Apostila de Introdução à Engenharia - Pitágoras

6.372 visualizações

Publicada em

Apostila ofececida pelo curso de Engenharia Mecânica pela e Faculdade Pitágoras em Linhares-ES, no ano de 2010.

Publicada em: Engenharia
0 comentários
3 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
6.372
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
12
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
213
Comentários
0
Gostaram
3
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Apostila de Introdução à Engenharia - Pitágoras

  1. 1. O texto desta publicação, ou qualquer parte dela, não poderá ser reproduzi-do ou transmitido em nenhuma forma ou por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópias, gravação, arquivamento em um sistema de informação sem uma prévia permissão por escrito dos direitos autorais do proprietário. Copyright© by Faculdade Pitágoras. Todos os direitos reservados. Introdução à Engenharia IENG v1.0 - ABR/2008 Concebido por Lauro Soares de Freitas, Mestre Sistema Universitário Pitágoras PITÁGORAS FACULDADE
  2. 2. Ementa Definindo “Engenharia”. História da Engenharia. O engenheiro e suas competências. As áreas de atuação do engenheiro. Projeto de Engenharia. A utilização de modelos na engenharia. A contribuição da Simu-lação. Otimização em Engenharia. Objetivos de aprendizagem A disciplina Introdução à Engenharia tem o objetivo geral de apresentar ao aluno calouro os conceitos básicos da Engenharia e a sua amplitude de atuações e contribuições para o desenvolvimento do Brasil. Este objetivo geral é desdobrado nos seguintes objetivos específicos: • compreender o significado da palavra engenharia apresentando uma síntese histórica; • demonstrar as funções e os diversos campos de atuação do engenheiro; • visualizar a importância do projeto para a engenharia, descrevendo as atividades e as características de cada uma das fases de execução do projeto; • apresentar as contribuições dos diferentes tipos de modelo para o processo de solução de problemas; • entender as vantagens proporcionadas pelos diversos tipos de simulação, bem como compreender o papel do computador no processo de simulação de produtos, processos e sistemas; • conhecer o conceito de otimização pela apresentação das diversas técnicas aplicadas em projetos de engenharia. 3 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Conteúdo da disciplina 1 O QUE É A ENGENHARIA? 1.1 História da Engenharia. 1.2 A Engenharia no Brasil. 1.3 Competências e funções do engenheiro. 1.4 As áreas de atuação do engenheiro. 2 PROJETO 2.1 Projeto: A essência da engenharia. 2.2 Fases do Projeto. 2.3 Abordagem de Problemas em Engenharia (Fatores de sucesso). 3 MODELAGEM 3.1 O que são modelos e o que é modelagem? 3.2 Por que modelar? 3.3 Classificação dos modelos. 4 SIMULAÇÃO 4.1 O que é a simulação? 4.2 Tipos de simulação. 4.3 O computador na Engenharia – Simulação computacional. 5 OTIMIZAÇÃO 5.1 A melhor solução. 5.2 Modelos e Métodos de Otimização.
  3. 3. Material usado na disciplina Bibliografia adotada: Leitura obrigatória BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. 6. ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2006. HOLTZAPPLE, Mark T.; REECE, W. Dan. Introdução à engenharia. Rio de Janeiro: LTC, 2006. Bibliografia adicional: Para saber mais PETROSKI, H. Invention by design – how engineers get from thought to thing. 3.ed. Boston: Harvard University Press, 1997. BAXTER, Mike. Projeto de produto: guia prático para o desenvolvimento de novos produtos. São Paulo: Edgar Blücher Ltda, 1998. GOLDBARG, M. C. Otimização combinatória e programação linear: modelos e algoritmos. Rio de Janeiro: Campus. 4 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Aula zero Visão geral Metodologia de ensino/aprendizagem da Faculdade Pitágoras: Utilização de módulos, cada um dos quais podendo se subdividir nos seguintes momentos: • Aula expositiva: informação, conhecimento, aprendizagem de conceitos e princípios. • Encontros das equipes de aprendizagem: desenvolvimento de habilidades e competências, não só da disciplina em questão, mas também habilidade de trabalhar em grupos e equipes. Ênfase em projetos e pesquisas dos alunos, fazendo a relação entre a teoria e o mundo real. • Em algumas disciplinas mais instrumentais, os encontros das equipes serão substituidos por aulas práticas. • Avaliações. Visão geral da disciplina • De caráter introdutório, a disciplina tem o importante papel de elucidar para o aluno calouro a de-finição e a importância da engenharia, bem como apresentar as principais competências e as áreas de atuação do engenheiro. • Os conceitos de Projeto e Processo de projeto, Modelagem, Simulação e Otimização compõem a segunda parte do curso. Objetivos • Compreender o significado da palavra engenharia, demonstrando as funções e os diversos campos de atuação do Engenheiro. • Visualizar a importância do projeto para a engenharia, descrevendo as atividades e as características de cada uma das fases de execução do projeto. • Apresentar as contribuições dos diferentes tipos de modelo para o processo de solução de problemas. • Entender as vantagens proporcionadas pelos diversos tipos de simulação, bem como compreender o papel do computador no processo de simulação de produtos, processos e sistemas. • Conhecer o conceito de otimização pela apresentação das diversas técnicas aplicadas em projetos de engenharia.
  4. 4. Competências • Identificar dentre os diferentes tipos de modelo, o mais adequado para ser empregado em cada tipo de situação. • Planejar e executar as etapas e as atividades envolvidas num processo de solução de problema na engenharia. • Avaliar a aplicabilidade de modelos e métodos para as atividades de otimização de produtos, pro-cessos e sistemas. • Compreender o grau de contribuição do trabalho do engenheiro para o desenvolvimento econômico e social do Brasil. Regras Encontro das equipes de aprendizagem: • Nenhum aluno pode participar dos encontros das equipes de aprendizagem sem fazer parte de uma equipe. • O aluno deve ler o material indicado no Guia do Aluno anteriormente. Não é possível desenvolver satisfatoriamente uma atividade sem um mínimo de conhecimento do conteúdo ministrado nas aulas expositivas. • O aluno deve trazer o material indicado para a sala de aula. • A participação será avaliada a cada encontro das equipes. A nota de participação não é nota de presença. Avaliações: o que se avalia? • Avaliação de conteúdos. • Produtos: estruturas internas que revelam o grau de proficiência do aluno para elaborar os conteúdos, relacioná-los com conhecimentos anteriores e aplicá-los a situações concretas, conhecidas ou novas. • Estratégias cognitivas e metacognitivas: capacidade do aluno em monitorar e regular o próprio pro-cesso de aprender a aprender. Avaliação Avaliações dos alunos: • Conhecimentos adquiridos. • Habilidades e competências específicas da disciplina, principalmente, a competência argumentativa. • Atitudes: abertura às idéias e argumentos dos outros, mostrando disponibilidade para rever suas próprias opiniões; cooperação com os outros, mostrando que a crítica só é eficaz através do diálogo justo e honesto no seio de uma comunidade. • Participação efetiva nas aulas (não é apenas presença). 5 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Anotações em sala de aula Por que fazer anotações das aulas? • Fazer anotações das aulas obriga o aluno a prestar atenção cuidadosa às aulas e a testar o seu entendimento da matéria lecionada. Isso ajuda o aprendizado e poupa tempo de estudo. • A revisão das anotações mostra o que é mais importante na matéria lecionada e o que deve ser estudado com mais cuidado. • É mais fácil guardar na memória as próprias anotações do que os textos dos livros. • Ajuda a memorização. • Promove entendimento muito mais profundo da matéria do que a simples escuta.
