente: AGD-001_006

Nome do componente:

Tampa superior do carretel

Imagem do componente:

Código do componente: AGD-001_010

Nome do componente:

Motor elétrico assíncrono 220V, 60Hz, 700W

Imagem do componente:

Descrição do componente:

Importância:

Tampa superior do carretel que fixa a tampa inferior (com o carretel de corte e a mola de ajuste nela embutidos) e arrefece o motor elétrico mediante a rotação das aletas.

A

Material predominante: Plástico PA

Dimensões (A x C x L):

ø79 x 21 mm

Peso (massa):

24,00g

Custo do componente:

R$ 3,00

Outros componentes

AGD-001_001

relacionados:

AGD-001_002

AGD-001_003

AGD-001_004

AGD-001_005

AGD-001_007

AGD-001_010

Sequência de desmontagem (SOP):

01 (02, 03), 04, 05

Funções relacionadas:

F.11. Proteger

F.14. Fixar

F.26. Arrefecer (resfriar)

Princípios de solução

11.01. Capa

relacionados:

14.03. Parafuso

26.01. Aletas

ST relacionados:

AGD-001

AGD-002

Código do componente: AGD-001_003

Nome do componente:

Mola do carretel

Imagem do componente:

Descrição do componente:

Importância:

Motor elétrico assíncrono que gera torque para movimentar a lâmina de corte (fio de nylon).

A

Material predominante: Diversos

Dimensões (A x C x L):

160 x 70 x 60 mm

Peso (massa):

956,77g

Custo do componente:

R$ 18,00

Outros componentes

AGD-001_004

relacionados:

AGD-001_005

AGD-001_006

AGD-001_007

AGD-001_011

AGD-001_013

AGD-001_021

Sequência de desmontagem (SOP):

08, 09, 14, 12, 13, 21, 01 (02, 03), 04, 05, 06,

07

Funções relacionadas:

F.06. Gerar movimento

06.01. Motor elétrico

Princípios de solução relacionados:

ST relacionados:

AGD-001

AGD-002

Código do componente: AGD-001_023

Nome do componente:

Botão de acionamento

Imagem do componente:

Descrição do componente:

Importância:

Mola helicoidal que permite o ajuste do comprimento da lâmina (fio de nylon)

A

Material predominante: Aço 1020

Dimensões (A x C x L):

ø11,5 x 35 x ø1,3 mm x 8 espiras

Peso (massa):

3,39

Custo do componente:

R$ 0,70

Outros componentes

AGD-001_001

relacionados:

AGD-001_002

AGD-001_004

AGD-001_006

Sequência de desmontagem (SOP):

01, 02

Funções relacionadas:

F.13. Permitir ajuste

Princípios de solução

13.01. Ajuste por mola

relacionados:

13.03. Ajuste manual

ST relacionados:

AGD-001

AGD-002

Descrição do componente:

Importância:

Botão de acionamento do motor elétrico, com retorno por mola helicoidal. Enquanto pressionado, fecha contato elétrico que transmite a energia elétrica entre os cabos.

Não possui trava, necessita ser pressionado durante toda a operação de corte

A

Material predominante: Diversos

Dimensões (A x C x L):

47 x 29 x 15 mm

Peso (massa):

18,54g

Custo do componente:

R$ 1,50

Outros componentes relacionados:

AGD-001_021

AGD-001_022

AGD-001_024

AGD-001_025

Sequência de desmontagem (SOP):

26, 14, 25, 24, 21

Funções relacionadas:

F.09. Acionar o motor

18.02. Botão sem trava

Princípios de solução relacionados:

ST relacionados:

AGD-001

AGD-002

Quadro D.4. Planilha: componentes.

Código da função:

Nome da função:

Descrição da função:

Outras funções relacionadas:

F.01

Cortar

Dividir, separar ou aparar algum objeto

F.02. Remover material

F.23. Triturar (picar)

Princípios de solução relacionados:

PS 01.01. Faca

PS 01.02. Fio flexível

PS 01.03. Lâminas helicoidais

PS 01.04. Tesoura

PS 01.05. Lâmina fixa rotativa (corte horizontal, eixo vertical)

PS 01.06. Foice

PS 01.07. Guilhotina

PS 01.08. Lâminas sobrepostas

Componentes relacionados:

ST relacionados:

Importância da função:

Tipo da função:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Entradas – ambiente:

PS 01.09. Dentes de animais (pastar)

PS 01.10. Corte manual (rasgar)

PS 02.01. Feixe de laser

PS 02.02. Jato de água

PS 02.03. Feixe de plasma

PS 02.04. Oxicorte

PS 02.05. Broca

PS 02.06. Ataque de ácido

PS 02.07. Eletroerosão

PS 23.01. Facas oscilantes (marteletes)

PS 23.02. Rolo com pinos

PS 23.03. Rotor cilíndrico

AGD-001_002

AGD-002_006

AGD-001

AGD-002

A

U (uso)

Mecânica

Grama sem cortar

Altura da grama

Posicionamento da lâmina (altura, nivelamento e movimentos)

-

-

Código da função:

Nome da função:

Descrição da função:

Outras funções relacionadas:

F.09

Acionar o motor

Permite que o usuário acione o motor elétrico do aparador A, para iniciar o corte da grama

F.04. Fixar o botão de acionamento;

F.05. Proteger o usuário de choques elétricos.

Princípios de solução relacionados:

PS 18.02. Botão sem trava

Componentes relacionados:

ST relacionados:

Importância da função:

Tipo da função:

Entradas – energia:

Entradas – material:

Entradas – informação:

Entradas – usuário:

Entradas – outros ST:

Entradas – ambiente:

AGD-001_023

AGD-001

A (primária)

U (uso)

Energia elétrica da tomada

Mecânica: força do usuário

-

Força para apertar o botão e acionar o aparador A

-

-

Quadro D.5. Planilha: funções.

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

Componentes relacionados:

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

06.01

Motor elétrico

Gerar torque a partir de motores elétricos. Transforma energia elétrica em energia mecânica.

Transformação

AGD-001

AGD-002

AGD-003

F.06. Gerar movimento

AGD-001_010

AGD-002_003

06.06

Turbina eólica

Gera torque a partir do movimento das pás (hélices), que giram pela ação do vento. Conceito utilizado em moinhos antigos e em aerogeradores (para movimentar geradores de energia).

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

Componentes relacionados:

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

Componentes relacionados:

Código do PS:

Nome do PS:

Descrição do PS:

Imagem do PS:

Efeito relacionado ao PS

ST relacionados:

Funções relacionadas:

Componentes relacionados:

Transformação

F.06. Gerar movimento

F.16. Captar energia

17.01

Condutores elétricos

Transmitir energia elétrica utilizando fio condutor interno com isolamento elétrico externo.

Elétrico, forma + material

AGD-001

AGD-002

F.17. Transmitir energia elétrica

AGD-001_021

AGD-002_012

18.02

Botão sem trava

Botão que aciona o ST mas não mantém o botão travado acionado (retorna à posição de origem). Obriga o usuário mantê-lo pressionado durante a operação do ST. Geralmente adotado em botões do tipo gatilho.

Mecânico (mola = material + forma) e elétrico (condução = contato elétrico)

AGD-001

F.17. Transmitir energia elétrica

F.18. Acionar

F.21. Isolar

AGD-001_023

Quadro D.6. Planilha: princípios de solução.

APÊNDICE E. ANÁLISE FÍSICA INTEGRAL DE ER:

APARADOR DE GRAMA

Nesta seção, será ilustrada a utilização de parte da sistemática de engenharia reversa (ER) e da base de dados (BD) elaboradas nesta tese.

Trata-se de um caso fictício onde uma empresa de pequeno porte busca realizar a análise física de um ST de referência para compreender seus conceitos e soluções e, disso, desenvolver um novo ST (novo na organização) similar àquele analisado, para oferecer ao mercado.

Dentre as opções do Quadro 5.1 (quinto capítulo), foi selecionado o aparador de grama. Isto se deve à contribuição para a pesquisa, em termos da simplicidade construtiva, boa variação de conceitos (soluções tecnológicas), pela facilidade de obtenção e por ser um item doméstico que muitas pessoas conhecem ou possuem (favorece a compreensão).

Desta maneira, é iniciado o processo de análise física do aparador.

E.1. FASE 1. PLANEJAMENTO DO PROJETO DE ER

Na primeira fase, são definidos os aspectos gerenciais do projeto de ER, a partir da solicitação de ER (SER), mostrada no Quadro E.1.

Jardins Jardinagem

Projeto de ER: NDP-191

Nome do solicitante: Pedro Barbosa

Setor: Projeto – Linha de Jardinagem

Matrícula: JJ3456

Telefone: ramal 213

E-mail: [email protected] Data: 17/08/2009

Descrição e justificativa da solicitação de ER

Descrição e justificativa da solicitação:

Avaliar aparadores de grama domésticos com preço até R$200,00 vendidos no mercado nacional (fabricação nacional e importados). Sugiro que destes, um aparador de referência seja analisado, para orientar o projeto de um novo aparador a ser desenvolvido na organização (iniciando a nova linha de jardinagem). O setor comercial solicitou que o novo aparador seja mais confortável e resistente que os concorrentes, pois muitos aparadores falham por queima do motor, e os usuários estão dispostos a pagar um pouco mais pela melhor qualidade, conforto e confiabilidade.

Origem da solicitação: setor de projeto, planejamento de novos produtos

Nicho(s) de mercado de interesse: mercado nacional de aparadores de grama domésticos, com preço até R$200,00.

Produto(s) interno(s) relacionado(s): nenhum, primeiro do segmento

Quadro E.1. Solicitação de informações – aparador de grama.

Apêndice E. Análise Física Integral de ER: Aparador de Grama 140

Pode ser notado no Quadro E.1 que a SER do exemplo solicita a análise completa de um aparador de grama de referência, dentre aqueles direcionados ao mercado nacional com preço até R$200,00. Não foi definido qual aparador será avaliado. Portanto, a seleção do aparador de referência faz parte do escopo deste projeto de ER. A SER também citou características desejadas no novo aparador da organização, como qualidade, conforto e confiabilidade, mas não foram citadas análises específicas de desempenho, ergonomia ou desmontagem do ST.

Em termos do escopo do projeto de ER, é uma análise física integral. Segundo o escopo e o quadro ASA (Quadro 4.2), serão realizadas estas atividades: 1.2 (definir o cronograma do projeto de ER);

1.3 (definir o orçamento do projeto de ER); 1.4 (elaborar o plano do

projeto de ER); 2.1 (identificar os ST candidatos); 2.2 (selecionar e obter o ST a ser analisado); 2.3 (caracterizar o ST selecionado e obtido);

2.4 (caracterizar o mercado do ST); 2.5 (analisar as condições de interação usuário-ST); 2.6 (analisar o desempenho do ST); 2.7

(identificar as soluções de projeto); 3.1 (recomendações para a projetação dos ST) e 3.2 (encerrar o projeto de ER).

Foi então definido o cronograma do projeto de ER, a partir das atividades de execução (fases 2 e 3 da sistemática, citadas no escopo), para uma equipe multifuncional de quatro profissionais. O projeto de

ER terá estrutura por projetos, com um gerente fixo. Os demais integrantes da equipe de ER são originados de diversas áreas da organização, selecionados conforme o perfil de cada atividade de ER.

Ao final da atividade, os profissionais são devolvidos ao setor original.

A duração das atividades (total de doze dias úteis) foi estimada a partir da experiência da equipe de ER. Já o orçamento do projeto de ER foi estimado a partir do cronograma, considerando os custos operacionais da execução do projeto de ER: horas de trabalho dos profissionais internos e custo de utilização dos recursos físicos necessários. Foi ainda previsto um valor de R$200,00 para a aquisição do ST a ser avaliado.

O plano do projeto de ER agrupou tais resultados num texto, que foi avaliado e aprovado pela coordenação da organização, autorizando a execução do projeto.

Na sequência, é realizada a atividade 1.4 elaborar o plano do

projeto de ER (PPJ), que integra os resultados da fase 1 para orientar a equipe de ER na execução das atividades do projeto de ER. Trata-se de um relatório preliminar que compreende a SER, o escopo do projeto de

ER, as atividades previstas, bem como o cronograma e o orçamento.

Apêndice E. Análise Física Integral de ER: Aparador de Grama 141

E.2. FASE 2. ANÁLISE DO SISTEMA TÉCNICO

Segundo o escopo do projeto de ER, trata-se de uma análise integral de ER, considerando os aparadores de grama com preço até

R$200,00, pois é o mercado pretendido. Portanto, nesta fase foram realizados todos os estudos da sistemática (vide a Fig. 4.4): caracterizar o mercado; interação usuário-ST; desempenho do ST; identificar as soluções de projeto. Isto visa orientar novos projetos similares. Como na

SER foi definido um mercado de atuação, e não um ST específico, são inicialmente identificados os ST candidatos, na atividade 2.1, para favorecer a seleção da melhor alternativa de ST a ser avaliado.

