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ANÁLISE PROJETOS E OTIMIZAÇÃO

Por: Oscar Siqueira

 

Análise projetos e otimização.

Embora os benefícios da análise de projetos sejam óbvios em todos os tipos de produtos – e acessíveis para a maioria dos profissionais da área – numerosos equívocos cercam o uso do software de análise de projetos e otimização.

Quando um projetista recebe o desafio de criar um novo produto, algumas questões importantes passam a persegui-lo: Qual a finalidade do produto? Quais materiais serão utilizados? Funcionará a contento? Será inovador? E, comercialmente, viável? Entretanto, a pergunta que fazemos como um profissional espera se antecipar e responder com exatidão sobre o futuro sem recursos tecnológicos para ajuda-lo?

Estudos revelam que sete entre dez engenheiros usuários de CAD 3D acreditam que a analise de projetos com base em LEA – Análise de Elementos Finitos (Finite Element Analysis) – é esotérica, cara e difícil de usar. Acreditam que software de analise de projetos exige um PhD (doutorado) para poder ser utilizado, só é empregado por empresas realmente grandes e não é necessário para o tipo de trabalho que realizam.

Como resultado, muitos engenheiros conduzem projetos não-testados ate o protótipo ou ate a produção, prejudicando a qualidade do produto e valiosos relacionamentos com os clientes, além de aumentar os custos da companhia.

A ANÁLISE DE PROJETOS

Em termos simples, análise de projetos é uma poderosa tecnologia de software para simular comportamentos físicos no computador. O objeto se quebrará? O objeto ira se deformar? Aquecerá excessivamente? Esses são alguns tipos de perguntas que a análise de projetos responde com precisão. Em vez de fabricar um protótipo e desenvolver procedimentos de teste complexos para analisar o comportamento físico de um produto, os engenheiros podem obter essas informações de maneira rápida e precisa no computador.

A figura 1 apresenta a avaliação de tensões sobre uma peça em análise.

A figura 2 demonstra a simulação numérica por FEM – Método de Elementos Finitos (Finite Element Method) das deformações sofridas em um suporte de uma plataforma de força de pequeno porte para marcha humana. A finalidade é medir as forças no eixo principal durante a marcha e relacioná-las com a postura e esforços aplicados aos tecidos dos pés e membros inferiores.

Como a análise de projetos pode minimizar ou até eliminar a necessidade de prototipagem física e de testes, a tecnologia se tornou preponderante no mundo da fabricação durante a última década. A verdade sobre esse software é que não são nem difíceis de usar e nem caros: 51% dos usuários em uma pesquisa feita pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts) revelaram que aprenderam a utilizar o sistema em apenas cinco dias.

Antes de advento dos softwares de análise de projetos, o único caminho possível para se testar um produto desenvolvido antes de colocá-lo no mercado era a construção de protótipos. E protótipos são caros, demoram em serem fabricados e prolongam os ciclos de desenvolvimento do produto, especialmente quando são necessários vários deles. Testes em protótipos frequentemente revelam problemas que exigem modificações no projeto, resultando em nova prototipagem e testes adicionais para se examinar o projeto modificado.

Geralmente, no mundo real da fabricação, os atrasos e as despesas relacionadas com prototipagem e testes reduzem o numero de repetições de projeto-protótipo-teste, o que tem um impacto adverso na qualidade do produto. As empresas simplesmente não podem construir e testar o numero de protótipos necessários para se chegar a um projeto otimizado e acabam aceitando um projeto “suficientemente bom” em vez de buscar a otimização do produto.

 

Em outros casos, projetistas simplesmente permanecem no mesmo rumo reproduzindo produtos ultrapassados, preferindo continuar com conceitos que funcionaram no passado em vez de procurar inovar e abrir novos horizontes. A premissa é: “Se não estiver quebrado, não tente consertar” quando deveria ser “se não estiver quebrado, ainda assim pode ser necessário consertar”.

Permanecer na situação de conforto pode custar muito dinheiro a uma empresa em termos de oportunidades perdidas para a introdução de produtos modernos com melhor qualidade, esteticamente mais agradáveis e que muito mais consumidores desejarão comprar.

Na figura 3 mostra-se um exemplo genérico dos benefícios obtidos pela evolução nos níveis relativamente ao gerenciamento de prazos de planejamento e de execução de projetos. Esses resultados são refletidos, naturalmente, também no custo final do projeto. É possível perceber que, quanto maior o nível de previsão otimizada, tanto maior é a assertividade do projeto.