  5. 5. Avaliação do rendimento escolar O aproveitamento escolar do aluno será verificado por disciplina, mediante a avaliação das atividades escolares e da assiduidade, exigindo-se para aprovação a obtenção de, no mínimo, 60 (sessenta) pontos em um total de 100 (cem) pontos e 75% (setenta e cinco por cento) de freqüência nas atividades programadas. A verificação do rendimento escolar será feita através de: → avaliações individuais, compreendendo provas ou trabalhos produzidos ao longo da disci-plina, que valerão ao todo 70 (setenta) pontos. → avaliações de tarefas ou trabalhos produzidos por equipes de aprendizagem durante a disciplina valendo, ao todo, 30 (trinta) pontos. → distribuição de pontos entre as avaliações individuais e as avaliações das equipes, da seguinte forma: Etapa 1: 30 pontos – até o final da terceira semana de aula, sendo 20 pontos em avaliações individuais e 10 pontos em equipe. Etapa 2: 30 pontos – até o final da sexta semana de aula, sendo 20 pontos em avaliações individuais e 10 pontos em equipe. Etapa 3: 40 pontos – até o final da décima semana de aula, sendo 30 pontos em avaliações individuais e 10 pontos em equipe. Ao final de cada termo, em data prevista no calendário acadêmico, o aluno poderá fazer uma avaliação suplementar, a título de recuperação, para cada disciplina, que substituirá o conjunto das notas individuais obtidas pelo aluno (total de 70 pontos). → A nota da prova suplementar só produzirá efeitos para apuração da nota final do aluno se for maior do que os pontos obtidos no conjunto das notas individuais das 3 etapas. → O aproveitamento final do aluno em cada disciplina será expresso também em conceitos, conforme a seguinte escala: Conceito A: entre 90 e 100 pontos Conceito B: entre 80 e 89 pontos Conceito C: entre 70 e 79 pontos Conceito D: entre 60 e 69 pontos Conceito E: entre 0 e 59 pontos Será considerado reprovado o aluno que obtiver conceito final E na disciplina. 6 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno
  6. 6. Conteúdo da disciplina 1 O QUE É A ENGENHARIA? 1.1 História da Engenharia. 1.2 A Engenharia no Brasil. 1.3 Competências e funções do engenheiro. 1.4 As áreas de atuação do engenheiro. 1.1. Um começo de conversa Certamente uma das principais perguntas feitas por estudantes de engenharia e por avaliadores de recursos humanos durante processos de seleção de jovens engenheiros é: “O que faz um engenheiro?” Para responder a essa pergunta, é preciso compreender o surgimento e a evolução de algumas técnicas e dispositivos desenvolvidos por engenhosos seres humanos com o intuito de solucionar problemas reais da humanidade no seu dia-a-dia. Esta unidade abordará a engenharia numa perspectiva de passado, presente e futuro. Na perspectiva do “passado”, veremos as preocupações do ser humano em utilizar os recursos da natureza desenvolvendo técnicas para dar forma a objetos naturais e empregá-los para determinados fins, por exemplo: caçar e se defender de ataques de animais maiores. O período de desenvolvimento das técnicas mais primiti-vas como a técnica da alavanca e do domínio do fogo ao desenvolvimento das primeiras técnicas para fundir metais como estanho e cobre é denominado a “Engenharia do Passado”. Essa primeira fase da engenharia se caracteriza como a engenharia voltada para criar e aperfeiçoar, sempre com base empírica, dispositivos que aproveitassem os recursos naturais. Mas afinal, o que é a Engenharia e como o engenheiro pode contribuir para o desenvolvimento da sociedade? Nesta unidade também será apresentado o período caracterizado como a “Engenharia Moderna”. Neste período, habilidosos técnicos utilizam-se dos primeiros conhecimentos da ciência para solucionar problemas práticos. Surge, então, uma primeira definição para engenheiro: “o engenheiro é um especialista na solução de problemas práticos utilizando-se sempre de fundamentos em conheci-mentos científicos”. Você verá também que a engenharia esteve e está presente em todos os momentos importantes da história da civilização. Suas contribuições estão no plano das comunicações, nos sistemas de transporte e de produção, no processo de distribuição de água e energia, dentre outros. Para visualizar essa presença, de imediato, você pode fazer uma pesquisa na internet sobre o surgimento, a evolução e a contribuição para a sociedade de algum produto técnico, como o telefone, a lâmpada, o motor, etc. Para que você possa visualizar as diversas formas de atuação do engenheiro, serão apresentados os prin-cipais centros de ensino e formação de engenharia no mundo, bem como os momentos históricos mais importantes para a Engenharia no Brasil. Você perceberá que, durante a sua formação de engenheiro, o desenvolvimento de algumas competências e habilidades, tais como: a capacidade de liderar e trabalhar em equipe, realizar experimentos e testar protótipos, comunicar e se relacionar com todas as pessoas do ambiente do trabalho serão fundamentais para o seu sucesso profissional. Ao perceber que o engenheiro tem bom raciocínio analítico e uma visão integrada e sistêmica que lhe confere um bom domínio do ambiente social e econômico, você compreenderá as razões pelas quais 7 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 1 O que é engenharia? este profissional se destaca nos mais diversos setores econômicos. Quanto às funções desempenhadas por engenheiros nas organizações, será apresentado o detalhamento das atividades de pesquisa básica e aplicada, ensino, desenvolvimento, projeto de sistemas e componentes, manutenção, teste, vendas, consultoria, produção e operação. Finalizando esta unidade, serão apresentados os principais campos de atuação do engenheiro que correspondem às grandes áreas da Engenharia. São elas: Engenharia Civil, Engenharia de Controle e Automação, Engenharia Elétrica, Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção. 1.2. Ponto de partida – tópico gerador Numa rápida pesquisa no caderno de empregos do Jornal Estado de Minas do dia 5 de janeiro de 2008, foram encontradas cerca de quarenta vagas para engenheiros de diversas áreas de atuação. Havia demanda para Engenheiros Civis e Mecânicos para o interior de Minas Gerais, de Engenheiros de Alimentos para Belo Horizonte, vagas para gerenciar a Produção em empresas localizadas nos estados do Centro-Oeste do Brasil e até vagas para engenheiros atuarem fora do país. Mas afinal, o que fazem os engenheiros e que competências eles têm que explicariam esta grande oferta de empregos? De posse de forte raciocínio analítico e a sua capacidade sistêmica de analisar e integrar diversos ele-mentos do ambiente de trabalho, os engenheiros estão cada vez mais ocupando posições até então destinadas aos administradores e economistas. As funções destinadas aos engenheiros vão desde as atividades de investigação científica (Pesquisa Básica e Aplicada) às atividades de venda e consultoria. Fato que amplia e muito o leque de atuação dos engenheiros. Entretanto, no núcleo central de sua atuação, destaca-se a capacidade do engenheiro de aplicar co-nhecimentos científicos na resolução de problemas. Os conhecimentos científicos estão relacionados: à estrutura e propriedade da matéria, aos fenômenos eletromagnéticos, às leis da física, à transferência de calor e de massa e à modelagem matemática de fenômenos físicos. Novas competências e habilidades também são exigidas dos recém-graduados em engenharia. Dentre elas, destacam-se: a habilidade de liderar pessoas e trabalhar em equipes para solucionar complexos problemas e a habilidade de se comunicar em mais de uma língua. A profissão é relativamente nova no Brasil, e o número de engenheiros cresce em um ritmo muito lento quando comparado aos países também em desenvolvimento como China e Índia. Conforme matéria publicada pela revista Veja em 19 de dezembro de 2007, ainda faltam muitos engenheiros no Brasil para ocupar os cargos disponíveis nas empresas multinacionais e nacionais. Esta unidade pretende apresentar o significado da palavra engenharia e as diversas formas de atuação do engenheiro. Uma atenção especial será dada às engenharias civil, mecânica, elétrica, de produção e con-trole e automação. Ao final da unidade, você deverá ser capaz de responder às seguintes perguntas: • O que é a engenharia? • Como surgiu a engenharia? • Como os engenheiros podem contribuir para o desenvolvimento de uma nação? • Como os engenheiros são formados? • Como e em qual tipo de organização os engenheiros podem atuar?
  7. 7. 1.3. Leitura obrigatória Adotada: BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Capítulos: 9 - História da Engenharia. 10 - O Engenheiro. 11 - A Engenharia. 1.4. Colocando o conhecimento em prática 1.4.1. Aplicação em grupo Exercício # 1 Em grupos de até 5 alunos, listar três inovações tecnológicas que o grupo considera terem provoca-do os maiores efeitos para o desenvolvimento da civilização. Os alunos devem justificar a inclusão de cada um destes itens na lista mediante uma apresentação oral de 10 minutos para o restante da turma. Exercício # 2 Em grupos de 5 alunos e em sala de aula, elaborar um questionário com, no máximo, 10 perguntas, para ser submetido a 5 engenheiros que atuam no mercado do trabalho. O professor deve orientar os alunos na elaboração e aplicação deste questionário. Os resultados devem ser apresentados pelos alunos em power-point. Sugestão: investique quais foram as disciplinas mais importantes na visão do engenheiro, o que o engenheiro faz na maior parte do tempo de trabalho, quais métodos e técnicas são mais utilizadas, etc. Exercício # 3 Um dos marcos da aplicação da engenharia no desenvolvimento da humanidade foi a criação do avião. Em grupos de 4 ou 5, no laboratório de informática, os alunos devem fazer uma pesquisa sobre os fatos mais importantes, as pessoas envolvidas e os fenômenos físicos associados ao funcionamento do avião. O resultado final deve ser apresentado em um relatório de no máximo duas páginas e entregue ao professor. 1.4.2. Aplicação individual Exercício # 1 Faça uma pesquisa na internet e em revistas especializadas sobre o tema: Competências mais importantes para o engenheiro dentro do mercado atual de trabalho. Redija um texto de até duas páginas destacando cinco competências apontadas nesta pesquisa. Escreva a referência de sua pesquisa. 8 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 1 O que é engenharia? Exercício # 2 Faça uma pesquisa individual sobre as grandes obras de engenharia que a sua cidade já recebeu desde a sua fundação. Enumere as mais importantes. Enumere agora três obras que você considera importante para o desenvolvimento da sua cidade. 1.4.3. Avaliação / Reflexão sobre a unidade Questões 1. Qual é a sua definição para a engenharia? 2. Quais seriam as possíveis funções a serem assumidas por um engenheiro em um banco? 3. O que o engenheiro tem a ver com o Programa de Aceleração do Crescimento brasileiro? 4. Quais são as funções mais desempenhadas por engenheiros recém-formados e engenheiros seniores? 1.5. Recapitulando Esta unidade teve o objetivo de apresentar o significado da palavra engenharia por meio de uma síntese histórica. Foi visto que a engenharia teve início quando o homem começou a desenvolver técnicas para dar forma a objetos naturais e empregá-los para determinados fins, por exemplo: caçar e se defender. O período de desenvolvimento das técnicas mais primitivas, como a técnica da alavanca e do domínio do fogo, ao desenvolvimento das primeiras técnicas para fundir metais como estanho e cobre, é deno-minado a “Engenharia do Passado”. Também foi visto no conceito de Engenharia moderna que “habilidosos” técnicos utilizavam-se dos primeiros conhecimentos da ciência para solucionar problemas práticos. Diversos exemplos ilustraram a presença da engenharia nos momentos importantes da história da civilização. No presente, as contribui-ções da engenharia estão no plano das comunicações, dos sistemas de transporte e de produção, no processo de distribuição de água e energia, dentre outros. O engenheiro é por excelência um resolvedor de problemas. O processo de solução de problemas geralmente visa à elaboração de um novo produto, sistema ou processo, ou a sua melhoria. Para que você pudesse visualizar as diversas formas de atuação do engenheiro, foram apresentados os principais centros de ensino e formação de engenharia no mundo, bem como os momentos históricos mais importantes para a Engenharia no Brasil. Você pôde perceber que, durante a formação de engenheiro, o desenvolvimento de algumas competências e habilidades, tais como: a capacidade de liderar e trabalhar em equipe, realizar experimentos e testar protótipos, comunicar e se relacionar com todas as pessoas do ambiente do trabalho são fundamentais para o sucesso profissional. Por fim, os principais campos de atuação do engenheiro que correspondem às grandes áreas da Engenharia foram apresentados.