Considerando que a organização não domina os procedimentos de corte da grama, e que deseja iniciar uma linha de produtos para jardinagem, é importante entender os procedimentos de corte da grama

33 nas residências e conhecer os ST alternativos existentes (Quadro E.2). a) Tesoura de cortar grama

Vantagens:

- Baixo custo e massa;

- Fácil manutenção

(principalmente limpeza);

- Compacta para guardar. b) Aparador manual helicoidal

Vantagens:

- Médio custo;

- Fácil manutenção

(principalmente limpeza);

- Não precisa sustentar

(favorece a ergonomia). c) Carrinho de cortar grama

(elétrico e a combustão)

Vantagens:

- Custo de manutenção moderado (limpeza fácil, mas motor pode queimar);

- Não precisa sustentar

(favorece a ergonomia);

- Atende área significativa.

Desvantagens: Desvantagens: Desvantagens:

- Pouca eficácia (muito esforço - Média eficácia (médio para pequena área);

- Desconforto ergonômico

(com possíveis lesões). esforço para pequena área);

- Tamanho significativo;

- Operação cansativa em terrenos acidentados.

- Tamanho significativo;

- Operação cansativa em terrenos acidentados;

- Custo de aquisição elevado perante os demais.

Quadro E.2. Equipamentos tradicionais para cortar grama em residências, antes dos aparadores.

33

Os ST alternativos podem ser os ST similares concorrentes do novo ST, os concorrentes indiretos (realizam funções semelhantes, podem ser substitutos) e os novos entrantes.

Apêndice E. Análise Física Integral de ER: Aparador de Grama 142

A tesoura foi amplamente utilizada no corte e nas operações de acabamento, pelo baixo custo de aquisição e de manutenção e fácil manobrabilidade. No entanto, apresenta algumas desvantagens: muito esforço em áreas maiores de corte e desconforto ergonômico com possíveis lesões. Com o tempo, alguns usuários adotaram um aparador helicoidal para o corte do gramado, tendo a tesoura para o acabamento, pois ambos os ST não consomem energia elétrica e, neste modo combinado de operação, não demandam muito esforço

34

do usuário. Do sucesso do aparador helicoidal, surgiram os carrinhos com motores elétricos e de combustão interna, que tem maior eficiência de corte numa área maior (preferencialmente plana), apesar do maior custo de aquisição. Contudo, os aparadores helicoidais e os carrinhos operam principalmente em movimento recíproco de corte da grama (“vai-vem”).

Noutro momento, surgiram os aparadores com motor elétrico de baixa potência, cujo corte é realizado por fio de nylon num carretel de alta rotação. Foram desenvolvidos para substituir as tesouras manuais nas operações de acabamento, mas devido à praticidade e baixo preço, passaram a ser adquiridos para aparar todo o gramado das residências.

Assim, foi diminuída a procura pelos demais ST (Quadro E.2), onde tais aparadores elétricos foram reforçados

35

para as novas condições de uso.

A partir deste estudo sobre os ST que cortam grama, foram identificados os ST concorrentes do novo aparador, apresentados no quadro de representação dos ST candidatos (STC, Quadro E.3), com as especificações técnicas. Foram ainda incluídos alguns ST direcionados a outros mercados, para identificar conceitos e soluções que possam inspirar a inserção de inovações nos novos ST e mapear possíveis novos entrantes e ameaças.

34

Os usuários sentem um maior esforço nos aparadores helicoidais quando a grama está alta e se acumula nas lâminas, pois geralmente ocorre o travamento das lâminas helicoidais.

35

Com a aplicação do aparador de grama no corte de todo o gramado (ao invés de apenas acabamentos), começou a queimar o motor elétrico (principal falha destes aparadores), geralmente ocasionada por superaquecimento, devido às diferenças de demandas energéticas nas operações de corte de todo o gramado e do acabamento. Para amenizar isso, os fabricantes aumentaram gradativamente a potência do motor, o que prolonga a vida do motor, mas aumenta a massa (prejudicando a manobrabilidade) e o esforço do usuário.

Quadro E.3. Quadro de representação dos ST candidatos (STC).

Marca/ modelo

1 ST A*

Imagem do ST

2 ST B*

3 ST C*

4 ST D*

Especificações do ST

Potência: 700W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 2,50 kg

Ø corte: 240 mm

Lâminas ativas: 1

Preço: R$140,00

Potência: 700W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 2,20 kg

Ø corte: 290 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$135,00

Potência: 700W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 2,60 kg

Ø corte: 300 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$130,00

Potência: 700W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 2,80 kg

Ø corte: 280 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$125,00

Marca/ modelo

5 ST E

Imagem do ST

6 ST F

36

7 ST G*

Especificações do ST

Potência: 540W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 3,90 kg

Ø corte: 360 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$580,00

Potência: 500W

Fonte: elétrico (bateria: 18V;

1,5Ah; auton.: 3h)

Massa: 2,90 kg

Ø corte: 260 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$400,00

Potência: 600W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 2,60 kg

Ø corte: 260 mm

Lâminas ativas: 1

Preço: R$150,00

36

Aparelho disponível nos países da Comunidade Européia. Custo médio de £70,00 (UK). Preço estimado no Brasil: R$400,00.

Continuação do Quadro E.3.

Marca/ modelo

8 ST H

Imagem do ST

9 ST I

Especificações do ST

Potência: 600W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 3,50 kg

Ø corte: 230 mm

Lâminas ativas: 1

Preço: R$300,00

Potência: 1000W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 4,80 kg

Ø corte: 290 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$250,00

10 ST J Potência: 1000W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 5,80 kg

Ø corte: 290 mm

Lâminas ativas: 3

Preço: R$600,00

Marca/ modelo

11 ST K

Imagem do ST

12 ST L

Especificações do ST

Potência: 650W

Fonte: gasolina

(2T, 27,2 cm

3

)

Massa: 4,10 kg

Ø corte: 360 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$800,00

Potência: 1050W

Fonte: elétrico (tomada)

Massa: 8,00 kg

Ø corte: 300 mm

Lâminas ativas: 2

Preço: R$400,00

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 145

Conforme visto no Quadro E.3, cinco ST concorrentes do novo aparador (preço até R$200,00, destacados com asterisco no nome) são similares: motor elétrico inferior com o rotor acoplado, alimentação de energia por tomada e extensão, haste de sustentação com alças (massa do ST sustentada pelo usuário) e botão de acionamento sem trava (uso de curta duração). Há poucas diferenças nas especificações, modos de falha e modos de interação externa.

Com os ST candidatos apresentados, se partiu para a atividade

2.2, referente à seleção do ST a ser avaliado. Para tal, foram sintetizadas as características comuns em que os cinco ST concorrentes diretos são submetidos em uso habitual, mediante o preenchimento do quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do

ST (CTU), no Quadro E.4.

Características

Obtenção do

ST

Principal forma de obtenção do ST

Informações

( X ) aquisição; ( ) locação; ( ) empréstimo; ( ) doação

Observações (se forem necessárias):

Classe econômica ( ) miserável; ( X ) classe baixa; ( X ) classe média; ( ) classe alta

Nível de instrução de quem obtém

( ) analfabeto; ( X ) semi alfabetizado; ( X ) alfabetizado;

( X ) ensino fundamental; ( X ) ensino médio; ( X ) ensino superior

Condições de uso do ST

Quem utiliza o ST

(potencial usuário)

Nível de instrução de quem utiliza

( X ) quem obtém; ( X ) familiar; ( ) funcionário da organização;

( X ) profissional externo; ( ) outros:

( ) analfabeto; ( X ) semi alfabetizado; ( X ) alfabetizado;

( X ) ensino fundamental; ( X ) ensino médio; ( X ) ensino superior;

Observações (se forem necessárias):

Forma de utilização ( X ) conforme sugerido no manual de instruções;

Intensidade do ciclo de operação

Características do ambiente de uso

( X ) uso não recomendado pelo manual, especificar:

Usuário remove a capa inferior de proteção para aumentar o raio de corte do fio de nylon e utiliza extensões elétricas com bitola inferior

àquela recomendada no manual (varia a tensão e queima o motor)

- Área (m

2

) ou distância de uso: até 200 m

2

diários (jardins, pátios)

- Tempo total de utilização num dia: 3 horas

- Tempo ininterrupto (sem paradas) médio de uso: 10 minutos

- Frequência de uso:

( ) diário; ( ) semanal; ( ) mensal; ( ) outros: quinzenal (15 dias)

( ) exposição à água; ( ) exposição à umidade significativa;

( ) exposição ao fogo; ( ) exposição ao calor;

( X ) contato com pedras; ( X ) exposição à terra, poeira;

( ) exposição aos ácidos (quais):

( ) outros (complemente): grama

37

seca ou com baixa umidade

Quadro E.4. Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU) dos aparadores de grama.

37

Gramados de terrenos pouco acidentados (menos de 30% de inclinação – sobe 3m a cada

10m na horizontal), com poucas pedras e fragmentos de materiais de construção, sendo essencialmente o próprio gramado (altura da grama entre 10 a 15 cm) do tipo São Carlos (vide:

<www.fazfacil.com.br/JardimGrama.htm>. Acesso: 04 Jun. 2007).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 146

O preenchimento do quadro CTU ocorreu a partir da experiência da equipe do projeto de ER e foi complementado pelas opiniões dos profissionais entrevistados. Tendo sido preenchidos os quadros CST e

CTU, foi iniciada a elaboração da matriz preço-valor (MPV), para selecionar o ST. O Quadro E.5 apresenta os elementos da MPV.

Itens Elementos

ST a serem comparados

Sistemas técnicos citados no quadro CST (Quadro E.4).

Critérios de avaliação

38

(faixa de valores: 1 a 10)

- Potência e faixa de corte: potência do motor (quanto menor, melhor) e faixa de corte (quanto maior, melhor);

- Confiabilidade: disponibilidade do ST, sem apresentar falhas. Quanto maior, melhor;

- Postura do operador: considera o esforço na coluna

(quanto menor o esforço, melhor) e a necessidade de sustentar (pior caso) ou não (melhor caso) a massa do aparador durante o uso. Isso visa evitar lesões de uso;

- Peso da máquina: massa do equipamento, onde quanto menor for a massa do aparador, melhor;

- Preço: custo de aquisição (quanto menor, melhor);

- Manutenção: disponibilidade da assistência técnica

(maximizar), custo de manutenção (minimizar) e facilidade de reposição das lâminas. Maximizar; e

- Aparência: aspectos de cor, forma, acabamento e a presença de cantos vivos que podem ferir o usuário.

Quanto mais atraente e seguro, melhor.

Caracterização da amostra de profissionais consultados

- 02 lojas de equipamentos de jardinagem;

- 02 usuários;

- 01 projetista da equipe de pesquisa de ER.

Quadro E.5. Elementos para elaborar a matriz preço-valor (MPV).

Na MPV, por exemplo, o critério “potência e faixa de corte” agrupou dois parâmetros selecionados a partir do atributo de

“funcionamento” e do atributo de ciclo de vida do ST “função”. O valor de tal critério, em cada ST, é obtido pela multiplicação da potência do motor pela faixa de corte. Por ser um critério quantitativo, as notas foram definidas a partir de uma escala onde o ST com o menor produto

“potência x faixa de corte” recebeu nota 1 (mínima), e o maior produto obteve nota máxima, 5. As demais notas foram interpoladas a partir

38

Os critérios foram selecionados a partir da lista de atributos básicos e do ciclo de vida do ST

(ABC), no Quadro 4.6.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 147

destas notas extremas. Os pesos dos critérios foram definidos pelas pessoas entrevistadas numa escala de um (menor importância) a dez

(maior importância).

Das notas finais e pesos de cada critério, foi determinado o valor de cada ST, pela multiplicação da nota pelo peso do critério. Do valor final do ST e o preço de aquisição, foi elaborada a MPV (Fig. E.1).

R$ 1.800,00

R$ 1.700,00

R$ 1.600,00

R$ 1.500,00

R$ 1.400,00

R$ 1.300,00

R$ 1.200,00

R$ 1.100,00

R$ 1.000,00

R$ 900,00

R$ 800,00

R$ 700,00

R$ 600,00

R$ 500,00

R$ 400,00

R$ 300,00

R$ 200,00

R$ 100,00

C

Produtos

Analisados

Peso (1 a 10) 9

Aparador A

Aparador B

Aparador C

Aparador D

Aparador E

Aparador F

Aparador G

Aparador H

Aparador I

Aparador J

Aparador K

Aparador L

4

4

3

4

5

4

3

5

4

3

3

3

8 8 8 8 8 6

4 3 5 5 4 4

212

4 3 4 5 4 4

205

3 3 4 5 3 4

192

4 3 4 5 4 4

209

5 4 4 3 4 5

223

4 4 5 4 4 5

228

4 3 4 5 3 4

207

4 5 4 4 4 5

228

4 4 3 3 4 3

196

4 5 3 3 4 4

207

5 5 4 3 4 5

234

5 5 2 2 4 4

209

R$ 140,00

R$ 135,00

R$ 130,00

R$ 125,00

R$ 580,00

R$ 400,00

R$ 150,00

R$ 300,00

R$ 250,00

R$ 600,00

R$ 800,00

R$ 400,00

K

Área de interesse

I

J

L

B

G

D

A

E

F

H

R$ 0,00

190 200 210

VALOR

220 230

Figura E.1. Mapa preço-valor (MPV) dos aparadores de grama.