Figura 3 – Evolução nos prazos de execução de um projeto conforme se evolui na maturidade.

De acordo com pesquisas, a redução do numero de protótipos entre usuários de software de análise de projeto é da ordem de 25%, no mínimo. Isso comprova que engenheiros podem e devem utilizar a análise de projetos para praticamente todos os tipos de desenvolvimento de produto e trabalho de pesquisa imaginável. Analisar projetos de máquinas, plásticos moldados por injeção, sistemas de resfriamento, produtos que emitem campos eletromagnéticos e sistemas influenciados por dinâmicas de fluidos, são apenas alguns exemplos de como as empresas utilizam análises de projetos.

Próxima etapa: A Otimização  

Provado que a análise de projetos hoje é uma ferramenta acessível e essencial, engenheiros empenhados em projetar produtos considerados os melhores e mais lucrativos para determinada função devem dar o próximo passo em termos de CAE: a otimização. O recurso, presente nas melhores ferramentas de análise, fornece idéias rápidas e eficazes de como aprimorar seu produto e produzir os melhores resultados.

No estágio conceitual de um projeto, o engenheiro pode utilizar a otimização para verificar se o projeto básico apresenta, por exemplo, materiais, espessura de paredes, recursos de rigidez e métodos de fixação corretos. A não-otimização do projeto de produtos pode aumentar as despesas, por exemplo, com o uso de material em excesso. Economizar apenas um décimo de centavo por unidade pode totalizar uma soma razoável quando o fabricante produz milhares de unidades.

Estudos mostraram que 80% dos custos de fabricação de um produto se concentram no projeto aprovado, razão pela qual a capacidade de executar repetições rápidas e econômicas antes da liberação do projeto se tornou uma vantagem essencial frente à concorrência.

A importância da otimização na prática

A Diedro, empresa brasileira que fabrica máquinas especiais para montagem, teste, soldagem, controle, extrusão, usinagens, ferramentas especiais e automação de linhas de montagem de componentes, usou uma ferramenta de análise e otimização para testar a resistência das peças antes da fabricação, o que deu a empresa garantias de satisfação do cliente, maior qualidade e rapidez no ciclo de produção.

É possível obter muito mais de um projeto ao se permitir que o recurso de otimização ofereça a percepção da situação. Os projetistas devem entender que esse recurso disponibiliza diversas soluções para o mesmo problema, soluções que devem ser consideradas à luz das necessidades de fabricação para se obter o melhor e mais lucrativo produto no final do dia.

Outro exemplo, a Alliance Spacesystems, Inc. (ASI), com sede na Califórnia (EUA), projeta e fabrica sistemas mecânicos, de robótica, estruturas e, mecanismos para instrumentos espaciais e científicos. E importante lembrar que a ASI criou braços robôs usados nos veículos exploratórios “Spirit” e “Opportunity” altamente bem sucedidos e desenvolvidos pela NASA para a missão Veículos Exploratórios de Marte (MER). A companhia utilizou software de análise integrado para testar e otimizar o projeto de peças e montagens.

Para a ASI, cada grama de peso e milímetro de espaço reduzidos representam uma grande economia de gastos. A equipe conseguiu reduzir a massa de um braço robótico em 20%, o equivalente na indústria automotiva ao espaço necessário para o motor e a transmissão de um carro, além de manter o nível de trabalho dobrado em menos de um por cento.

Conclusão

A utilização da análise de projeto não é apenas um modismo. Sua real e correta aplicação é a base para a agilidade no desenvolvimento de novos produtos, melhoria da qualidade, diminuição do time-to-market e forte redução de custos que resultam diretamente na fidelização do cliente e na abertura da possibilidade de desenvolvimento de novos negócios.

 

Autor: Oscar Siqueira

Fonte : Revista Ferramental edição 41

FONTES DE CONSULTA

[1] www.pt.wikipedia.org

[2]http://blogs.solidworks.com/solidworksbrasi1/2010/12/desv endando-a-simula%C3%A7%C3%A3o-plana-em-2d-no-solidworks-2011. html

[3] Pilfer, Giovani; Plataforma de forca. Novo Hamburgo, RS. 2011. www.engenheirogiovanipiffer.com.br

[4] Prado, Darci; Por que importante evoluir em Gerenciamento de Projetos? Institut° de Desenvolvimento Gerencial – INDG Abri1/201 1. www.indg.com.br

 

 

 

 

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