  8. 8. 1.6. Para saber mais O texto a seguir é a síntese de uma matéria publicada pela revista Veja em 19 de dezembro de 2007. Faça uma leitura atenta e discuta com seus amigos as suas impressões sobre o futuro da profissão de Engenharia no Brasil. PROCURA-SE UM ENGENHEIRO 9 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Marcos Todeschini A pilha de 400 000 currículos enviados à Vale, a maior empresa privada brasileira, ajuda a retratar uma mudança crucial no mercado de trabalho no Brasil. Apenas uma pequena parcela da montanha de propostas é de engenheiros. Mais exatamente, 5%, ou 20 000 currículos. Onde está a mudança? Em primeiro lugar, há alguns anos, o número de propostas de trabalho enviadas por engenheiros era muito maior. A segunda e mais importante: a Vale precisa agora do dobro do número de engenheiros que se apresentaram para preencher as vagas disponíveis. A solução? A Vale foi às faculdades tentar recrutar estudantes antes mesmo da formatura. Esse exemplo é o microcosmo de um fenômeno mais abrangente, um típico “bom problema”, o da escassez de mão-de-obra especializada em uma economia que cresce sem parar. Segundo um estudo da Confederação Nacional da Indústria (CNI), o Brasil tem hoje seis engenheiros para cada grupo de 100 000 pessoas, quando eles deveriam ser pelos menos 25 por 100 000 habitantes para dar conta das vagas atualmente abertas. A escassez de engenheiros é um problema para qualquer país, mas, no caso de nações em desenvolvimento com infra-estrutura maltratada, como o Brasil, a situação é mais crítica. Isso porque eles são mais necessários em um país que tem estradas, ferrovias, portos, fábricas e edifícios por fazer. Em um momento de crescimento econômico como o atual, essas obras começam a sair do papel – e aí os engenheiros e técnicos de alto nível passam a ser os personagens principais entre os agentes econômicos. Resume o economista Marcos Formiga, coordenador da pesquisa: “Formar engenheiros em ritmo acelerado tornou-se uma questão de sobrevivência para o Brasil”. O número de engenheiros formados todo ano no Brasil é de fato baixo – e uma comparação com outros países emergentes ajuda a dimensionar isso. Em 2006, 30 000 estudantes brasileiros saíram da universidade diplomados em engenharia. A Coréia do Sul graduou 80 000. A China despejou no mercado 400 000 novos engenheiros. Essa evidente desvantagem brasileira tem, antes de tudo, uma raiz econômica. Nas décadas de 80 e 90, enquanto as economias coreana e chinesa cresciam na casa dos dois dígitos e ofereciam aos engenheiros emprego a granel, o Brasil patinava. Sem verem no horizonte chances de prosperar, os jovens passaram a fugir dessa carreira – e justamente aí se iniciou o problema. Foi quando a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP), uma das melhores em engenharia do país, deu números à crise: nos anos 80, apenas 40% dos estudantes de lá arranjavam emprego ao se formar, mais da metade deles no mercado financeiro. O cenário era bem diferente do de décadas anteriores, quando a engenharia figurava como uma das três carreiras de maior prestígio e remuneração, junto com direito e medicina. Segundo o mesmo levantamento da Escola Politécnica, a situação atual começa a assemelhar-se com a daqueles tempos áureos. Os alunos hoje deixam a universidade com cinco ofertas de trabalho, caso de Otávio de Oliveira, 26 anos: “Não tinha enviado ainda meu currículo às empresas, e elas começaram a me ligar oferecendo emprego”. Unidade 1 O que é engenharia? A perspectiva de emprego certo é, sem dúvida, um estímulo e tanto para renovar o interesse dos jovens brasileiros pelos cursos de engenharia. Há outro ainda mais atraente. Diante da escassez de profissionais, as empresas estão aumentando o salário dos engenheiros. De acordo com o Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea), a remuneração inicial média triplicou no último ano, de 1 500 para os atuais 4 500 reais. Nenhuma outra carreira registrou nada semelhante. O próprio mercado, portanto, encarrega-se de uma parte do problema. Ainda assim, os especialistas afirmam ser necessário tomar pelo menos duas medidas para contornar um déficit de tal grandeza. A primeira é de longo prazo e diz respeito à melhora do ensino de Matemática e Ciências no país, em destaque nos rankings de educação por sua péssima qualidade. Essas são duas das disciplinas mais temidas e odiadas na escola pelos estudantes brasileiros. Na universidade, uma parte deles naturalmente evitará uma carreira como a engenharia. Cerca de 300 000 ainda chegam a ingressar no curso, mas, com uma base tão frágil, 60% desistem na metade. Diz o economista Cláudio de Moura Castro: “Nenhum país conseguiu formar engenheiros em bom número – e qualidade – sem um investimento maciço no ensino de Ciências e Matemática”. A segunda medida defendida por especialistas para aumentar a parcela de engenheiros no país é a aposta num tipo diferente de ensino de nível superior: são cursos dados em escolas técnicas, e não nas universidades. Eles duram em média dois anos, portanto a metade do tempo de uma faculdade convencional, e ao fim os estudantes saem com um diploma de curso superior, como os demais. Essa celeridade, por si só, já é bem-vinda no contexto atual. Outra característica positiva dessas escolas é o foco no lado mais prático da profissão. Antes de definirem o currículo, os professores consultam as empresas no entorno da escola. O objetivo é preparar profissionais para atender a necessidades bem concretas do mercado. Eis o caso do Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia, uma escola técnica particular de Salvador. Lá é dado um bom curso de formação de especialistas em produção de peças e sistemas para a indústria automobilística. A idéia de algo tão específico surgiu da dificuldade manifestada pela Ford, cuja maior fábrica no Brasil fica a 50 quilômetros da escola, em recrutar nas faculdades de engenharia gente capacitada para a tarefa. A própria empresa contribuiu com 2 milhões de reais em equipamentos para laboratórios e criação de cursos. Um dos estudantes de lá, Ulysses Soares, 20 anos, diz-se satisfeito com a opção pelo ensino técnico. Ele resume o clima local: “Com tanta aula prática, nunca estive tão motivado para estudar”. Existem 1 200 escolas técnicas de nível superior no Brasil. Nessa lista, há de tudo: instituições públi-cas e particulares e, evidentemente, exemplos de bom e mau ensino. Pela primeira vez, o Ministério da Educação (MEC) destacou num ranking as melhores dessas escolas técnicas em dez diferentes áreas. “Elas têm padrão de Primeiro Mundo”, diz o secretário de Educação Profissional e Tecnológica, Eliezer Pacheco. Metade delas oferece cursos alternativos às tradicionais engenharias ensinadas nas universidades. Chama ainda atenção o fato de todas as dez, não importa a área, garantirem na saída um bom emprego a pelo menos 95% dos estudantes. Um contraste em relação aos números do desemprego entre os jovens recém-formados no Brasil: 60% deles não têm nenhuma perspectiva de trabalho à vista. Conclui o economista Lauro Ramos, do Ipea: “As escolas técnicas estão conseguindo fornecer ao mercado gente mais sintonizada com as necessidades do mundo real – para todo tipo de cargo e remuneração”. Em vários países, as escolas técnicas – sejam elas de ensino superior, sejam de ensino médio – tiveram papel fundamental no aumento da escolaridade da população. Isso por sua capacidade de atrair para a sala de aula gente sem tanto tempo, dinheiro (elas custam em média três vezes menos) ou ainda interesse em matricular-se numa universidade tradicional. Nos Estados Unidos, a maioria dos alunos de ensino superior está matriculada numa escola técnica, e não em faculdades convencionais. É o caso de 60% dos jovens. Na Coréia do Sul, são 65% deles. No Brasil, apenas 9% dos jovens seguem tal
  9. 9. caminho. Por duas razões. Primeiro, porque essa modalidade só foi reconhecida oficialmente pelo MEC em 1996 – com um século de atraso em relação a alguns países da Europa e aos Estados Unidos. Em segundo lugar, porque, ao contrário do que ocorre em outros países, as escolas técnicas são até hoje vistas no Brasil como inferiores às universidades. Diz o sociólogo Simon Schwartzman, estudioso do assunto: “Nenhum país pode pretender formar apenas PhDs versados em filosofia alemã. Só com a diversificação, afinal, é possível massificar o ensino superior”. Histórias como a do pernambucano Adriano Martins de Lima, 25 anos, ilustram bem a idéia do sociólogo. Ele estava fora de uma sala de aula havia dois anos e trabalhava como faxineiro numa empresa de tecnologia no Recife. Lá, ouviu falar de um bom curso de programação de softwares, dado na Universidade Brasileira de Tecnologia, uma das melhores no ranking do MEC. Convocou uma reunião familiar, da qual saiu com a promessa da mãe e de cada um dos seis irmãos de contribuir com a mensalidade de 400 reais do curso. Às vésperas da formatura, Adriano está prestes a tornar-se programador de sistemas de nível superior, mas já trabalha nessa função e o salário quintuplicou. Ele resume: “Foi a minha única chance de prosseguir com os estudos”. Por essas e outras, o fato de o governo federal ter recém-anunciado a duplicação das vagas em escolas técnicas é, sem dúvida ne-nhuma, um bom começo. Também pode contribuir de modo decisivo para reduzir a crônica escassez de engenheiros no país. 1.6.1. Ampliando seus conhecimentos Faça uma leitura de artigos escritos por grandes engenheiros brasileiros na Revista Engenharia. http:// www.brasilengenharia.com.br/ e no Site Clube de Engenharia http://www.clubedeengenharia.org.br/. Se você possui TV por assinatura, fique atento ao programa Mega Construções (Extreme Enginnering) da Discovery Channel. Alguns episódios desse programa podem ser adquiridos em formado DVD. Assista ao episódio que retrata a construção do Aeroporto de Hong Kong e anote os desafios encontrados pelos engenheiros durante o projeto e no gerenciamento do maior aeroporto do mundo. 1.6.2. Referências e links interessantes Links Conheça as atribuições estabelecidas pelo Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia para as diferentes engenharias no Brasil. http://www.confea.org.br Visite o site do Conselho Regional de Engenharia, Arquitetura e Agronomia do seu estado. Verifique se exis-tem visitas técnicas organizadas por essa entidade ou outros projetos para estudantes de engenharia. Bibliografia BURGHARDT, M. D. Introduction to engineering. USA, Harper, 1992. Ler capítulos 3 e 4. NOVAES, A. G. Vale a pena ser engenheiro? São Paulo, 1985. TELLES, P. C. S. História da Engenharia no Brasil: séculos XVI a XIX. Rio de Janeiro: Livro Técnicos e Científicos. 10 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 1 O que é engenharia?