240

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 148

A área de interesse da MPV tem valor mínimo de 200 pontos e preço até R$200,00, onde apenas os ST A, B, D e G se encontram nesta região (potenciais concorrentes do novo aparador). As características destes quatro ST da área de interesse servem para orientar o projeto do novo aparador. Pelo consenso da equipe de ER, foi selecionado o ST A, por ter maior valor e menor preço, pois tem maior potencial para ter sucesso comercial. O ST A foi obtido por aquisição, numa loja especializada em comércio de equipamentos industriais e de jardinagem.

Na atividade 2.3, caracterização do ST selecionado e obtido, são inicialmente obtidas as dimensões externas e imagens externas do ST obtido (vide a Fig. E.2), utilizando recursos áudio visuais (RAV).

Vista lateral

Vista frontal

Isométrica Capa de proteção inferior

Sistema de corte Sistema de acionamento

Figura E.2. Imagens externas dos pontos de análise do ST A.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 149

O aparador A foi entregue nas condições em que estava exposto na loja, já montado. Como embalagem, havia apenas um saco plástico que armazenava o manual de instruções, fixado no ST por um barbante.

Em termos das instruções de uso, o vendedor apenas mostrou como ligar o aparador e recomendou o uso de óculos de proteção.

Na Fig. E.2, foi ainda notado que o sistema de corte possui um carretel com o fio de nylon (lâmina) e uma lâmina metálica fixa num canto da capa inferior, para limitar o comprimento do fio. Esta limitação mantém a potência demandada pela operação de corte da grama nos parâmetros de projeto do ST, protegendo o motor, mesmo que alguns usuários a retirem para aumentar o diâmetro de corte. Das observações, foi preenchido o quadro CRS, (Quadro E.6), que avalia as condições iniciais de recebimento do ST.

Critérios

Embalagem do ST

Elementos de avaliação

Tipo de embalagem: ( ) caixa; ( ) saco; (X) nenhuma; ( ) outra: ___

Material: nenhum para o ST, um saco para o manual

Impacto ambiental: baixo, somente o saco do manual

Suportes internos da embalagem: ( ) isopor; ( ) papelão; (X) nenhum

Nível de proteção do ST pela embalagem:

( ) total; ( ) parcial; ( ) baixo; (X) nenhum

Facilidade de transporte:

(S) tamanho adequado? [S/N]; (N) seguro? [S/N];

(S) ergonomia adequada? [S/N]; ()

Idiomas: (X) português; (X) espanhol; (X) inglês

Detalhamento: ( ) excessivo; (X) adequado; ( ) superficial

Manual de instruções

Possui guia rápido com instruções de uso [S/N]: (S)

Informações sobre uso seguro do ST [S/N]: (S)

Informações presentes no ST para Uso seguro do ST [S/N]? (S) o uso adequado Recomendações para evitar mal-uso [S/N]? (S)

Asseio (limpeza) do ST

Montagem e regulagem

Acessórios e ferramentas fornecidas com o ST

Informações colocadas em elementos que não deterioram com o uso

[S/N]? (Sim, capas e haste de sustentação)

Asseio (limpeza) do ST:

(X) empoeirado; ( ) engraxado; ( ) limpo; ( ) riscado

Nível de montagem necessária do ST para uso:

( ) total; ( ) parcial/subsistemas; (X) nenhuma

Nível de regulagem necessária do ST para uso:

( ) bastante; (X) pouco; ( ) nenhuma

Equipamentos necessários à montagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; (X) nenhum

Equipamentos necessários à regulagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; (X) nenhum

Quadro E.6. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do

ST A (CRS).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 150

Junto com a avaliação inicial do ST (Quadro E.6), foi lido o manual de instruções do ST, a fim de identificar os procedimentos de uso do ST. Disso, a equipe de ER preparou o ST para o uso, em termos das regulagens. No ST A, foi apenas necessário regular

39

a posição central do punho ajustável para manter a lâmina paralela ao solo.

Também foi analisado o acabamento do ST A, considerando: presença de cantos vivos; conformidade dos encaixes dos componentes externos; materiais e processos de fabricação dos componentes externos; o processo de pintura e as cores; e a proteção contra ataque químico

(efeitos da oxidação e dos produtos típicos de higienização do ST). Os resultados destas análises foram inseridos no relatório do projeto de ER e foram utilizados na comparação com os ST concorrentes diretos.

Além do quadro CRS, foi preenchido o quadro CST (Quadro

E.7). Nele, o ST selecionado é caracterizado com base nas informações do quadro STC (Quadro E.3) e nos resultados da entrevista realizada com os usuários potenciais e os profissionais de assistência técnica dos

ST candidatos, durante o preenchimento do quadro CTU (Quadro E.4).

Todas as informações obtidas na atividade 2.3 são inseridas na base de dados (BD) da organização, e podem ser consultadas a qualquer momento pelos profissionais internos credenciados. Por se tratar de uma

área estratégica, há restrição de acesso aos resultados da ER. É assim encerrada a atividade 2.3, para seguir nas demais análises do projeto de

ER, de acordo com o escopo do projeto de ER.

Conforme citado no quarto capítulo, por se tratar de uma análise completa do ST, convém que o mercado seja avaliado, na atividade 2.4, antes das análises físicas propriamente ditas (ergonomia, desempenho e desmontagem). Senão, corre-se o risco de descaracterizar o ST ao avaliar aspectos de qualidade e desempenho após ter sido desmontado, onde algum componente pode ser danificado.

Na sequência, foram avaliados os aspectos de interface entre o ST e o usuário (ergonomia), principalmente quanto aos movimentos de uso, esforços e postura do usuário, segundo as recomendações do manual de instruções do ST. Depois foi analisado o desempenho do ST, segundo as condições adequadas de ergonomia. Noutro momento, foi realizada a desmontagem do ST, para avaliar as soluções de projeto do ST. Ao final da desmontagem, o ST ficou desmontado em exposição na organização, para ser visualizado pelos profissionais nele interessados.

39

Foi constatado que, para usuários com mais de 1,70m de estatura, a postura fica inadequada

(coluna levemente curvada para frente), mesmo com o apoio posicionado na parte mais alta

(encostado no apoio superior). Isto será avaliado em detalhes adiante nas análises ergonômicas.

Imagem externa do ST

Principais especificações técnicas do ST

Principais modos de falha 40 do ST

Principais modos de interação externa do ST

ST A

Potência: 700W

Fonte: elétrico

(tomada)

Massa: 2,50 kg

Ø corte: 240 mm

Lâminas ativas: 1

Preço: R$140,00

- Queima do motor por superaquecimento: a remoção da capa inferior de proteção, que visa aumentar o raio de corte, aumenta a demanda de potência e prejudica o arrefecimento do motor, pois a capa inferior direciona ao motor o ar captado pelas aletas (sem a capa, o ar passa por fora das capas), e permite a entrada de sujeira no motor, o que pode aquecê-lo e até trancá-lo. O motor pode ainda superaquecer pelo uso de extensões elétricas com mais de 10m e finas (1,5 mm

2

), pois os fios

Outros ST:

- O aparador necessita de uma extensão elétrica para conectar a tomada à rede de energia elétrica, durante o corte da grama;

- Os equipamentos de manutenção do aparador podem ser facilmente encontrados e utilizados (até pelo aquecem e criam resistência, variando a tensão de entrada do motor. E queima causada pelo uso do aparador por tempo prolongado;

- Parada da operação por ergonomia deficiente: o botão de acionamento usuário), o que favorece o uso doméstico;

Usuário:

- Usuário aciona o ST;

- Usuário suporta toda a massa do ST durante o uso; não possui trava e exige força significativa, machucando o dedo do usuário. O usuário sustenta a massa do aparador durante o uso, o que causa

- Usuário manobra o ST para cortar a grama;

- Usuário controla a qualidade do corte; cansaço muscular excessivo. A postura dos usuários com mais de 1,70m de - Usuário monitora o estado de conservação do ST durante o altura é inadequada para manter as lâminas de corte paralelas ao solo. A corte, para evitar superaquecer e outras falhas;

Meio ambiente: posição dos apoios de sustentação é inadequada, pois ficam na parte superior do tubo de sustentação, enquanto o centro de gravidade do aparador está perto do motor (distante da coluna do usuário), gerando um momento fletor na coluna vertebral

41

do usuário, fazendo-o parar para

- Durante o uso, o ST produz fragmentos de grama que devem ser removidos do gramado pelo usuário;

- O ST produz calor pelo aquecimento do motor, mas não queima as mãos do usuário nem gera poluição térmica; descansar. Vibração gerada pelo motor e pelas lâminas de corte gera desconforto, podendo causar lesões leves nas articulações dos membros superiores, onde tal vibração é amenizada em aparadores que possuam duas lâminas contrapostas (uma lâmina balanceia a outra). Ruído

- O aparador necessita de energia elétrica;

- Grande parte dos materiais adotados no ST é reciclável e o descarte não gera muito impacto no meio ambiente. significativo gerado pelo movimento da lâmina (fio de nylon) durante o corte, que pode ser amenizado com o uso de equipamentos de proteção

(recomendados no manual de instruções do ST).

Quadro E.7. Caracterização do sistema técnico selecionado (CST).

40

Os principais modos de falha dos ST foram citados por profissionais credenciados de assistência técnica de cada ST.

41

Nos aparadores com motor na parte superior, o centro de gravidade fica praticamente alinhado com a coluna vertebral do usuário, o que gera menor momento fletor, apesar da maior massa em relação aos aparadores com motor elétrico na parte inferior.

A atividade 2.4 visa detalhar as características do mercado do ST, para propor ações comerciais e algumas especificações aos novos ST.

Esta atividade foi baseada no perfil dos ST candidatos (quadro STC) e potenciais usuários (quadro CTU), bem como nas consultas aos sítios da

Internet (INT) e na base de dados (BD), referentes aos ST similares. Do quadro CTU (Quadro E.4), foi notado que o ST é geralmente obtido por aquisição, por usuários das classes econômicas, baixa e média. O nível de instrução de quem obtém e utiliza varia, sendo sugerido simplificar os comandos do ST para favorecer os usuários menos instruídos.

Quanto ao uso, o ST é operado segundo o manual de instruções

(MIN), mas em muitos casos foi observada a remoção da capa inferior de proteção para aumentar o raio de corte. Isto caracteriza mal-uso, por penalizar a segurança e danificar o motor elétrico. Tais condições serão avaliadas nas análises de ergonomia e desempenho, em busca de maior confiabilidade, segurança e conforto de operação. De modo geral, em termos comerciais, pode-se dizer que o ST A tem características adequadas aos usuários potenciais.

Já a atividade 2.5 avalia se as condições de interação usuário-ST

(ergonomia) estão adequadas às características dos usuários (CTU,

Quadro E.4), quanto à postura, esforços, controles e demais elementos de operação do ST. Para tal, foram observados os movimentos típicos de usuários operando os ST A, E e J, no Laboratório de Biomecânica

(CDS/UFSC), para a análise OWAS (OWS). Vide a Fig. E.3.

Postura durante o uso do

aparador A

Postura durante o uso do

aparador E

Postura durante o uso da

roçadeira J

Figura E.3. Simulação de uso dos ST A, E e J.

Na Fig. E.3, é notado que a postura do usuário, com 1,77m de estatura, está inadequada no aparador A (obtido), por estar com a coluna

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 154

inclinada. O aparador E e a roçadeira J

42

permitem uma postura menos prejudicial, o que evita o surgimento de lesões pelo uso destes ST, considerando que o usuário deve sustentar e manobrar o ST no uso.

Para selecionar as análises de ergonomia, foram avaliadas as formas de interação do usuário com o ST A (quadro CST, Quadro E.7), a partir das recomendações do manual de instruções (MIN), bem como a observação da postura (Fig. E.3) do usuário durante a operação do ST A.

Foi sugerido realizar medições antropométricas estáticas

43

, dinâmicas e funcionais, utilizando algumas variáveis do quadro de variáveis comuns de análises de ergonomia (VAE), baseado em Iida (2005, p.40), vistas no Quadro E.8, de acordo com a solicitação de ER (SER) e as condições de uso do ST A recomendadas no manual de instruções do ST A (MIN).

Homem

Antropometria e biomecânica:

- Dimensões do corpo

- Forças musculares

Percepções e cognição:

- Visão

- Tato

- Posições do corpo

- Esforço

Subjetivos:

- Conforto

- Segurança

- Fadiga

Máquina

Dimensões:

- Formas

- Distâncias

-Massas

Displays:

- Táteis: estático, dinâmico

Ambiente

Físico:

- Temperatura

- Vibrações

- Acelerações

Sistema

Subsistemas:

- Interações

Postos de trabalho:

- Postura

- Movimentos

- Informações

Confiabilidade:

- Tempo de funcionamento

Quadro E.8. Variáveis selecionadas para as análises de ergonomia

(VAE).