  10. 10. Conteúdo da disciplina 2 PROJETO 2.1 Projeto: a essência da engenharia. 2.2 Fases do Projeto. 2.3 Abordagem de Problemas em Engenharia (Fatores de sucesso). 2.1. Um começo de conversa Durante o seu curso de Engenharia na Faculdade Pitágoras, certamente você irá solucionar um grande número de problemas propostos pelos seus professores. Afinal, conforme vimos na unidade 1: “o enge-nheiro é um grande solucionador de problemas” e estas atividades fazem parte de um processo natural de formação de qualquer engenheiro. Você irá perceber na prática que o engenheiro soluciona problemas por meio de “projetos” de produ-tos, de processos e de sistemas. Tudo isso sempre aplicando seus conhecimentos técnicos e científicos aprendidos nas disciplinas de formação básica e profissional. Você, então, irá constatar que “o projeto é a essência da Engenharia” (BAZZO, 2006). Ao final desta unidade, você também conhecerá um conjunto de etapas e atividades que, quando seguidas “à risca”, podem aumentar as chances de sucesso dos seus projetos acadêmicos e profissionais. O sucesso, neste caso, está relacionado com 1. o prazo de entrega do projeto; 2. os custos de execução e gerenciamento do projeto; 3. a qualidade intrínseca do resultado final (seja produto, processo ou sistema) que lhe for demandado; e 4. a manufaturabilidade do produto ou com a capacidade de execução dos processos e sistemas. É recomendado que você fique atento a um conjunto de dicas que será apresentado pelo professor de Introdução à Engenharia e pelas leituras que você irá fazer para ampliar os seus conhecimentos sobre projetos. Essas dicas sobre como conduzir os projetos (ABORDAR E SOLUCIONAR OS PROBLE-MAS) propostos por seus professores também serão muito valiosos para a sua futura vida profissional. Fique atento! Para que você tenha uma visão antecipada sobre a importância do tema “Projetos” na formação de en-genharia, converse com algum amigo engenheiro e descubra quais projetos ela já desenvolveu ou está desenvolvendo neste momento. Pergunte também se ele conhece alguma metodologia (seqüência de passos) para analisar e solucionar problemas, e se ele já viu algum projeto fracassar e por quais razões. Sobre a resposta a esta última importante pergunta, você provavelmente ouvirá as seguintes justificativas para o fracasso: a) falhas de comunicação durante o projeto; e b) incorreta apresentação da necessida-de ou uma má formulação do problema a ser solucionado. Essas causas de insucesso no processo de solução de problemas também serão estudadas nesta unidade. Antes de realizar a proposta de pesquisa anterior, você deve compreender o conceito de Projeto e o papel do engenheiro na condução dos projetos. Segundo BAZZO (2006), projeto pode ser definido como um conjunto de atividades que precede a execução de um produto, sistema, processo ou serviço. Durante o processo do projeto, cabe ao engenheiro transformar, por meio de uso de técnicas apropriadas, todas 11 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 2 Projeto as informações disponíveis (informações gerais, específicas e mesmo de outras áreas de conhecimento) num resultado final que satisfaça as necessidades de todos os envolvidos. Esta unidade tem o objetivo geral de apresentar a importância do projeto para a engenharia, descrevendo as atividades e as características de cada uma das suas fases de execução. 2.2. Ponto de partida – tópico gerador Imagine-se na seguinte situação vivenciada por um engenheiro no final do século XX. Participar como membro de uma equipe de projeto de um novo produto formada por aproximadamente 1500 enge-nheiros de diferentes áreas (Mecânica, Elétrica, Automação e Controle, Químico, Aeronáutico, etc.) e de 8 diferentes países (Brasil, Japão, China, Inglaterra, Alemanha, dentre outros), durante um período de 2 anos e meio. O investimento destinado somente nas fases deste projeto foi de U$ 850 milhões. Pense na complexidade de gerenciamento do prazo, dos custos de projeto e de garantir a qualidade do produto final! Você consegue imaginar as possíveis dificuldades de comunicação, de gerenciamento do orçamento do projeto e de atendimento às necessidades dos futuros clientes desse produto? Essa situação real de engenharia aconteceu na empresa brasileira EMBRAER durante o projeto da famí-lia de aeronaves ERJ-170/190. Antes mesmo do primeiro vôo do protótipo, a Embraer já contabilizava mais de 110 pedidos em contrato de entrega e mais de 200 opções de compra. Sem dúvidas, este foi um dos projetos de engenharia mais bem-sucedido na história das empresas brasileiras! Quais práticas adotadas neste projeto poderiam explicar esse sucesso? Apresentar a resposta para essa pergunta é um dos objetivos desta unidade. Voltamos ao exemplo para novas perguntas: 1. Você pode imaginar a seqüência de passos que foi seguida pela EMBRAER durante a execução desse projeto? 2. Quais conhecimentos científicos e fenômenos físicos estão associados ao projeto de uma aeronave qualquer? 3. Que tipo de competências e conhecimentos são importantes para os engenheiros envolvidos num projeto desse tipo? 4. Além do engenheiro, qual outro profissional cuja participação você julga importante num projeto dessa envergadura? Por quê? 5. De que forma o engenheiro deve atuar num projeto de um produto? As respostas para essas perguntas serão vistas nesta unidade. Agora, faça a leitura obrigatória desta unidade para se preparar para a aula expositiva do seu professor.
  11. 11. 2.3. Leitura obrigatória Adotada: BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Capítulo: 4 - Projeto 2.4. Colocando o conhecimento em prática 2.4.1. Aplicação em grupo Exercício # 1 Em equipes de até cinco componentes, os alunos devem identificar três projetos de produtos bem-sucedi-dos e três projetos de produtos mal-sucedidos. O sucesso aqui deve ser definido como uma combinação de sucesso comercial, satisfação de clientes com o produto e inovação tecnológica propiciada pelo projeto produto. As razões para a escolha dos projetos bem e mal-sucedidos devem ser apresentadas. Exercício # 2 O setor de impressão e geração de cópias (xerox) de uma determinada faculdade apresenta longas filas de espera que geram grande insatisfação na comunidade acadêmica. Em grupos de até cinco alunos, elabore um projeto para analisar este problema, destacando as etapas e as atividades que seriam exe-cutadas pela equipe para solucionar esse problema. Exercício # 3 Em grupos de até cinco alunos, escolha uma das fases do processo de projeto apresentado por BAZZO (2006) e redija um pequeno texto, de até uma página, destacando: 3.1 a importância da fase; 3.2 os cuidados necessários na execução das atividades desta fase; e 3.3 as técnicas e ferramentas que podem ser utilizadas. 2.4.2. Aplicação individual Exercício # 1 Sem se orientar pelos conceitos, apresentados pelo professor, sobre projeto, defina com suas palavras o significado de “projeto em engenharia”. Redija o seu conceito em até cinco linhas explicando o quanto ele é importante para os engenheiros. 12 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 2 Projeto Exercício # 2 Na sua visão, qual é a razão de se terem vários momentos de avaliação durante as fases do projeto? Somente um momento de avaliação na fase final não seria suficiente? 2.4.3. Avaliação / Reflexão sobre a unidade Questões 1. Por que o domínio do conceito de projeto e das suas fases são tão importantes para o engenheiro? 2. Diante dos futuros problemas acadêmicos, que cuidados você tomará antes de solucioná-los? 3. Quais são as diferenças entre Processo e Projeto? 2.5. Recapitulando Nesta unidade, o conceito de Projeto foi apresentado como a “essência da engenharia”. Foi visto também que o engenheiro soluciona problemas por meio de “projetos” de produtos, de processos e de siste-mas. Tudo isso sempre aplicando seus conhecimentos técnicos e científicos aprendidos nas disciplinas de formação básica e profissional. A metodologia para analisar e solucionar problemas foi apresentada na seguinte ordem: 1. identificação das necessidades e formulação de problemas; 2. formas de coletar informações; 3. concepção – o projeto técnico; 4. avaliação do Projeto; 5. especificação da solução final e 6. comunicação do projeto. Os fatores de sucesso na condução de projetos foram destacados nesta unidade e é recomendado que você pratique alguns desses fatores nos seus futuros projetos acadêmicos.
  12. 12. 2.6. Para saber mais O texto a seguir é uma adaptação da Sociedade Americana pela Qualidade e diz respeito a uma im-portante ferramenta conhecida como cinco Porquês, usada para identificar causas de um problema e buscar soluções para ele. Encontre a causa-raiz 13 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Andrew Carnegie Monumento do Presidente Abraham Lincoln: 1. Foi percebido que o Monumento de Abraham Lincoln estava se deteriorando mais rápido que qualquer outro monumento de Washington nos Estados Unidos. Por quê? 2. Porque é limpo com mais freqüência que os outros monumentos. Por quê? 3. Porque tem mais dejetos de pássaros que os outros monumentos. Por quê? 4. Porque há mais pássaros em volta deste monumento do que dos outros. Por quê? 5. Porque há mais insetos, comida preferida dos pássaros, em torno deste monumento. Por quê? 6. Porque a lâmpada que ilumina este monumento é diferente das outras e atrai mais insetos. Normalmente, ocupamos grande parte de nosso tempo resolvendo problemas recorrentes, porque, muitas vezes, não atuamos na causa-raiz do problema, mas nos seus efeitos. Existem várias formas de identificar a verdadeira causa-raiz dos problemas, desde a utilização de métodos estatísticos ao questionamento sistemático e recorrente do porquê da origem do problema. Considera-se que, na resposta ao quinto porquê, encontraremos a verdadeira causa-raiz. Para facilitar o entendimento, usaremos um exemplo: A solução para este problema é a troca da lâmpada. Poderiam trocar os produtos de limpeza ou colocar um espantalho, mas o problema persistiria. Quando conhecemos a raiz do problema, podemos implantar uma solução definitiva, que, às vezes, pode ser simples, como a troca da lâmpada, ou mais complexa na resolução da situação problemática. 2.6.1. Ampliando seus conhecimentos Por meio de algum site de busca na internet (Google, Cadê, etc..) faça uma pesquisa sobre o significado da palavra “projeto”, anotando todas as suas fontes de consulta. Faça uma pesquisa também na biblioteca de sua faculdade. Estabeleça um paralelo, apontando as semelhanças e diferenças entre os conceitos encontrados, na web e em livros, com o conceito de projeto visto na disciplina. Por fim, estabeleça um conceito final para a palavra “projeto” em, no máximo três linhas. Unidade 2 Projeto 2.6.2. Referências e links interessantes Links www.pmi.org.br (Site do Instituto de Gerenciamento de Projetos) http://pt.wikipedia.org/wiki/Projeto http://pt.wikipedia.org/wiki/PMBOK Bibliografia BACK, Nelson. Metodologia de projeto de produtos industriais. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1983. BAXTER, M. Projeto do produto: guia prático para o design de novos produtos. 2.ed. São Paulo: Edgard Blucher LTDA, 1998. CAMPOS, Vicente Falconi. Gerenciamento da rotina do trabalho do dia-a-dia. Belo Horizonte: FDG, 2002. JURAN, Joseph M. A qualidade desde o projeto. São Paulo: Thomson Learning-Pioneira, 2002.
  13. 13. Conteúdo da disciplina 3 MODELAGEM 3.1 O que são modelos e o que é modelagem? 3.2 Por que modelar? 3.3 Classificação dos modelos. 3.1. Um começo de conversa Na primeira unidade desta disciplina, o engenheiro foi descrito como um grande especialista na solução de problemas. Na segunda unidade, você compreendeu que o engenheiro soluciona problemas por meio de projetos de produtos, processos e sistemas. Nesse processo de solução de problemas, um conjunto de fases de projeto foi apresentado como uma metodologia de trabalho. Uma fase crítica de grande importância para a solução dos problemas é a fase de DEFINIÇÃO DO PRO-BLEMA. Nessa fase, a representação do problema na forma de um modelo propicia uma grande contribuição para a sua solução. Mas o que é um modelo? E quais são as contribuições de sua utilização? Qual é a relação entre engenheiros e os modelos? Todas essas questões serão amplamente discutidas nesta unidade. Entretanto, seguem algumas respostas prévias para que você possa se preparar para a aula expositiva do seu professor. Um modelo é uma representação simplificada da realidade ou de um problema a ser resolvido. Embora simplificado, ele faz uma representação suficientemente precisa dos aspectos essenciais do problema. Ou, se preferir, um modelo é uma abstração ou uma aproximação que é usada para se entender e simular a realidade. A modelagem é a atividade executada pelos engenheiros para construir modelos. Ao construir maquetes e protótipos, ao fazer desenhos técnicos em duas ou três dimensões por meio de softwares computa-cionais, ao elaborar equações matemáticas que expliquem qualquer tipo de fenômeno, dizemos que o engenheiro está modelando. A habilidade de construir diferentes tipos de modelos será adquirida durante a condução de várias disciplinas do seu curso e não será o foco de aprendizagem nesta disciplina. Além dos citados acima, são também exemplos de modelos utilizados pelos engenheiros: as fotografias, o esboço de uma planta industrial, a representação de um circuito elétrico, a representação de um sistema fluido-mecânico ou de algum trocador de calor, uma expressão matemática que explique um determinado comportamento ou uma equação química, os gráficos (bolha, barra, pizza, etc.), dentre outros. Mas o que justificaria o uso de modelos? Nesta unidade, você verá que existem diversas razões para se utilizarem modelos. Destacam-se os seguintes benefícios: 1. a possibilidade de se cometerem possíveis erros de projeto com baixos custos; 2. a possibilidade de identificar possíveis falhas no produto ou sistema, ainda na fase de projeto; 3. prever e avaliar as melhores soluções de projeto em termos de custo e qualidade, economizando assim o tempo de solução; 4. para simular o funcionamento e checar a segurança de uso, produto ou sistema; 14 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 3 Modelagem 5. facilitar a comunicação do desenvolvimento do projeto para membros da equipe do projeto que não são necessariamente engenheiros; 6. fazer um exame da situação de muitas variáveis, em um menor espaço de tempo, determinando seus efeitos no desempenho do sistema físico real. Em síntese: o engenheiro utiliza-se de modelos para analisar e entender melhor o problema que está sendo resolvido e, assim, aumentar as chances de sucesso. Quanto mais sofisticado e preciso é o modelo, maior tende a ser o seu custo de elaboração. Entretanto, é importante ressaltar que nenhum modelo é 100% preciso. Assim, o engenheiro deve ser capaz de avaliar a relevância e o grau de influência das diversas variáveis e simplificar uma determinada realidade de problema até que um determinado modelo criado consiga representá-lo satisfatoriamente. Nesta unidade, você conhecerá diversos exemplos de tipos de modelos utilizados na engenharia e as suas contribuições para a compreensão da realidade e solução dos problemas. 3.2. Ponto de partida – tópico gerador Imagine que você tenha sido convidado para ser a primeira pessoa a dirigir um novo automóvel cuja carroceria fosse feita de plástico e que tenha sido construído diretamente sem o desenvolvimento de pro-tótipos e sem a simulação de resistência de seus componentes. Pergunta: Você toparia esse desafio? Passamos a uma segunda pergunta. Se você ganhasse um apartamento no centésimo andar de num prédio de 120 andares construído numa região com histórico de abalos sísmicos, sem a utilização de plantas e sem modelos de simulação de comportamento da estrutura a terremotos, você moraria nesse edifício? É quase certo que as suas respostas sejam negativas para as duas perguntas acima. Afinal, o risco de acidentes após a execução desses dois projetos é muito alto! Na engenharia, situações como essas são quase inexistentes, uma vez que a solução direta (dar forma e colocá-lo imediatamente em operação) de um projeto complexo, como um prédio de 120 andares, na maior parte das vezes, é muito difícil ou impossível. Conforme vimos na unidade anterior, no início de um projeto, o engenheiro define o problema a ser solucionado e estabelece modelos que lhe permitam entender melhor a realidade a ser superada. Assim, modelamos alguma coisa para ter um melhor entendimento do problema que estamos resolvendo, ou para ter um melhor entendimento do produto, processo ou sistema que estamos desenvolvendo. Para projetar suas aeronaves e vendê-las às companhias aéreas ainda na fase de projeto, a EMBRAER faz uso do seu Centro de Realidade Virtual. Essa tecnologia de U$2 milhões permite à empresa fazer o aperfeiçoamento de metodologias de execução rápida de arranjos de peças e componentes em três dimensões, assim como a visualização em tamanho real das aeronaves, incluindo a estrutura de com-ponentes e simulações de fabricação e montagem. Assim como a EMBRAER, empresas de diferentes setores necessitam de modelos para a garantia do sucesso de seus projetos e, conseqüentemente, seus negócios. São muitos os benefícios gerados pela sua utilização. Porém, uma das maiores vantagens do uso de modelos é o seu custo. Alterar um mo-delo é muito mais rápido e barato do que realizar manutenções estruturais e corretivas em sistemas já implantados que foram decorrentes de levantamentos, análises e projetos mal elaborados.