Partindo das variáveis de ergonomia (VAE) selecionadas

44

, foram identificadas as formas de medição e análise delas e os respectivos equipamentos de análise de ergonomia (EAE). O Quadro E.9 mostra o plano das análises de ergonomia (PAE).

42

A roçadeira J foi emprestada para a análise. Está nas condições como foi recebida, sem a capa protetora inferior, removida pelo proprietário para aumentar a faixa de corte.

43

As análises de ergonomia foram realizadas no Laboratório de Biomecânica do Centro de

Desportos da UFSC, por intermédio da cordial ajuda do Prof. John Peter Nasser, Dr.

([email protected]), que orientou e auxiliou nos testes ali realizados.

44

Algumas variáveis selecionadas também serão utilizadas na análise de desempenho do ST.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 155

Itens do plano Planejamento das análises de ergonomia

Tipos de análise dinâmica Simulação de movimentos de corte em laboratório

Tipos de análise

Utilização do ST A nas simulações em laboratório e nos testes de desempenho

Análise subjetiva da postura do usuário (observação)

Análise OWAS: muitas variáveis selecionadas e análises são relacionadas à postura e esforços do usuário

Local das análises Laboratório: laboratório de biomecânica (CDS/UFSC)

Campo: cortar grama próximo ao bloco B (EMC/UFSC)

Equipamentos utilizados Balança digital, prancha marcada, trena, prumo, câmera fotográfica, e ferramentas para a montagem e regulagem dos ST avaliados

ST avaliados

Envolvidos na análise

Aparadores A e E, roçadeira J

UFSC: equipe de pesquisa (NeDIP/EMC)

45

; Prof. John

P. Nasser (Laboratório de Biomecânica/CDS); pessoal que corta grama na UFSC (observação informal); e

Roberto Andrade (técnico NeDIP/EMC) por emprestar a roçadeira J e auxiliar nas análises de ergonomia

Externos: loja Dominik, Florianópolis/SC (empréstimo do ST E para as análises de ergonomia)

Quadro E.9. Plano das análises de ergonomia (PAE).

Com o plano das análises de ergonomia (PAE), foram preparadas as análises de ergonomia: obtenção dos EAE e dos ST selecionados, e o agendamento das análises com o Prof. John Peter Nasser (CDS/UFSC).

Conforme visto no PAE, as análises consistem na observação inicial de usuários cortando grama, para conhecer os movimentos típicos de uso dos aparadores. Noutro momento, é realizada a análise OWAS, pois muitas variáveis estão relacionadas aos esforços e à postura do usuário.

A análise OWAS (OWS) foi realizada com os três ST da Fig. E.3:

ST A (obtido), E e J. Além da análise visual da postura do usuário, foi identificado o centro de gravidade do conjunto “usuário + ST” para estimar o momento fletor gerado pelo ST na coluna vertebral do usuário.

Foi utilizada uma prancha com marcações e dois apoios triangulares inferiores (um em cada base, distantes 1885 mm entre si). Num apoio foi colocada uma balança, para medir a força de reação da massa do conjunto. A Fig. E.4 mostra a prancha, o usuário e o ST A.

45

Convém destacar o auxílio de Fernando Matsunaga, estudante de engenharia mecânica, que fez parte da equipe de pesquisa durante as análises de ergonomia realizadas com o aparador.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 156

Balança

Centro de gravidade do aparador A

Prumo:

- Refer. vertical;

- Escala entre pontos: 500mm

Pontos de apoio da prancha

Figura E.4. Identificação do centro de gravidade do conjunto “usuário +

ST”.

Devido à baixa massa dos ST, é identificada a posição do centro de gravidade do ST equilibrando-o com o dedo, como numa gangorra.

Neste, é colocada uma meia-esfera de isopor colada. Foi adotada a linha media da coluna vertebral do usuário como centro de gravidade do usuário. Disto, o usuário foi visualmente posicionado no centro da prancha, e foi calculada a massa na balança (reação), de onde a equação d cg

(mostrada no Quadro E.10) define a distância do CG do conjunto. A análise realizada nos três ST avaliados é mostrada no Quadro E.10.

Nele, tem a imagem do conjunto “usuário + ST”, as medidas obtidas e a análise de postura do usuário pelo sistema OWAS (Iida, 2005, p.169).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 157

ST analisado

Medidas e análise de postura (sistema OWAS)

Dados gerais da análise

Distância entre apoios da prancha (d app

) = 1885mm

Massa do usuário (P usu

) = 82,30kg

Cálculo do centro de gravidade (D

CG

)

D

CG

= (P med

x d app

)/

Estatura do usuário (h usu

) = 1,77m

(P usu

+ P

ST

)

Aparador A (obtido)

Medidas:

Massa ST: (P

ST

) = 2,05kg

Massa na balança (P med

) =

37,20kg

D

CG

= 831,32mm

Análise OWAS de postura do aparador A

Dorso: inclinado e torcido (4); t = 10% de 3 horas = 18 min

Braços: dois braços para baixo (1); t = 100% de 3 horas = 180 min

Pernas: deslocamento com pernas (6); t = 20% de 3 horas = 36 min

Carga: até 10kg (1).

4161. Pela Tabela 6.3 (Iida, 2005, p.169) a postura tem classe 4 (merece atenção imediata). Duração máxima = 18 min (menor tempo – dorso).

Momento fletor coluna = d x

.(P

ST

.g) = (1,41m-0,83132m).(20,11N) = 11,64N.m

Quadro E.10. Análise OWAS (OWS) dos ST A, E e J.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 158

Continuação do Quadro E.10.

ST analisado

Medidas e análise de postura (sistema OWAS)

Aparador E

Medidas:

Massa ST: (P

ST

) = 3,90kg

Massa na balança (P med

):

(P med

) = 38,00kg

D

CG

= 830,97mm

Análise OWAS de postura do aparador E

Dorso: reto e torcido (3); t = 20% de 3 horas = 36 min

Braços: dois braços para baixo (1); t = 100% de 3 horas = 180 min

Pernas: deslocamento com pernas (6); t = 20% de 3 horas = 36 min

Carga: até 10kg (1).

3161. Pela Tabela 6.3 (Iida, 2005, p.169) a postura tem classe 1 (postura normal).

Duração máxima = 36 min (menor tempo – dorso e pernas).

Momento fletor coluna = d x

.(P

ST

.g) = (0,928m-0,83097m).(38,26N) = 3,71N.m

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 159

Continuação do Quadro E.10.

ST analisado

Medidas e análise de postura (sistema OWAS)

Roçadeira J

Medidas:

Massa ST: (P

ST

) = 5,50kg

Massa na balança (P med

):

(P med

) = 38,40kg

D

CG

= 824,42mm

Análise OWAS de postura da roçadeira J

Dorso: reto (1); t = 100% de 3 horas = 180 min

Braços: dois braços para baixo (1); t = 100% de 3 horas = 180 min

Pernas: deslocamento com pernas (6); t = 20% de 3 horas = 36 min

Carga: até 10kg (1).

1161. Pela Tabela 6.3 (Iida, 2005, p.169) a postura tem classe 1 (postura normal).

Duração máxima = 36 min (menor tempo – pernas).

Momento fletor coluna = d x

.(P

ST

.g) = (1,002m-0,82442m).(53,95N) = 9,58N.m

A primeira coluna do Quadro E.10 mostra a imagem do conjunto

“usuário + ST”, na prancha, com os dados das medições. Abaixo de cada imagem, há a análise de postura pelo sistema OWAS (OWC,

Quadro 4.12, e OWD, Quadro 4.13) e o cálculo do momento fletor na coluna vertebral do usuário. O momento fletor foi calculado utilizando a força gerada pela massa do ST (massa dele multiplicada pela aceleração gravitacional) e a distância resultante, no eixo X, entre o centro de gravidade do ST

46

diminuída da posição do CG do conjunto (d cg

).

A partir da análise do Quadro E.10, e considerando somente os aspectos ergonômicos, é recomendável o uso do ST A por 18 minutos, com uma pausa de cinco minutos por ciclo, mesmo que o equipamento tenha resistência mecânica superior ao tempo sugerido de uso contínuo.

46

A distância do CG do ST foi obtida a partir da marcação do CG dele na imagem, utilizando regra de três, em relação à escala de medida do prumo, mostrada na Fig. F.4, como referência.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 160

Já os ST E e J permitem tempo de uso contínuo de 36 minutos por ciclo.

Por isso, recomenda-se melhorar a distribuição de massa do aparador A e do ST a ser projetado, a fim de reduzir a distância entre o seu centro de gravidade e do centro de gravidade do usuário, para reduzir os esforços.

Os resultados foram inseridos na base de dados (BD), para orientar novos projetos similares de ST, sob a ótica da ergonomia.

Para analisar o desempenho do ST, na atividade 2.6, foi avaliada a solicitação de ER (SER), quanto aos pedidos de análises específicas de desempenho. Como não houve pedidos destes, foram avaliadas as condições típicas de uso do ST, os parâmetros de desempenho citados no manual de instruções (MIN), e a ocorrência dos modos de falha do

ST relacionados aos aspectos técnicos (quadro CST).

Para tal, foi elaborado o roteiro de testes de desempenho (RTD)

47

, mostrado no Quadro E.11, de onde foram definidos os equipamentos dos testes de desempenho (ETD).

Aspectos a serem testados no ST

Modo de falha: queima do motor elétrico por superaquecimento

Variáveis relacionadas

Rotação do motor elétrico

Temperatura do motor elétrico

Por que testar tal variável?

O arrefecimento do motor elétrico é realizado pela rotação das aletas da tampa do rotor de corte (quanto maior a

Como testar?

Medir a frequência do motor elétrico ou a rotação das pás rotação, maior a eficiência da exaustão)

Visa avaliar se, em condições normais de uso, a temperatura do motor elétrico se eleva demasiadamente

Instalando termômetros ou termopares no motor elétrico

Tensão de entrada no motor elétrico

Segundo alguns profissionais de assistência técnica, houveram casos de motores elétricos queimados pela variação da tensão de entrada do motor, proveniente do uso de extensões elétricas mais compridas e de bitola mais fina que a especificada

Medir a tensão de entrada do motor elétrico durante o uso e comparar com a tensão da rede em Santa

Catarina (220V)

Quem participa?

Equipe de ER, pesquisadores do Laboratório de Vibrações e

Acústica (LVA

- EMC/UFSC

Equipe de ER, profissionais do Laboratório de Ciências

Térmicas

Equipamentos dos testes de desempenho (ETD)

01 microfone e 01 acelerômetro (emprestados do LVA - EMC/UFSC)

01 termopar fixado no motor elétrico do ST A, conectado num termômetro

(LabTermo -

EMC/UFSC)

Equipe de ER 01 multímetro conectado nos fios de entrada do motor elétrico do aparador

Quadro E.11. Roteiro de testes de desempenho (RTD) do ST A.

47

O RTD parte das recomendações de uso do ST no manual de instruções (MIN), das normas técnicas de operação do ST (NOS, Quadro. 4.11), dos tipos de testes solicitados na SER

(quando forem definidos), bem como dos elementos de caracterização do ST no quadro CST

(Quadro F.7) e dos usuários (CTU, Quadro F.4).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 161

Continuação do Quadro E.11.

Aspectos a serem testados no ST

Condições não recomendadas: remover a capa inferior de proteção do ST

Variáveis relacionadas

Por que testar tal variável?

Raio de corte do aparador aumentado

De acordo com profissionais de assistência técnica e a observação dos usuários do

(de 120mm para 200mm)

ST A, é removida a capa inferior para aumentar o raio de corte da grama. Mas é preciso avaliar se isto aumenta o desempenho de corte em relação ao ST original, ou apenas aumenta o risco de danos ao motor.

Quantidade de sujeira

(fragmentos) que entra no compartim. do motor elétrico

Testes de rotação e temperatura devem ser repetidos.

Ao remover a capa inferior de proteção, é permitida a entrada de fragmentos

(sujeira) no compartimento do motor elétrico. Isto pode trancar o motor e impede a circulação de ar em tal compartimento, prejudicando o arrefecimento

Como testar?

Quem participa?

Equipamentos dos testes de desempenho (ETD)

Remover a capa inferior e utilizar o aparador

Equipe de ER Chave de fenda, câmera fotográfica, termopar, acelerômetro e microfone

Remover a capa inferior e utilizar o aparador conforme

Equipe de ER Chave de fenda, câmera fotográfica, termopar, acelerômetro e microfone observado.

Depois, são removidas as capas laterais de proteção para observar as consequências.

Conforme notado no Quadro E.11, foram avaliados dois aspectos do ST A: modo de falha da queima do motor por superaquecimento; e as condições não recomendadas de uso do ST, pela remoção da capa inferior de proteção. Cada aspecto foi desdobrado em variáveis mensuráveis e seus equipamentos de teste de desempenho (ETD).

A rotação do motor foi medida em duas situações: rotação máxima com motor sem carga (o manual indica 10500 rpm); e a variação de rotação durante instantes de corte da grama, para verificar se a rotação diminui muito devido à demanda de energia no corte, para avaliar a eficiência das aletas de arrefecimento que dependem da rotação do motor. Em paralelo, foram previstas medições de temperatura do motor, em sessões de uso do ST, conforme mostra o Quadro E.12.