  14. 14. Assim, a utilização de modelos é uma atividade cotidiana na profissão de engenharia. Seja atuando em processos de produção, estruturas, trocadores de calor ou sistemas de controle, dentre outros, o enge-nheiro tem a modelagem como uma importante ferramenta. Faça uma leitura do material indicado nesta unidade e conheça os diferentes tipos de modelos que são usados na engenharia. Não se esqueça de que, por mais sofisticados que sejam, os modelos são apenas representações da realidade. 3.3. Leitura obrigatória Adotada: BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Capítulo: 5 - Modelo 4. Softwares, técnicas e equipamentos para modelagem. 3.4. Colocando o conhecimento em prática 3.4.1. Aplicação em grupo Exercício # 1 Antes da aula prática, o grupo deve se reunir para fazer uma pesquisa sobre modelos nos livros da biblioteca de sua faculdade. Devem-se identificar pelo menos três tipos de modelos, descrevendo um sistema físico que ele procura representar e as possíveis hipóteses simplificativas que podem ter sido utilizadas na sua construção. Todas as observações devem ser anotadas para serem apresentadas em sala de aula. Dica: procure nos livros de Física, cálculo, transferência de calor e de massa, projeto do produto, matemática financeira e comercial, dentre outros. Exercício # 2 Faça uma classificação dos modelos seguintes e explicando quais seriam os beneficios de sua utilização: fluxograma industrial, equação química, gráfico de barra, maquete, desenho técnico em duas dimensões, esquema representativo de uma caldeira industrial (apresentado pelo seu professor) e um protótipo de uma caixa de embalagem. 3.4.2. Aplicação individual Exercício # 1 Com base no seu entendimento do conceito de modelo apresentado nesta unidade, escreva, com suas próprias palavras, um pequeno texto de até três linhas sobre o que é um modelo. Entre em contato com algum amigo engenheiro já formado e faça a ele a mesma pergunta. Estabeleça comparações entre o conceito visto na disciplina e o definido por você e o engenheiro formado. 15 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 3 Modelagem Exercício # 2 Faça uma pesquisa na internet sobre técnicos, ferramentas, equipamentos e dispositivos utilizados na enge-nharia para modelar problemas. Enumere situações ou problemas reais em que eles podem ser usados. 3.4.3. Avaliação / Reflexão sobre a unidade Questões 1. Quais vantagens são obtidas em projetos pela utilização de modelos? 2. Um modelo pode ser útil para visualizar uma possível solução de projeto? 3. Quais riscos poderiam estar associados à criação e ao uso de modelo? 4. Por que os modelos são limitados? 3.5. Recapitulando Um modelo é uma representação simplificada da realidade ou de um problema a ser resolvido. Embora simplificado, ele é uma representação suficientemente precisa dos aspectos essenciais do pro-blema. Ou, se preferir, um modelo é uma abstração ou uma aproximação que é usada para se entender e simular a realidade. A modelagem é a atividade executada pelos engenheiros para construir modelos. São benefícios gerados pela utilização de modelos: 1. Modelos permitem a possibilidade de se cometerem erros de projeto com baixos custos. 2. Modelos permitem possibilidade de se identificarem falhas no produto, ainda na fase de produção. 3. Modelos permitem avaliar melhores soluções de projeto num curto espaço de tempo. 4. Modelos permitem verificar eficiência de dispositivos e elementos de um sistema. 5. Modelos permitem avaliar os custos envolvidos no projeto. 6. Modelos facilitam a comunicação da equipe durante o projeto. 7. Modelos podem ser usados como uma representação do produto final para aprovação do cliente. 8. Modelos podem gerar uma estimativa rápida de comportamento de um determinado fenômeno. 3.6. Para saber mais CAD/CAM: Sistemas integrados de produção visando à prototipagem rápida O acrônimo CAD (Computer Aided Desing – Projeto Assistido por Computador) utilizado pela primeira vez no inicio dos anos 60 pelo pesquisador do Massachussetes Institute of Technology (M.I.T) Ivan Su-therland. O termo CAD pode ser definido como o processo de projeto que se utiliza de técnicas gráficas computadorizadas, através da utilização de programas (software) de apoio, auxiliando na resolução dos problemas associados ao projeto.
  15. 15. Por sua vez, a sigla CAM (Computer Aided Manufacturing – Fabricação Assistida por Computador) refere-se a todo e qualquer processo de fabricação controlado por computador. Sua origem remonta-se ao desenvol-vimento das máquinas controladas numericamente (C.N.) no final dos anos 40 e início dos 50. Quando essas máquinas começaram a ser controladas por computador, no fim dos anos 50 e início dos 60, surgiu o termo C.N.C. Atualmente a sigla (CNC) engloba diversos processos automáticos de fabricação, tais como: fresamento, torneamento, oxicorte, corte a laser, entre outros. Assim sendo, o termo CAM é empregado para todas essas disciplinas e para qualquer outra que possa surgir. A tecnologia CAD/CAM corresponde à integração das técnicas CAD e CAM num sistema único e completo. Isso significa, por exemplo, que se pode projetar um componente qualquer na tela do computador e transmitir a informação por meio de interfaces de comunicação entre o computador e um sistema de fabricação, em que dito componente pode ser produzido automaticamente numa máquina CNC. Podemos dizer que atualmente esse conceito de sistema integrado de projeto e fabricação assistido por computador corresponde à idéia de CIM (Computer Integrated Manufacturing – Fabricação Integrada por Computador), cuja base teve início na década passada com o propósito de aumentar a produtividade industrial. Por outro lado, deve-se ressaltar que a chave do processo produtivo reside na integração global através de uma Base de Dados que seja comum ao projeto e à fabricação. Sistemas CAD/CAM caracterizam-se por centralizar a execução de diversas atividades relacionadas ao processo produtivo, compreendendo desde o projeto mecânico (CAD) e análise estrutural (MEF), pas-sando pela escolha adequada das máquinas e dos processos de manufatura e a conseqüente geração automática das trajetórias das máquinas CNC. Para tanto, torna-se cada vez mais importante o domínio das técnicas computacionais e gerências envolvidas neste tipo de processo integrado de fabricação, assim como o treinamento dos profissionais envolvidos na área. Na atualidade, o êxito de um novo produto depende, não somente, da sua qualidade e funcionalidade, como também da rapidez com que é introduzido no mercado; neste aspecto a denominada Prototipagem Rápida vem ganhado um espaço considerável na solução desses problemas. A adoção da tecnologia de Prototipagem Rápida permite, entre outros, o desenvolvimento de peças ou protótipos, pequenas séries, modelos ou moldes em tempos curtos e a custos razoáveis. A Prototipagem Rápida compreende um conjunto de tecnologias que permitem a produção rápida de uma peça tridimensional numa máquina especial. Basicamente, a concepção desse tipo de processo baseia-se na aplicação dos princípios da tecnologia CAD/CAM, em que um modelo sólido é desenvolvido e transferido eletronicamente desde a base de dados de um CAD para uma máquina de prototipagem, ou diretamente desde um sistema de fabricação assistido por computador (CAM). O modelo CAD po-derá igualmente ser utilizado para visualizar o comportamento do modelo, num programa como os de modelagem por elementos finitos (FEM). Texto adptado da página do Laboratório de Usinagem e Automação do Departamento de Engenharia Mecânica da UFMG 16 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 3 Modelagem 3.6.1. Ampliando seus conhecimentos Por meio de algum site de busca na internet (Google, Cadê, etc.), faça uma pesquisa sobre o significado da palavra “modelo”, anotando todas as suas fontes de consulta. Faça uma pesquisa também na biblioteca de sua faculdade. Estabeleça um paralelo, apontando as semelhanças e diferenças entre os conceitos encontrados, na web e em livros, com o conceito de modelo visto na disciplina. Por fim, estabeleça um conceito final para a palavra “modelo” em no máximo três linhas. 3.6.2. Referências e links interessantes Bibliografia BAXTER, Mike. Projeto de produto: guia prático para o desenvolvimento de novos produtos. São Paulo: Edgar Blüche, 1998. IIDA, Itiro. Ergonomia: projeto e produção. São Paulo: Edgar Blücher, 1990. 465 p. PUGH, S. CAD/CAM – Its Effect on design understanding and progress. Tucson, Robotics and Automation Conf., 1985. PUGH, Stuart. Total design – integrated methods for successful product engineering wokingham: Addison- Wesley, 1990.
  16. 16. Conteúdo da disciplina 4 SIMULAÇÃO 4.1 O que é a simulação? 4.2 Tipos de simulação. 4.3 O computador na Engenharia – simulação computacional. 4.1. Um começo de conversa Ao final da unidade 3, foi apresentado, como sugestão de leitura “Para saber mais”, um texto sobre o sistema integrado CAD/CAM para a atividade de prototipagem rápida. Esse texto sinaliza que, cada vez mais, é fundamental o uso de computadores nas atividades de projeto dos engenheiros. Essa afirmação se torna mais forte na medida em que os produtos projetos pelos engenheiros estão cada vez mais complexos. Com a utilização do computador, um engenheiro pode modelar um sistema físico real com baixo custo e rapidez. Além disso, o computador permite a simulação de várias situações com diferentes formas de solicitação e geometria, com relativa simplicidade e maior flexibilidade, gerando respostas rápidas às necessidades do consumidor e o aumento de produtividade por parte das empresas. O tema desta unidade é simulação. E a simulação por computador é um dos tópicos que serão aborda-dos. Veremos que são inúmeros os benefícios gerados pela simulação computadorizada, o que a torna uma das mais importantes formas de simulação. Mas o que é simular? Simular é submeter modelos a ensaios, sob diversas condições, para observar como eles se comportam. Podemos simular desde os primeiros protótipos de um projeto a simples modelos matemáticos. Com a simulação, consegue-se a reprodução, em condições diferentes das reais, do funcionamento de um determinado sistema. A idéia é comparar diferentes soluções para o projeto sem incorrer em despesas, riscos e atrasos. Com o uso da simulação, é possível obter: • a previsão de resultados na execução de uma determinada ação; • a minimização de riscos na tomada de decisão; • a identificação de problemas antes mesmo de sua ocorrência; • a eliminação de procedimentos em arranjos industriais que não agregam valor à produção; • a redução de custos com o emprego de recursos (mão-de-obra, energia, água e estrutura física) • e a revelação da integridade e viabilidade de um projeto em termos técnicos e econômicos. Existem diversos tipos de simulação, cada uma com um grau de complexidade, abrangência de aplica-ção, custo e benefício gerado. Nesta unidade, você conhecerá os conceitos e visualizará a aplicação das simulações: Icônica, Analógica, Matemática e Computacional. Provavelmente, você já ouviu falar em “Túnel de vento”. Ele é uma expressão comumente usada nas transmissões de Fórmula 1, nas revistas automobilísticas e na apresentação de projetos de novos aviões. Este é um tipo clássico de simulação icônica, em que é feito um ensaio para avaliar a influência da forma de um objeto no seu arraste aerodinâmico. Você verá nesta unidade como são produzidos este e outros tipos de simulação na engenharia. 17 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 4 Simulação Ao final desta unidade, você perceberá que as atividades de simulações fazem parte do dia-a-dia do enge-nheiro. Para se ter uma idéia sobre esta variedade de aplicações, pode-se simular a capacidade produtiva dos processos industriais, o funcionamento de sistemas elétricos, desenho técnico, o comportamento térmico de tubulações, o desenvolvimento de um coração superficial, a construção de um complexo entroncamento rodoviário, a resistência mecânica de componentes de um novo modelo automóvel e o tempo de enchimento de tanques com diferentes tipos de válvulas hidráulicas. Agora, faça a leitura obrigatória desta unidade para se preparar para a aula expositiva do seu professor. 4.2. Ponto de partida – tópico gerador Simulação é a técnica utilizada pelos engenheiros para estudar o comportamento e as reações de um determinado sistema por meio de modelos, que imitam na totalidade ou em parte as propriedades e os comportamentos deste sistema em uma escala menor, permitindo assim sua manipulação e estu-do detalhado. A simulação também pode ser feita a partir de modelos matemáticos. Nessa forma de simulação, as características essenciais dos elementos idealizados no sistema são descritos por meios de símbolos matemáticos. Um bom exemplo de simulação é aquele usado na indústria aeronáutica, onde a aerodinâmica dos aviões em projeto é testada em túneis de vento por meio de pequenas maquetes que apresentam o mesmo formato do avião, ou seja, é o “modelo” do avião real. Esta técnica é aplicada, pois seria completamente inviável construir todo o avião e tentar fazê-lo voar com pilotos. A perda de vidas e investimentos seria enorme e certamente nossos aviões não seriam como hoje os conhecemos se não fosse usada a simulação. A evolução da informática nos últimos anos tornou o computador um importante aliado da simulação. A simulação por computador é usada nas mais diversas áreas, citando como exemplos as análises de previsão meteorológica, dimensionamento de processos produtivos, treinamento de estratégia para militares e pilotagem de veículos ou aviões. Mesmo o estudo aerodinâmico, antes feito por maquetes, hoje pode ser realizado pelo computador. Faça uma visita ao site da empresa brasileira de aviação, a Embraer, para visualizar os benefícios desta técnica de engenharia. Na simulação Computacional, o computador efetua os cálculos necessários para a interação do ambiente virtual com o objeto em estudo e apresenta os resultados do experimento no formato desejado pelo analista. A simulação de processos permite que se faça uma análise do sistema em questão sem a necessidade de interferir nele. Todas as mudanças e conseqüências, por mais profundas que sejam, ocorrerão apenas com o modelo computacional e não com o sistema real. Trata-se de um estudo de baixo custo, visto que todo o trabalho de implementação é testado no computador, permitindo ainda o teste de inúmeros cenários e alternativas de solução para o sistema em estudo. Estas são apenas algumas das vantagens de um processo de simulação, que você será capaz de exe-cutar durante o desenvolvimento de muitas das disciplinas do seu curso. Para se preparar para as aulas expositivas desta unidade, faça a leitura obrigatória. Também faça uma pesquisa prévia na internet com a palavra “simulação” ou entreviste algum amigo engenheiro que atue na área de projeto. Procure identificar o maior número possível de técnicas e softwares utilizados na atividade de simulação. Não se esqueça de que a SIMULAÇÃO agiliza o processo de solução de problemas.
  17. 17. 4.3. Leitura obrigatória Adotada: BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Capítulo: 6 - Simulação 4.4. Colocando o conhecimento em prática 4.4.1. Aplicação em grupo Exercício # 1 Em grupos de até cinco alunos, deve-se fazer uma pesquisa nos computadores do laboratório informá-tico da faculdade ou nos livros da biblioteca sobre simulação analógica. Identifique pelo menos três exemplos em que esse tipo de simulação é de grande utilidade. Apresente as razões para cada um dos exemplos. Exercício # 2 A construção de modelos é fundamental na busca de soluções para um problema. Procure estabelecer uma correlação entre a confecção do modelo e o seu emprego num processo de simulação. Aponte também as limitações desse processo e possíveis ações para minimizar as limitações. 4.4.2. Aplicação individual Exercício # 1 Sem se orientar pelos conceitos sobre simulação apresentados pelo professor, defina com suas palavras o significado de “simulação”. Redija o seu conceito em até cinco linhas explicando o quanto esse conceito é importante para os engenheiros. Exercício # 2 Nas primeiras unidades desta disciplina, foi dito que o engenheiro é um grande solucionador de pro-blemas. Explique como o processo de simulação, executado pelo engenheiro, insere-se no processo de solução de problemas. Exercício # 3 Procure exemplos de produtos, processos e situações no dia-a-dia em que podemos visualizar o conceito de simulação, na perspectiva da engenharia. Exemplos: simulador de vôo para pilotos de avião; simulador do tempo de espera na fila das Lojas Americanas, sites onde você pode simular aplicações financeiras em bolsas de valores, etc. 18 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 4 Simulação 4.4.3. Avaliação / Reflexão sobre a unidade Questões 1. Quais são as vantagens obtidas em projetos pela simulação? 2. Qual é a relação existente entre modelagem e simulação? 3. Por que a simulação agiliza o processo de solução de problemas? 4. Qual é o tipo de simulação mais simples? Qual é o mais sofisticado em termos de geração de resultados? 5. Quando a simulação deve ser utilizada? 6. Como conduzir uma boa simulação? 4.5. Recapitulando Simular é submeter modelos a ensaios, sob diversas condições, para observar como eles se comportam. Podemos simular os primeiros protótipos de um projeto como também simples modelos matemáticos. São alguns dos principais benefícios gerados pela adoção da simulação: • a minimização de riscos na tomada de decisão; • a identificação de problemas antes mesmo de suas ocorrências; • a redução de custos com o emprego de recursos (mão-de-obra, energia, água e estrutura física); • a revelação da integridade e viabilidade de um determinado projeto em termos técnicos e econômicos. Os tipos de simulação podem ser classifados da seguinte forma: Icônica, Analógica, Matemática e Com-putacional. A simulação computacional ocupa uma importância maior pelo seu baixo custo, a qualidade de informações geradas e rapidez. Situações que justificam a simulação: a) No projeto de sistemas ainda não existentes, quando a construção de protótipos para a verificação da correção do projeto ou avaliação de propriedades tem custo muito elevado. b) Para a compreensão e análise de sistemas existentes, avaliação de desempenho de sistemas de computação, quando não há modelos analíticos adequados. c) Quando a experimentação com o sistema real é impossível. Por exemplo: construção de centrais nucleares e lançamento de foguetes.