Nas medições de temperatura, foi utilizado um termômetro digital

Omega HH21

48

, com resolução de 0,1 ºC, ligado num termopar com fios de cobre, conector tipo T. O termopar foi fixado no dissipador de calor do motor elétrico do aparador, com fita. Foram propostos três ciclos de uso do aparador, onde cada ciclo teve 15 minutos de uso contínuo, recomendado nas análises de ergonomia, com cinco minutos de repouso.

48

Termômetro gentilmente emprestado pelo técnico Edevaldo, do Labtermo (EMC/UFSC). As informações técnicas do termômetro estão no sítio do fabricante:

<www.omega.com/ppt/pptsc.asp?ref=HH21_22_23&nav=teml04>.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 162

Condição

Temperatura inicial

Medição Uso

24,2 ºC Normal, recomendado pelo

Após um ciclo de 15 minutos 33,9 ºC manual de instruções (MIN)

Após um ciclo de 15 minutos 36,6 ºC

Após um ciclo de 15 minutos 41,4 ºC

Após um ciclo de 10 minutos 52,1 ºC Não recomendado (sem a capa inferior)

Quadro E.12. Medições de temperatura do motor do aparador A.

Pode-se notar no Quadro E.12 que a temperatura do motor foi crescendo até estabilizar próxima a 40 ºC. Provavelmente se manteria assim se for adotado esse ritmo, pois no tempo de repouso há o arrefecimento do motor por convecção.

Nas medições de rotação do motor elétrico, houve o apoio de pesquisadores do Laboratório de Vibrações e Acústica (LVA, EMC/

UFSC), por intermédio do Prof. Arcanjo Lenzi. Conforme mostra a Fig.

E.5, foram utilizados um acelerômetro e um microfone, que mediram simultaneamente a frequência do motor do aparador em Hz e rpm.

Computador

Sistema de aquisição de dados

Microfone

Acelerômetro

Figura E.5. Equipamentos de medição de rotação do motor.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 163

Já a Fig. E.6 apresenta o esquema de ligação dos equipamentos de medição de rotação do motor elétrico do ST A.

Sistema de aquisição de dados

Computador Relatórios

Acelerômetro Microfone

Aparador de grama A

Figura E.6. Esquema de ligação dos equipamentos de medição de rotação do motor elétrico do ST A.

A Fig. E.7 apresenta o resultado das medições do acelerômetro sobre a rotação do motor elétrico do aparador A, onde foram analisados dados de rotação (rpm) e de aceleração (vibração em m/s

2

), em duas situações: motor sem carga (linha mais clara, verde) e aparador cortando grama (variando carga, linha azul, mais escura).

Figura E.7. Resultados da medição de rotação do motor do aparador, obtida pelo acelerômetro.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 164

Pode ser notado na Fig. E.7 que a rotação, em situação de corte, diminuiu de 12000 rpm (máxima, com motor sem carga) para a faixa de

4000 a 6000 rpm, pois nesta faixa de rotação a vibração se manteve estável. Mesmo com a queda na rotação, pode ser notada a eficiência das aletas de arrefecimento do motor, conforme o Quadro E.12. Pode ser dito que o aparador A tem desempenho adequado, onde a queima do motor deverá ocorrer mais pelo mal-uso do que por falhas de projeto, apesar das deficiências técnicas e ergonômicas identificadas.

Neste sentido, a equipe de ER removeu a capa inferior de proteção e aumentou o comprimento do fio de nylon (raio de giro) para

200 mm. Isto foi feito para avaliar o uso do aparador nestas condições

(vide Fig. E.8), que são comuns, apesar de caracterizadas como mal-uso.

a) Sujeira na capa lateral do motor b) Imagem da sujeira no motor

Figura E.8. Contaminação do compartimento do motor do aparador ao operar por dez minutos sem a capa inferior de proteção.

Pode ser notado na Fig. E.8 que, sem a capa inferior de proteção houve acesso de sujeira ao motor elétrico do aparador, a qual é formada por fragmentos de grama seca cortada e terra. A sujeira se acumulou no motor elétrico e também nos respiros das capas laterais do motor (parte a, na Fig. E.8), o que prejudicou ainda mais o arrefecimento do motor.

Pode ser notado que a remoção da capa é realmente um fator de risco para ocasionar a queima do motor elétrico por superaquecimento.

Nesta operação inadequada do aparador sem a capa inferior, foi notado aumento da temperatura do motor, antes estabilizado em 40 graus Celsius no Quadro E.12, para 52 graus Celsius, em apenas dez minutos de operação ininterrupta. Isto sugere que o sistema de arrefecimento é adequado somente com a capa de proteção inferior, pois canaliza o ar das aletas ao motor e ainda evita o acesso de sujeira.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 165

Em geral, os resultados obtidos nos testes foram inseridos no quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS), no Quadro E.13.

Parâmetros de desempenho

Rotação do motor elétrico

Temperatura do motor elétrico

Unidade

Valor citado no manual

Valor medido no teste

10500 (máx.) 12000 (máx.)

Aceleração (vibração) do aparador A em uso normal

(variando carga, cortar grama de 100mm de altura) rpm

º C m/s

2

Não informado 40º C (máxima estabilizada)

Não informado -50 a +50

(Fig. E.6)

Avaliação preliminar das condições de operação do ST, recomendadas pelo manual de instruções do ST

Postura e esforços do operador: as análises de ergonomia mostram que a postura do usuário está inadequada no ST A, pois o dorso fica torcido e inclinado para manter o rotor de corte paralelo ao solo. O usuário necessita sustentar e manobrar o ST ao longo do tempo de uso, o que gera cansaço, considerando ainda que os apoios manuais e o centro de gravidade do ST estão distantes da coluna vertebral do usuário, causando significativo momento fletor e cansaço

Segurança de operação do ST: no manual de instruções do ST A, são sugeridos os equipamentos de proteção individual (EPI) necessários à operação segura do ST A. No próprio ST A, existem capas de proteção contra objetos que podem ser lançados no operador durante o uso do ST, bem como para promover o isolamento elétrico do ST, evitando choques

Cansaço do usuário: causado pela postura inadequada, para pessoas maiores de 1,70m de estatura, pela necessidade de o usuário sustentar e manobrar o ST A durante todo o tempo de uso, e pelas vibrações do ST A durante o corte da grama

Lesões geradas no usuário: mesmo utilizando todos os EPI recomendados no manual, são geradas lesões nas articulações dos membros superiores (cotovelos, ombros e mãos) pela vibração do ST A durante o uso. São geradas dores nas costas e ombros pela sustentação do ST e pelo momento fletor na coluna vertebral do usuário, pois o centro de gravidade do ST A é afastado da coluna vertebral

Condições típicas de uso não recomendado do ST

(citadas por profissionais de assistência técnica)

Efeito(s) do uso não recomendado

Remoção da capa inferior de proteção para aumentar Aumento da demanda de o raio de corte do aparador potência do motor elétrico

Prejudica o arrefecimento do motor elétrico (o ar deixa de ser direcionado, pela capa, ao compartimento do motor)

Observações

Uso de extensão elétrica com bitola inferior

(1,5mm

2

) àquela sugerida no manual (2,5mm

2

)

Impressões sobre a ocorrência, os efeitos e as causas dos modos de falha do ST

Queima do motor elétrico por superaquecimento

Parada de operação por ergonomia deficiente

Perde a proteção ao usuário

Aumento da resistência elétrica, queima o motor

Ocorrência

[S/N]

Efeito do modo de falha

Não Queima do motor elétrico

Sim Lesões e cansaço no usuário

Causa do modo de falha

Superaquece por remoção da capa inferior

Projeto de ergonomia inadequado

Quadro E.13. Quadro de avaliação de desempenho do ST A (ADS).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 166

As informações do quadro ADS (Quadro E.13) e os demais resultados obtidos foram armazenados na base de dados da organização, e auxiliaram na elaboração das recomendações de projetação dos novos

ST similares. Também foram limpos: o ST A e os equipamentos de teste

(ETD) utilizados. Alguns ETD foram devolvidos e outros armazenados.

Tendo sido concluída a análise de desempenho do ST, é iniciada a atividade 2.7, identificação das soluções de projeto. Para o propósito da tese, esta é a principal atividade da sistemática de ER, pois nela são identificadas as funções, os princípios de solução, o arranjo físico do ST e as características dos componentes, a partir da desmontagem do ST, com base no procedimento SOP (Otto e Wood, 2001, p.161, 205).

De acordo com o escopo do projeto de ER, foi realizada uma análise física completa do ST A, considerando todos os componentes e as análises de ER desta atividade. Para tal, foram sugeridos os seguintes equipamentos de desmontagem (EDM): paquímetro, câmera fotográfica, trena, balança, multímetro, chave de fenda média e alicate médio.

O sentido de desmontagem foi de cima para baixo, e a sequência de desmontagem do ST foi dos componentes externos para os internos.

Disto foi iniciada a desmontagem do ST A, conforme o procedimento

SOP, em todos os 26 componentes, de forma individual, utilizando a estrutura de informações mostrada no quadro SID (Quadro E.14).

Foram identificadas 46 funções dos componentes do aparador A, das quais algumas estão representadas do quadro SID (Quadro E.14).

Destas, 33 são funções primárias (A), que influenciam diretamente na qualidade do corte da grama, e 13 funções secundárias (B), que apoiam as funções primárias.

Ao finalizar as análises individuais com todos os componentes do

ST A, utilizando o procedimento SOP, o ST A foi todo desmontado, e os componentes posicionados em vista explodida, para ser fotografado com os recursos audiovisuais (RAV). Foram identificados os códigos definitivos dos componentes, para o quadro SID, a partir da VES. O ST

A permaneceu desmontado, para ser analisado fisicamente pelos profissionais da organização, conforme a necessidade.

26

25

24

23

22

Informações da lista de materiais (BOM – Bill of Materials)

Imagem do componente

Nome do componente

Punho direito

Parafuso 4 x 20mm

Cabo elétrico com plug

2 x 1 x 320mm

Botão de acionamento

Punho esquerdo

Plástico PE/ 235 x 110 x

15mm

Diversos/ 47 x 29 x 15 mm

Plástico PE/ 235 x 110 x

25 mm

Materiais e dimensões

Aço 1020

Diversos

06

01

01

01

01

(10);

- Não aciona motor;

- ST não corta grama.

63,59 - Perde a fixação do tubo (15), pois tem guias internas;

- Sustentação defic.;

- Perde a fixação do botão (23);

- Corte da grama prejudicado;

- Exposição de cabos elétricos (risco de choque elétrico).

Informações do procedimento SOP

Massa unitária

[g]

Efeitos da remoção

1,42 - Má fixação do punho direito (25);

Obs.: o anel trava e a mão do usuário compensam.

57,06 - Má fixação do tubo (15) e sustentação do ST deficiente;

- Má fixação do botão de acionamento (23);

- Corte da grama prejudicado;

- Exposição de cabos elétricos (risco de choque elétrico).

41,02 - Não permite a passagem de energia para o motor

18,54 - Não permite a passagem de energia para o motor

(10);

- Não aciona motor;

- ST não corta grama.

-

Sequência de desmontagem

26,14

26, 14, 25

Fixar o punho direito no punho esquerdo

- Permitir apoio da mão do usuário para suportar e manobrar o aparador;

- Fixar o tubo de sustentação;

- Fixar o botão de acionamento;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

Funções associadas

- Melhorar acabamento

- Captar energia elétrica da tomada;

- Transmitir energia elétrica para o motor.

26, 14, 25, 24,

21

- Transmitir energia elétrica para o motor;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Acionar o motor.

26, 14, 25, 24,

23

- Permitir apoio da mão do usuário para suportar e manobrar o aparador;

- Fixar o tubo de sustentação;

- Fixar o botão de acionamento;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Melhorar acabamento

B U

A U

A U

A U

A U

Quadro E.14. Informações da desmontagem (SID) do ST A.

A vista explodida do ST A é mostrada na Fig. E.9.

Figura E.9. Vista explodida do ST A.

Na sequência, foram identificados os princípios de solução do ST

A. Por exemplo, no quadro SID, o componente AGD-001_023 (botão de acionamento, mostrado no Quadro E.1) tem três funções: transmitir energia elétrica para o motor; proteger o usuário de choques elétricos; e acionar o motor. Destas, a função principal subjetivamente selecionada foi “acionar o motor”, pois é o propósito do componente no aparador A.

A Fig. E.10 ilustra o procedimento de identificação dos princípios de solução. Conforme visto no Quadro E.1, a descrição do componente

AGD-001_023 (botão de acionamento) é: “botão de acionamento do motor elétrico, com retorno por mola helicoidal. Enquanto pressionado, fecha contato elétrico que transmite a energia elétrica entre os cabos.

Não possui trava, necessita ser pressionado durante toda a operação de corte”.

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 170

Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID)

Informações da lista de materiais (BOM – Bill of Materials) Informações do procedimento SOP

23

Imagem do componente

Nome do componente

Botão de acionamento

Consulta aos princípios de solução cadastrados na base de dados, para a função ACIONAR

(dentre as três funções, é a função mais importante do componente

AGD-001_023)

Materiais e dimensões

Massa unitária

[g]

Efeitos da remoção

Diversos/ 47 x 29 x 15 mm

01 18,54 - Não permite a passagem de energia para o motor elétrico;

- Não aciona o motor elétrico;

- ST não corta a grama.

BD

Sequência de desmontagem

Funções associadas

26, 14, 25, 24,

21

- Transmitir energia elétrica para o motor;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Acionar o motor.

A U

O princípio de solução cujo funcionamento tem maior similaridade com o componente avaliado

(AGD-001_023 – botão de acionamento) é o princípio PS 18.02, ilustrado ao lado.

Figura E.10. Exemplo de identificação do princípio de solução do componente AGD-001_023 (botão de acionamento).

Apêndice E. Análise física integral de ER: aparador de grama 171

Como mostra a Fig. F.10, a partir da descrição do componente, foram consultados os princípios de solução nas planilhas do Apêndice D cujo funcionamento fossem similares (vide o Quadro D.3) ao princípio descrito no componente. Neste exemplo, foi encontrado o princípio de solução 18.02 (botão sem trava), que tem a seguinte descrição: “botão que aciona o ST mas não mantém o botão travado acionado (retorna à posição de origem). Obriga o usuário mantê-lo pressionado durante a operação do ST. Geralmente adotado em botões do tipo gatilho”.

Como foi encontrado um princípio de solução similar (vide o exemplo da Fig. E.10), este é vinculado ao componente sob análise e, ao mesmo tempo, tal componente é vinculado ao princípio de solução. No terceiro passo, o funcionamento e a função “acionar” foram comparados com os efeitos físicos do quadro TEF (Quadro 4.14), de onde foram identificados efeitos de natureza mecânica (mola = material + forma) e

49 elétrica (Coulomb I ).

Além dos catálogos de efeitos do Apêndice B, foi utilizado o quadro AIP (Quadro E.15) para registrar os resultados do terceiro passo, a partir das informações dos componentes (quadro SID). Como pode ser notado no quadro AIP, foi considerada a função principal de cada componente (sublinhada), a partir do quadro SID (Quadro E.14), e foram ainda identificados os portadores do efeito (partes do componente onde os efeitos estão inseridos) nos componentes do ST para tal função.

Tal procedimento foi repetido para todos os componentes do ST A.

Assim, foi notado que a identificação dos princípios de solução dos componentes é um processo de avaliação da similaridade entre o funcionamento dos PS e dos componentes. Na sequência, foi realizada a atividade 2.9, representar a concepção do ST analisado, onde foram vinculadas as funções do ST sob análise aos princípios de solução identificados. Esta representação se torna uma referência para a geração de concepções dos ST similares a serem desenvolvidos na organização.

49

No Quadro B.3, do Apêndice B, Fiod Neto (1993, p.301) propõe os efeitos da função “ligar”, similar à função “acionar” abordada neste estudo do ST A. Foi identificado o efeito “Coulomb

I”, para o princípio “impermeabilidade de campos de força.”

Código

Nome do componente

Imagem do componente

Funções Efeitos físicos Portador do efeito

Princípio de solução

AGDParafuso 4 x

001_026 20mm

AGDCabo elétrico

001_024 com plug

2 x 1 x

320mm

AGDBotão de

001_023 acionamento

- Fixar o punho direito no punho esquerdo

Mecânico (atrito) + forma

- Captar energia elétrica Mecânico (forma); e da tomada;

- Transmitir energia elétrica para o motor.

Elétrico (Coulomb I)

- Transmitir energia elétrica para o motor;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Acionar o motor.

Mecânico (mola = material + forma); e

Elétrico (Coulomb I)

Rosca do parafuso

Pinos e fios da tomada que captam a energia elétrica da rede de distribuição

Mecânico: mola

Elétrico: contatos elétricos que se encostam quando o botão é pressionado

14.03 (parafuso)

16.01 (tomada com fio)

18.02 (botão sem trava)

Quadro E.15. Quadro de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST A (AIP).

Para tal representação, foi utilizada a matriz morfológica (MMF), conforme ilustrado no Quadro E.16.

Funções

Princípios de solução

Fixar o punho direito no punho esquerdo

14.03 Parafuso

Captar energia elétrica da tomada

Acionar o motor

16.01 Tomada com fio

18.02 Botão sem trava

Função n (F n

): PS 01 PS 02 PS 03

Quadro E.16. Visão parcial da matriz morfológica do aparador avaliado

(MMF).

A partir do preenchimento da MMF, foram combinados os princípios de solução que representam a concepção do ST sob análise.

Isto se torna útil quando são comparados os princípios de solução do ST avaliado com os PS dos ST similares, para cada função identificada, visando identificar as tecnologias obsoletas e as tendências tecnológicas dos ST do mercado pretendido.

Conforme mostrado no Quadro STC (Quadro E.3), os aparadores possuem configurações similares, portanto o ST A não está obsoleto em relação aos concorrentes diretos. Entretanto, devem ser introduzidas inovações no novo aparador, que aumentem a eficiência, o conforto e a segurança de operação, sem aumentar muito o preço, para aumentar a atratividade comercial dele. Algumas destas inovações foram sugeridas na atividade 3.1, da terceira fase, conforme será mostrado na próxima seção.

Apêndice E. Análise física parcial de ER: compressor 174

E.3. FASE 3. ORIENTAÇÕES PARA A PROJETAÇÃO

Na terceira fase, foram sugeridas orientações para a projetação dos novos ST similares, as quais são mostradas no Quadro E.17.

Entradas

Solicitação de ER (SER)

Plano do projeto de ER

Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU)

Manual de instruções do ST

(MIN)

Recomendações

Mesmo sendo de uma análise integral, a partir de um mercado pretendido (sem especificar qual ST a ser avaliado), foi possível definir com precisão o perfil dos ST similares, e disso selecionar o ST de referência para ser estudado. A SER deste projeto pode servir de exemplo para as demais análises integrais de ER.

Por ser uma análise integral de ER, envolvendo praticamente todas as atividades propostas na sistemática de ER, foi necessário definir com precisão o cronograma e os custos do

projeto de ER, para que a execução dele seja viável.

- Considerando a diversidade do perfil dos usuários deste tipo de ST, s informações do ST A parecem adequadas, tanto no manual de instruções quanto no próprio ST A, pela facilidade de operação e manutenção dele. Porém, é preciso avaliar as condições de interação usuário-ST, pois o usuário sustenta e manobra o ST durante o uso, podendo cansá-lo e lesioná-lo.

- Elaborar ilustrações de montagem e de uso do ST, para evitar condições de mal-uso, devido às limitações de tempo e de condições físicas do usuário (cansaço e lesões);

- Ilustrar as aplicações típicas coerentes do aparador (o que pode ou não ser feito), pois os usuários geralmente retiram ou modificam componentes do aparador para aumentar o rendimento dele, mesmo sacrificando a segurança de uso.

Matriz preço-valor (MPV) Identificar o que será avaliado no ST, com o peso de cada critério, a partir dos atributos do ciclo de vida (quadro ABC) e das necessidades dos clientes: sugere-se a realização de entrevistas com os potenciais clientes envolvidos com o ST.

Quadro de análise das condições de recebimento do ST (CRS)

Neste projeto, foi assim realizado, sendo um exemplo para os novos projetos integrais de ER.

Por ser um ST simples e relativamente compacto, já foi entregue montado e regulado, conforme exposto na loja. A embalagem (saco plástico) protegia apenas o manual de instruções, deixando o aparador sujeito aos impactos e riscos do transporte (após aquisição). O manual de instruções é completo, tem ilustrações de uso e de manutenção, e informa a rede de assistência técnica. As peças estão bem encaixadas.

Quadro de caracterização dos sistemas técnicos (CST)

As especificações de projeto do aparador estão no quadro

CST, e são mostradas no quadro ESS (Quadro E.18).

Quadro E.17. Recomendações de projetação dos ST (RTP), baseada na análise de ER do aparador A.

Apêndice E. Análise física parcial de ER: compressor 175

Quadro de avaliação de desempenho do ST (ADS)

Quadro de informações da desmontagem (SID)

Continuação do Quadro E.17.

Entradas

Dados e análise das condições de interface usuário-ST

Recomendações

- Estudar um novo arranjo físico para o novo aparador, onde não é recomendado posicionar o motor na parte inferior, junto ao sistema de corte (como foi observado no ST A).

Sugere-se um arranjo similar àquele do ST E, com motor na parte superior e corte na parte inferior, para que o centro de massa do ST fique alinhado à coluna vertebral do usuário, reduzindo o momento fletor gerado na coluna (diminui o cansaço e os riscos de lesões na coluna);

- Apesar da falta de conveniência, sugere-se manter o botão de acionamento sem a trava, para evitar o risco de acidentes com a máquina operando sem controle e com o botão travado

(caso de algum mal súbito do usuário). Porém, deve ser diminuído o esforço de acionamento do botão;

- Estudar a instalação de rodinhas (com sentido livre de giro), para sustentar o aparador durante o uso, tornando a operação do ST mais confortável e sem riscos significativos à coluna.

- Apesar da falta de conveniência, sugere-se manter o botão de acionamento sem a trava, para evitar o risco de danos ao motor (principalmente elétrico) por superaquecimento, caso o usuário esqueça o aparador ligado (em movimento);

- O sistema de arrefecimento do motor (principalmente elétrico) não deve ser dependente da rotação do motor, pois terá pouca eficiência em operações pesadas que reduzam a rotação (e a eficiência do arrefecimento);

- Aumentar a eficiência e a faixa de corte do aparador: é um desejo do usuário (remove a capa inferior para aumentar a faixa de corte, mesmo comprometendo a segurança);

- Inserir um sistema de proteção contra queima do motor (se for elétrico), que o desligue temporariamente caso haja variação da tensão de entrada por uso de extensões muito compridas e com fios de bitola menor àquela sugerida;

- Se for usado fio de nylon como lâmina de corte, adotar carretel com duas lâminas contrapostas, para aumentar a eficiência de corte e favorecer o balanceamento do sistema de corte, que reduz as vibrações (aumenta o conforto).

- Por ser um aparador simplificado e de menor custo, foram reduzidos os custos de produção: tem poucos componentes, boa proporção de integração de funções nos componentes

(principalmente de plástico injetado) e facilidade de montagem. Assim, é sugerido reduzir a quantidade de componentes e de processos de montagem no novo ST;

- Apesar da simplificação do ST A, muitas funções dele tem significativa importância para apoiar a operação de corte da grama, o que deve ser observado no novo aparador;

- Muitos componentes do ST A foram criados para uma família de aparadores do fabricante do ST A, reduzindo os custos de produção e montagem, e o preço. Sugere-se inserir conceitos de projeto para a montagem (DFA) e modularidade no novo ST, pensando numa família de aparadores.

Apêndice E. Análise física parcial de ER: compressor 176

Continuação do Quadro E.17.

Entradas

Princípios de solução dos componentes do ST

Recomendações

- Foram sugeridos novos princípios de solução para as funções existentes na base de dados;

- Estimular ainda mais os profissionais da organização quanto

à inserção de novos princípios de solução que possam ser utilizados nos projetos dos novos ST. A mesma sugestão vale para os efeitos, no catálogo de efeitos.

Matriz morfológica (MMF) - Ao comparar os princípios de solução das funções mais significativas do aparador A com os PS dos ST similares no mercado (há poucas mudanças entre eles), foi notado que os

ST diretamente concorrentes são similares. Portanto, o novo aparador pode usar tais soluções como referência, desde que não confronte as recomendações anteriormente listadas.

Conforme citado no Quadro E.17, é necessário expor alguns parâmetros técnicos do ST avaliados, dos quais alguns podem se tornar referências iniciais de especificações técnicas para o novo aparador a ser desenvolvido. Estas podem ser vistas no quadro ESS (Quadro E.18), que

é baseado nas informações do manual de instruções do ST (MIN), no quadro de caracterização do ST (CST, Quadro E.7) e no quadro de avaliação de desempenho do ST avaliado (ADS, Quadro E.13).

Especificação de projeto

Potência do motor elétrico

Rotação máxima do motor elétrico

Diâmetro (faixa) de corte do aparador

Temperatura do motor elétrico durante o uso

Vibração do aparador (medido na capa externa)

Número de lâminas ativas (fios de nylon)

Massa total do aparador A

Unidade

W rpm mm o

C m/s

2

Unidade kg

Quantidade

700

10500 (nominal)

12000 (medida)

240

40 (estabilizada)

-50 a +50

1

2,50

Quadro E.18. Quadro com as especificações de projeto para os ST similares àquele analisado na ER (ESS).

Pode ser notado que o quadro ESS (Quadro E.18) se assemelha intencionalmente com a lista de especificações técnicas gerada ao final da fase de projeto informacional, a fim de auxiliar os projetistas. As demais recomendações, de acordo com o escopo do projeto de ER e a

SER, são inseridas no quadro com recomendações de projeto dos ST

(RPS, Quadro E.19).

Apêndice E. Análise física parcial de ER: compressor 177

Categoria de análise

1

Materiais

2

4

Funções do

ST

Subsistema do ST

Operação, uso Segurança, todo o ST

Recomendações de projeto do ST

Todo o ST Estudar materiais recicláveis para as capas externas do aparador, sobretudo plástico (se for injetado, pode agregar as funções de outros componentes).

Todo o ST Priorizar as funções de corte (grama) e segurança do usuário, mas considerar as funções: proteger o motor do superaquecimento e favorecer a ergonomia (apoiar e movimentar o ST). Ambas as funções estão relacionadas aos principais modos de falha dos aparadores domésticos.

3

Operação, uso Segurança, todo o ST

Informar o usuário das condições adequadas de uso do aparador, para evitar situações de mal-uso.

Sugerir equipamentos de proteção individual (EPI).

Disponibilizar procedimentos de interrupção emergencial da operação, durante incidentes ou acidentes, e informar o usuário destes processos.

5

Operação, uso Manual de instruções e embalagem

Informar o usuário quanto aos procedimentos de manutenção do aparador, bem como os pontos de assistência técnica autorizados.

Quadro E.19. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS).

Por exemplo, uma recomendação de priorização de funções de um aparador de grama pode ser assim inserida no quadro RPS:

Categoria de análise: funções do ST;

Subsistema do ST: todos;

Recomendação: priorizar as funções de corte (grama) e segurança do usuário, mas considerar as funções: proteger o motor do superaquecimento e favorecer a ergonomia (apoiar e movimentar o ST).

Ambas as funções estão relacionadas aos principais modos de falha dos aparadores domésticos.

Além destas recomendações, podem ser sugeridas recomendações de projeto para a montagem (DFA, Design for Assembly), vide

Andreasen et alii. (1988). Disto, parte-se para a atividade 3.2, encerrar o

projeto de ER. Os resultados obtidos são inseridos no relatório do

projeto de ER, e alguns na base de dados, onde os documentos

(catálogos, imagens e arquivos eletrônicos) são arquivados na pasta do

projeto de ER. Os profissionais credenciados podem consultar os documentos, sendo assim encerrado o projeto de ER.

APÊNDICE F. ANÁLISE FÍSICA PARCIAL DE ER:

COMPRESSOR

É aqui apresentado um projeto parcial de ER, com a análise das soluções de projeto de um compressor compacto selecionado no Quadro

5.1. O mesmo estudo foi utilizado na avaliação da sistemática de ER e da base de dados (BD), conforme mostrado no quinto capítulo. Serviu de referência para comparar os resultados obtidos no referido processo de avaliação. O Quadro F.1 mostra a solicitação de engenharia reversa.

Nome da organização

Nome do solicitante: Gerson Silva

Setor: Projetos – compressores

E-mail: [email protected]

Projeto:

Matrícula: 0035

Telefone: Ramal 218

Data: 22/11/2010

Descrição e justificativa da solicitação de ER

Descrição e justificativa da solicitação:

Estudo completo das soluções de projeto do compressor compacto C1, para comparar com as soluções de um compressor da empresa, a ser aperfeiçoado

Origem da solicitação (setor, atividade do PDP): Projetos, conceitos

Nicho(s) de mercado de interesse:

Compressores compactos de aplicação residencial e automotiva

Projeto(s) relacionado(s): compressor médio para pintura CP-001

Quadro F.1. Solicitação de ER (SER) do estudo do compressor.

Conforme a SER (Quadro F.1), o projeto de ER realizou a identificação das soluções de projeto do compressor compacto C1, para comparar com as soluções do compressor médio de pintura, modelo CP-

001, a ser aperfeiçoado na organização.

F1. FASE 1. PLANEJAMENTO DO PROJETO DE ER

Em termos do escopo do projeto de ER, é uma análise física parcial, que visa obter informações sobre as soluções de projeto de um

ST definido na SER. Segundo o escopo e o quadro ASA (Quadro 4.2), serão realizadas estas atividades: 1.2 (definir o cronograma do projeto de ER); 1.3 (definir o orçamento do projeto de ER); 1.4 (elaborar o plano do projeto de ER); 2.3 (caracterizar o ST selecionado e obtido);

2.7 (identificar as soluções de projeto); e 3.1 (recomendações para a projetação dos ST).

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 180

Foi então definido o cronograma do projeto de ER, a partir das atividades de execução (fases 2 e 3 da sistemática, citadas no escopo), para uma equipe multifuncional de três profissionais. A duração das atividades (total de dois dias úteis) foi estimada a partir da experiência da equipe de ER. Já o orçamento do projeto de ER foi estimado a partir do cronograma, considerando os custos operacionais da execução do

projeto de ER: horas de trabalho dos profissionais internos e custo de utilização dos recursos físicos necessários. Foi ainda adicionado o custo de aquisição do ST a ser avaliado (sugerido na SER).

O plano do projeto de ER agrupou tais resultados num texto, que foi avaliado e aprovado pela coordenação da organização, autorizando a execução do projeto.

F2. FASE 2. ANÁLISE DO SISTEMA TÉCNICO

Na caracterização do ST, primeiro são obtidas imagens externas do ST, com recursos áudio visuais (RAV), como mostra o Quadro F.2.

Na sequência, são avaliadas as condições iniciais de recebimento do ST. a) Vista frontal b) Vista lateral c) Vista superior d) Embalagem do compressor

Quadro F.2. Imagens externas do compressor.

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 181

As imagens externas mostram que no conjunto há um compressor elétrico, um fio de 2,5 m de comprimento com tomada automotiva 12V, e uma mangueira de 370 mm de comprimento e bico conector, onde são acoplados os bicos pneumáticos. Também mostra a embalagem do ST.

As condições de recebimento do ST estão no quadro CRS (Quadro F.3).

Critérios

Embalagem do ST

Elementos de avaliação

Tipo de embalagem:

( X ) caixa; ( ) saco; ( ) nenhuma; ( ) outra: _______

Material: Papelão

Suportes internos da embalagem:

( ) isopor; ( ) papelão; ( X ) nenhum; ( ) outro: ____

Nível de proteção do ST pela embalagem:

( ) total; ( X ) parcial; ( ) baixo; ( ) nenhum

Facilidade de transporte:

( S ) tamanho adequado? [S/N]; ( S ) seguro? [S/N];

( S ) ergonomia adequada? [S/N]

Idiomas: ( X ) português; ( ) espanhol; ( ) inglês Manual de instruções

Detalhamento:

( ) excessivo; ( X ) adequado; ( ) superficial

Possui guia rápido com instruções de uso [S/N]: ( N )

Informações sobre uso seguro do ST [S/N]: ( S )

Informações presentes no

ST para o uso adequado

Uso seguro do ST [S/N]? ( S )

Recomendações para evitar mal-uso [S/N]? ( S )

Informações colocadas em elementos que não deterioram com o uso [S/N]? ( S )

Asseio (limpeza) do ST Asseio (limpeza) do ST:

( ) empoeirado; ( ) engraxado; ( X ) limpo; ( ) riscado

Montagem e regulagem Nível de montagem necessária do ST para uso:

( X ) total; ( ) parcial/subsistemas; ( ) nenhuma

Acessórios e ferramentas fornecidas com o ST

Nível de regulagem necessária do ST para uso:

( ) bastante; ( ) pouco; ( X ) nenhuma

Equipamentos necessários à montagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( X ) nenhum

Equipamentos necessários à regulagem do ST:

( ) adequado; ( ) insuficiente; ( X ) nenhum

Quadro F.3. Quadro de análise das condições gerais de recebimento do compressor (CRS).

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 182

Com o preenchimento do quadro CRS, podem ser comparadas as condições de recebimento do compressor obtido com os compressores da organização a serem aperfeiçoados (vide Quadro F.1), para orientar as ações comerciais e técnicas (PDP) que melhorem a aceitação comercial e o desempenho técnico dos novos ST da organização.

Além do quadro CRS, é preenchido o quadro CST (Quadro F.4).

Nele, o ST selecionado é caracterizado com base nos resultados da entrevista realizada com os usuários potenciais e os profissionais de assistência técnica dos ST candidatos. Neste caso, foram consultados os profissionais de assistência técnica e os vendedores especializados.

Imagem externa do ST

Principais especificações técnicas do ST

Principais modos de falha do ST

Principais modos de interação externa do ST

Pressão máxima:

250 psi; 17,2 bar;

1724 kPa

Tensão: 12V/DC

Corrente: 10A

Tempo de uso:

Máximo 10 minutos

(com pausas de 30 minutos)

Massa total: 536g

- Superaquecimento com queima do motor: exceder o tempo de uso ininterrupto máximo

(10 minutos), sem respeitar as pausas de descanso (30 minutos);

Outros ST:

- Conexão da tomada do compressor na tomada

12V/DC do veículo;

- Conexão do bico da mangueira do compressor no bico pneumático do ST que será inflado.

Usuário:

- Superaquecimento com queima do motor: pressão de trabalho acima da recomendada no manual do ST.

- Conectar a tomada do compressor na tomada

12V/DC do veículo;

- Conectar o bico da mangueira do compressor no bico pneumático do ST que será inflado;

- Verificar a pressão de trabalho e o tempo de uso.

Meio ambiente:

- Aquecimento da carcaça

(pouco aumento da temperatura do ambiente).

Quadro F.4. Caracterização do compressor selecionado (CST).

No Quadro F.5, apesar de não ter sido solicitado, no escopo e na

SER, a identificação dos modos de falha e de interação externa entre o

ST com outros ST, usuário e meio ambiente, tais informações auxiliam

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 183

na contextualização da análise das soluções internas do compressor, identificadas durante a desmontagem do ST. Todas as informações obtidas na atividade 2.3 são inseridas na base de dados (BD) da organização e podem ser consultadas pelos profissionais internos. É assim encerrada a atividade 2.3, para seguir com a atividade 2.7, identificação das soluções internas do ST, mostrada no item que segue.

A atividade 2.7 é a principal atividade do modelo, pois nela são identificadas as soluções de projeto do ST, a partir da desmontagem do

ST. Foram considerados: o arranjo físico, as funções, os princípios de solução e as características de todos os componentes do compressor.

Antes da desmontagem, é planejada a sequência de desmontagem dos componentes (da parte externa para a interna) e foram definidos os equipamentos para a desmontagem (EDM) e análise: chave Philips, régua graduada, balança com precisão de 1g e alicate médio, além dos recursos áudio visuais (RAV). A desmontagem do ST ocorreu com base no SOP (Otto e Wood, 2001, p.161, 205), onde cada componente do ST

é removido e analisado individualmente.

Os resultados obtidos são registrados no quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID), visto no Quadro F.5.

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 185

05

06

01

02

03

04

Imagem do componente

Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID)

Informações da lista de materiais (BOM – Bill of Materials) Informações do procedimento SOP

Nome do componente

Materiais e dimensões

Parafuso externo de fixação Aço SAE 1020 – M2 x 14mm

Capa frontal do compressor

Parafuso de fixação do conjunto Aço SAE 1020 – M2 x 8mm de transmissão do compressor

Motor elétrico (120W) Diversos – Ø36 x 66mm

05

Plástico PP – 137 x 118 x 35mm 01

Capa traseira do compressor

(possui adesivo com instruções)

Plástico PP – 137 x 118 x 35mm 01

Cabo de alimentação elétrica Diversos – 2 x 1,5 mm

2

x 2,5m 01

02

Massa unitária [g]

Efeitos da remoção

Sequência de desmontagem

1 g - Má fixação das capas externas;

- Má fixação dos componentes internos

(motor e compressor).

-

52 g - Má fixação dos componentes internos

(motor e compressor);

- Redução da proteção dos componentes internos de choques e sujeira;

- Remoção do isolamento elétrico (risco de choque);

- Redução do isolamento acústico.

53g - Má fixação dos componentes internos

(motor e compressor);

01

01, 02

- Redução da proteção dos componentes internos de choques e sujeira;

- Remoção do isolamento elétrico (risco de choque);

- Redução do isolamento acústico;

- Remoção das informações sobre o uso adequado do compressor.

68g - Motor do compressor não aciona;

- Não transmite energia entre a tomada

12V DC do veículo e o motor elétrico.

01, 02, 03

1g - Prejudica a fixação do sistema de transmissão ao motor.

01 158g - Compressor não aciona.

01, 02, 03

01, 02, 03, 04, 05

Funções associadas

- Fixar as capas externas.

- Fixar os componentes internos (motor e compressor);

- Proteger os componentes internos de choques e sujeira;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Reduzir o ruído do sistema de compressão.

- Fixar os componentes internos (motor e compressor);

- Proteger os componentes internos de choques e sujeira;

- Proteger o usuário de choques elétricos;

- Reduzir o ruído do sistema de compressão;

- Informar o usuário quanto ao uso adequado do compressor.

- Acionar o motor elétrico do compressor;

- Transmitir energia entre a tomada 12V

DC do veículo e o motor elétrico

- Acionar o compressor.

B U

A

A

A

- Fixar o sistema de transmissão ao motor. A

A

U

U

U

U

U

07 Sistema de transmissão Diversos – 48 x 48 x 51mm 01 54g

- Transmissão de rotação do motor para o compressor prejudicada ou nula;

- Compressor não aciona;

- Risco de dano ao compressor e ao sistema de transmissão.

01, 02, 03, 05, 08, 09,

10

Quadro F.5. Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID).

- Transmitir a rotação do motor para o compressor;

- Ampliar o torque do motor elétrico para acionar o compressor.

A U

Apêndice F. Análise física parcial de ER: compressor 187

08

09

10

11

Continuação do Quadro F.5.

Quadro de sistematização das informações da desmontagem técnica (SID)

Informações da lista de materiais (BOM – Bill of Materials) Informações do procedimento SOP

Imagem do componente

Nome do componente

Materiais e dimensões

Massa unitária [g]

Efeitos da remoção

Sequência de desmontagem

Funções associadas

Parafuso de fixação da camisa do pistão do compressor

Conjunto mangueira e manômetro

Camisa do pistão

Conjunto pistão-biela

Aço SAE 1020 – M4 x 38mm

Diversos – mangueira de Ø12 x

370mm, manômetro de Ø50 x

95mm x 22mm

02 3g

- Perda da fixação da camisa do pistão do compressor;

- Não é possível comprimir o ar, pois a camisa do pistão fica livre.

01 121g - Não informa a pressão de ar do compressor;

- Não permite o direcionamento do ar comprimido para os bicos pneumáticos;

- Aumento do ruído do compressor;

- Não há proteção da câmara de compressão contra contaminação.

Aço SAE 1020 – Ø18 x 25mm 01 11g - Pistão não tem guia para movimento linear;

- Pistão não comprime o ar.

01, 02, 03,

01, 02, 03, 08, 10

01, 02, 03, 08, 09

Aço SAE 1020 – Ø15 x 42mm 01 14g - Não comprime o ar na saída da mangueira.

01, 02, 03, 08, 09, 10,

07

- Fixar a camisa do pistão do compressor;

- Alinhar a camisa do pistão do compressor em relação à base do sistema de compressão.

- Informar a pressão de ar do compressor;

- Direcionar o ar comprimido para os bicos pneumáticos;

- Diminuir o ruído do compressor.

- Comprimir o ar;

- Orientar o movimento linear do pistão.

- Comprimir o ar.

A U

A

A

U

U

Total = 17 536g

Apêndice F. Análise Física Parcial de ER: Compressor 189

Conforme o quadro SID (Quadro F.5), o compressor tem 11 componentes, de onde foram identificadas 19 funções. Após as análises individuais com os componentes, foi feita a desmontagem completa, para posicionar os componentes em vista explodida e fotografar, como ilustra a Fig. F.1. A partir dos códigos dos componentes, na vista explodida e no quadro SID, são anexadas etiquetas nos componentes, pois o ST permanece desmontado para ser analisado pelos profissionais internos, sobretudo projetistas.

Figura F.1. Vista explodida do compressor analisado.

Na sequência, são identificados os princípios de solução (PS) dos componentes do compressor. A busca por princípios de funcionamento priorizou a função principal (propósito) do componente, considerando as relações de identificação entre o material, energia e fluxos de sinal, bem como a geometria

50

e os sistemas associados ao componente.

50

Vide aspectos de geometria em Pahl et alii. (2007, p.95).

Apêndice F. Análise Física Parcial de ER: Compressor 190

Assim, foi inicialmente identificada a função mais importante de cada componente no quadro SID (Quadro F.5). Num segundo momento, foi analisado o princípio de funcionamento do componente, deduzido a partir das funções e do efeito da remoção do componente. No terceiro passo, tal funcionamento foi comparado com os principais efeitos físicos do quadro TEF (Quadro 4.14), quanto à similaridade de ambos.

Como apoio ao terceiro passo, pode ser utilizada a estrutura AIP, vista no Quadro F.6, a partir de informações dos componentes do ST, no quadro SID (Quadro F.5). Para exemplificar foram mostrados alguns componentes do compressor avaliado.

Nome do Imagem do componente componente

Funções Efeitos físicos

Portador do efeito

Princípio de solução

01 Parafuso externo de fixação

06 Motor elétrico

(120W)

07 Sistema de transmissão

11 Conjunto pistão-biela

Fixar as capas externas

Mecânico (atrito); forma

Rosca do parafuso

14.03

(parafuso)

Acionar o compressor

Transmitir a rotação do motor para o compressor

Ampliar o torque do motor elétrico para acionar o compressor

Comprimir o ar

Mecânico

(inércia); elétrica

(eletrodinâmica); magnética

(eletromagnética)

Mecânico (atrito e inércia); forma

Rotor e estator do motor

Engrenagem e volante de inércia

Mecânico (atrito e inércia); forma

Pistão

Rotor magnético

(motor elétrico ou gerador)

Engrenage m; e disco de inércia

Compressão por pistão*

Quadro F.6. Estrutura de apoio à identificação dos princípios de solução dos componentes do ST (AIP).

Conforme notado no quadro AIP (Quadro F.6), cada componente foi avaliado a partir das funções, de onde são avaliados os efeitos físicos

(no Quadro 4.14) e os portadores do efeito (elementos do componente onde os efeitos são inseridos). Disto, a equipe de ER comparou as informações dos efeitos e portadores de efeitos dos componentes, do

Quadro F.6, com a descrição dos PS disponíveis da base de dados (BD,

Apêndice E), vinculados às funções. Assim, foram identificados os PS que mais bem representam o funcionamento do componente, para cada função do compressor avaliado.

Apêndice F. Análise Física Parcial de ER: Compressor 191

Na sequência, foi representada a concepção do ST avaliado, com base nos resultados do quadro AIP (Quadro F.6), onde foi utilizada a matriz morfológica (MMF), como parcialmente ilustra o Quadro F.7.

Funções

Princípios de solução

Fixar as capas externas

Acionar o compressor

14.03 Parafuso

Transmitir a rotação do motor para o compressor

06.01. Rotor magnético

(motor elétrico ou gerador)

Comprimir o ar

15.05 Engrenagem

Função n (F n

):

31.01. Compressão por pistão

PS 01 PS 02 PS 03

Quadro F.7. Visão parcial da matriz morfológica do compressor avaliado (MMF).

Com o preenchimento da MMF (Quadro F.7), foi realizada a combinação dos princípios de solução que representam a concepção do

ST sob análise. Estas informações da MMF são registradas no relatório do projeto de ER, e na BD, as quais ficam disponíveis, favorecendo a geração das concepções do ST, bem como a definição das necessidades e especificações dos novos ST, dados de dimensões, entre outras. Com isto, a atividade 2.7 se encerrou, para iniciar a terceira fase.

Apêndice F. Análise Física Parcial de ER: Compressor 192

F.3. FASE 3. ORIENTAÇÕES PARA A PROJETAÇÃO

A atividade 3.1, recomendações para a projetação dos ST, visa auxiliar a execução das atividades de projetação dos novos ST da organização, a partir da execução do projeto atual de ER (lições aprendidas) e dos resultados das atividades da fase 2 do modelo de ER.

Tais recomendações são vistas no Quadro F.8.

Entradas

Quadro de características dos usuários potenciais do ST e as condições de uso do ST (CTU)

Manual de instruções do ST

(MIN)

Recomendações

Por ser um compressor simples, que não envolve condições críticas de interação entre usuário-ST, não há sugestões de adequação física para os usuários.

Quadro de análise das condições de recebimento do ST (CRS)

Por ser um compressor simples e compacto, já foi entregue montado e regulado. A embalagem, de papelão, protegeu bem

Quadro de caracterização dos sistemas técnicos (CST) o compressor e os acessórios. O manual de instruções não é completo: deve ter ilustrações de uso, indicar procedimentos de manutenção, e informar a rede de assistência técnica.

Devido ao fato do compressor compacto ser direcionado para

Quadro de informações da desmontagem (SID) outro mercado, não é necessário citar as especificações de projeto (ESS) do compressor. Mas elas estão no quadro CST.

Por ser um compressor simplificado e de baixo custo, foi projetado para reduzir os custos de produção: tem poucos componentes, boa proporção de integração de funções nos componentes (principalmente de plástico injetado) e facilidade de montagem. Assim, é sugerido integrar

51

os componentes do compressor de pintura, para reduzir a quantidade de componentes e de processos de montagem.

Princípios de solução dos componentes do ST

- Elaborar ilustrações de montagem, e de uso do ST, para evitar condições de mal-uso, devido às limitações de tempo e de pressão de funcionamento;

- Ilustrar as aplicações típicas coerentes do compressor (o que pode ou não ser feito), pois o manual e a embalagem indicam aplicações que o compressor claramente não satisfaz.

Matriz morfológica (MMF)

Foram sugeridos novos princípios de solução para as funções existentes na base de dados. É o caso do PS “compressão por pistão” (vide o Quadro F.7), que também é utilizado no compressor de pintura a ser aperfeiçoado.

Foi observado que os princípios de solução do compressor compacto são similares aos PS do compressor de pintura a ser aperfeiçoado. Portanto, foram notadas poucas mudanças entre eles, em termos de princípios de solução, mas significativas mudanças em termos de materiais e formas que podem reduzir o custo final do compressor de pintura.

Quadro F.8. Recomendações de projetação dos ST (RTP), baseada na análise de ER do compressor.

51

Para integrar pares de componentes, é avaliada a necessidade de movimento relativo entre eles e a necessidade de elaboração de ambos em materiais diferentes.

Apêndice F. Análise Física Parcial de ER: Compressor 193

As demais recomendações, de acordo com o escopo do projeto de

ER em questão e a SER, são inseridas no quadro com recomendações de

projeto dos ST (RPS, Quadro F.9).

Categoria de análise

Subsistema do ST

Recomendações de projeto do ST

1 Materiais Todo o ST Estudar materiais recicláveis para as capas externas

2 Materiais Reservatório de ar do compressor, sobretudo plástico (se for injetado, pode agregar as funções de outros componentes).

Avaliar a elaboração do reservatório de ar em material plástico, visando favorecer a reciclagem e a montagem, baixando o custo e a massa da peça.

3

Operação, uso

4 Operação, uso

5

Operação, uso

Sistema de compressão

Interface

(medidores)

Segurança, todo o ST

Prever meios de proteção da integridade do sistema de compressão, em usos por tempo prolongado.

Informar as condições adequadas de pressão do compressor (nominal e máxima), cujo grafismo do manômetro de ter fácil leitura e compreensão.

Informar o usuário das condições adequadas de uso do compressor, para evitar situações de mal-uso.

6 Operação, uso

Segurança, todo o ST

Sugerir equipamentos de proteção individual (EPI).

Disponibilizar procedimentos de interrupção emergencial da operação, durante incidentes ou acidentes, e informar o usuário destes processos.

7

Operação, uso

Manual de instruções e embalagem

Informar o usuário quanto aos procedimentos de manutenção do compressor, bem como os pontos de assistência técnica autorizados.

Quadro F.9. Quadro com recomendações de projeto dos ST (RPS).

No quadro RPS (Quadro F.9), cada recomendação é identificada pela categoria e subsistema do ST relacionado. Com isto, os projetistas podem consultar diretamente as recomendações de interesse, a respeito de um subsistema específico do ST, ao invés de procurar as recomendações numa lista. Além destas recomendações, podem ser sugeridas recomendações de projeto para a montagem (DFA, Design for

Assembly), vide Andreasen et alii. (1988).

Disto, parte-se para a atividade 3.2, encerrar o projeto de ER. Os resultados obtidos nas atividades executadas são inseridos no relatório do projeto de ER, e alguns na base de dados, onde os documentos

(catálogos, imagens e arquivos eletrônicos) são arquivados na pasta do

projeto de ER. Os profissionais da organização credenciados podem consultar estes documentos, sendo assim encerrado o projeto de ER.

APÊNDICE G. QUESTIONÁRIO DE AVALIAÇÃO

No Quadro G.1 é apresentado o questionário de avaliação da sistemática de ER e da estrutura da base de dados, citados no capítulo 5.

Quadro G.1. Questionário de avaliação.

Participante/empresa:

Questões

Respostas (notas): escala de 0 (não atende) a

10 (atende totalmente)

O que falta para atender totalmente?

1

O método auxilia na identificação e descrição das funções e princípios de solução dos objetos físicos?

2

A sistemática e a base de dados (BD) permitem a comparação de dados, funções e princípios de solução de diversos sistemas técnicos?

3

Foi notado se a estrutura da BD permite a inserção de funções e de princípios de solução de qualquer

área de conhecimento?

4

A sistemática e a BD podem ser adequadas à realidade de cada organização?

5

A sistemática e a BD permitem a inserção de informações de outras fases do PDP (além do projeto conceitual)?

6

A sistemática e a BD estão adequadas ao contexto da fase de projeto conceitual?

7

Na sua percepção, a sistemática e a

BD podem ser facilmente modificadas?

8

A sistemática e a BD se mostram de forma clara e objetivas, no âmbito da

ER?

9

Os meios de apoio e ferramentas auxiliam significativamente as atividades de ER?

10

O detalhamento do processo de ER está adequado para uma sistemática de referência?

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* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

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