  18. 18. 4.5. Recapitulando CONDUZINDO UMA BOA SIMULAÇÃO Algumas ações e cuidados por parte do engenheiro são importantes para se conduzir uma boa simulação. Vejamos algumas delas: • Formule o problema corretamente. Levante todas as informações a respeito do problema. • Estude as metodologias de simulação. • Obtenha informações consistentes sobre os procedimentos operacionais do sistema. Não se esqueça de que os resultados são fortemente dependentes dos dados de entrada! • Modele adequadamente os fenômenos aleatórios do sistema em estudo. Veja os cuidados necessários na unidade 3 desta disciplina. • Escolha o software mais adequado e utilize-o de forma correta! São muitos os softwares de simu-lação disponíveis no mercado. Avalie as vantagens e desvantagens de adoção de cada um antes de aprofundar o seu conhecimento em algum. • Estabeleça a validade e credibilidade do modelo utilizado. • Utilize os procedimentos adequados para analisar os resultados gerados na simulação. • Não se esqueça de que a simulação é imprecisa, pois trabalha sobre modelos, que são representa-ções da realidade. 4.6.1. Ampliando seus conhecimentos Por meio de algum site de busca na internet (Google, Cadê, etc.), faça uma pesquisa sobre o significa-do da palavra “simulação”, anotando sempre as suas fontes de consulta. Faça uma pesquisa também na biblioteca de sua faculdade. Estabeleça um paralelo, apontando as semelhanças entre os conceitos encontrados, na web e em livros, com o conceito de modelo visto na disciplina. Estabeleça um conceito final para a palavra “simulação” em no máximo três linhas. Tente explicar este conceito final para algum amigo ou amiga que não cursam engenharia. 4.6.2. Referências e links interessantes Links http://www.livrosimulacao.eng.br/livro.html http://www.simulacao.eesc.sc.usp.br/ (Laboratório de Simulação e Controle da USP) http://www.agais.com/simp.php 19 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 4 Simulação Bibliografia ANDRADE, E.L. Introdução à pesquisa operacional: métodos e modelos para análise de decisão. Rio de Janeiro: LTC, 2002. HILLIER, F.S.; Lieberman, G.J. Introdução à pesquisa operacional. Rio de Janeiro: Campus, 1988. PRADO, D. Teoria das filas e da simulação. Belo horizonte: Editora de Desenvolvimento Gerencial, 1999. PRADO, D. Usando o arena em simulação. Belo Horizonte: INDG Tecnologia e Serviços Ltda, 2004. WINSTON, W.L. Operations researh: applications and algorithms. Belmont: Thomson Brooks: Cole, 1994.
  19. 19. Conteúdo da disciplina 5 OTIMIZAÇÃO 5.1 A melhor solução. 5.2 Modelos e métodos de otimização. 5.1. Um começo de conversa Nesta última unidade da disciplina, você perceberá que, para o engenheiro, não basta somente solucio-nar o problema. É preciso certificar que a solução adotada para o problema é a melhor possível. Nesse processo de procura pelas melhores soluções de peso, custo, consumo/rendimento, tempo e resistência, dentre outras variáveis, o engenheiro faz uso de diversos métodos e técnicas específicas. Os engenheiros civis e mecânicos, durante os seus respectivos cursos, serão treinados no uso de diversas técnicas que permitirão a eles escolher os melhores materiais para estruturas que serão submetidas às diferentes condições de aplicação de cargas, temperaturas, agressividade do meio ambiente (corrosão), etc. Os engenheiros eletricistas, em seus projetos de circuitos e sistemas elétricos, farão uso dos procedimentos de comutação, modulação ou controle de forma a se garantir o menor gasto de energia possível. O processo de busca pela melhor solução não está presente somente nos problemas de engenharia, podendo ser facilmente identificado em muitas situações práticas do dia-a-dia das pessoas. Vejamos alguns exemplos que ilustram exemplos simplificados de otimização: • quando tomamos banho, ajustamos a regulagem da torneira do chuveiro até chegar a um valor ótimo de temperatura; • quando um professor ajusta a regulagem da lente do projetor, ele executa um procedimento de giro em sentido horário e anti-horário da lente até que a imagem gerada no quadro seja a melhor para todos os presentes em sala de aula; • quando retomamos para casa e encontramos o trânsito ruim, procuramos um melhor caminho ou uma melhor pista para chegarmos o mais rápido possível; Nesta unidade, a Otimização é apresentada como um processo que consiste na busca racional do melhor dentre todos os valores possíveis para dadas variáveis, em função de um determinado objetivo e das limitações (ou restrições) existentes. O “ótimo” deve ser entendido como a busca do melhor possível, de acordo com as limitações do modelo, dos recursos materiais e da técnica empregada. A busca do “ótimo” pode ser obtida de duas formas distintas: 1. por modelos otimizantes que determinam diretamente a condição ótima; ou 2. por modelos de entrada-saída. Neste caso, as variáveis do sistema são substituídas por valores numéricos apropriados (entradas) e determina-se o valor de uma variável que é dependente das demais – saída. 20 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 5 Otimização Existem também diferentes tipos de técnicas, métodos e procedimentos para a otimização. Os procedi-mentos técnicos de otimização mais simples são os matemáticos, aplicáveis a parâmetros específicos. Entretanto, para a maioria dos problemas de Engenharia, o valor ótimo só pode ser conseguido com o auxílio de avançados processos numéricos e computadores de grande velocidade. Um exemplo nesse caso é a otimização estrutural de grandes sistemas como submarinos e aviões. Nesta unidade, serão apresentadas as características, vantagens e situações de aplicação dos se-guintes métodos de otimização: Otimização por evolução, Otimização por intuição, por tentativa, gráfico e analítico. Para se preparar para as aulas expositivas, faça a leitura obrigatória desta unidade. Também faça uma pesquisa prévia na internet com a palavra “Otimização” ou entreviste algum amigo engenheiro. 5.2. Ponto de partida – tópico gerador Desde os primórdios, o homem busca o melhor aproveitamento possível dos recursos existentes. Como vimos no tópico anterior, o processo de busca pela melhor solução está presente em diversas situações práticas do dia-a-dia das pessoas. Na Engenharia, a área de otimização tem um considerável número de aplicações que se caracterizam por diferentes abordagens em termos da natureza dos modelos e das técnicas de resolução utilizadas. O objetivo final do emprego é sempre a melhor solução possível. Neste processo de otimização, o computador tem tido um papel fundamental. Isso porque os Sistemas de Engenharia são cada vez mais complexos, o que faz serem desenvolvidos grandes e sofisticados modelos numéricos. Prepare-se para aprender diversas técnicas de programação computacional em seu curso. Elas serão importantes na sua caminhada profissional. Atualmente, o uso de técnicas de otimização de projeto tem crescido rapidamente na maioria das áreas de atuação da engenharia, como automotiva, elétrica, aeronáutica, mecânica, civil, naval, de energia, petróleo e gás. Isso se deve ao aumento da competição tecnológica e ao desenvolvimento de técnicas robustas e eficientes, para as mais diversas aplicações práticas. Com a utilização das técnicas de otimização, espera-se que haja uma maior facilidade para trabalhar com um grande número de variáveis de projeto e de restrições, e com isso seja possível também reduzir o tempo de desenvolvimento do projeto. Outros benefícios almejados na otimização são aumentar a produtividade em processos de fabricação e aumentar a eficiência na alocação dos recursos.
  20. 20. 5.3. Leitura obrigatória Adotada: BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, L. T. V. Introdução à engenharia. Capítulo: 7 - Otimização 5.4. Colocando o conhecimento em prática 5.4.1. Aplicação em grupo Os exercícios seguintes foram adpatados dos exercícios propostos pelo prof. Walter Bazzo em seu livro Introdução à Engenharia. Exercício # 1 Em grupos de até cinco alunos, identifique operações de serviços (ex.: filas de atendimento), sistemas ou produtos que, no modo de ver da equipe, poderiam ser melhorados em algum de seus aspectos ou funcionalidades (custo, prazo de entrega, durabilidade, resistência ao impacto, etc..). Utilize-se de modelos diagramáticos, vistos nas unidade 3, para visualizar melhor cada problema. Exercício # 2 O trânsito se configura como numa questão caótica em quase todo o país. Identifique os pontos críticos de sua cidade em relação ao trânsito e, por meio de um modelo criado pela equipe, tente otimizar esse processo. Faça desenhos e esquemas que possam ajudá-lo na otimização. Use também o programa Google Earth para ajudar nesta tarefa. Exercício # 3 Faça uma pesquisa na internet sobre softwares e técnicas computacionais para atividades de otimização. Identifique o nome do software e o tipo de situações em que ele pode ser empregado. Prepare uma lâmina de power-point para apresentação em sala de aula. 5.4.1. Aplicação em grupo Exercício # 1 Sem se orientar pelos conceitos de otimização apresentados pelo professor, defina com suas palavras o significado de “otimização”. Redija o seu conceito em até cinco linhas explicando o quanto esse conceito é importante para os engenheiros e, depois, tente explicá-lo para algum amigo ou familiar. 21 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 5 Otimização Exercício # 2 Nas primeiras unidades desta disciplina, foi dito que o engenheiro é um grande solucionador de pro-lemas. Explique como o processo de otimização, executado pelo engenheiro, insere-se no processo de solução de problemas. Exercício # 3 Procure exemplos e situações no dia-a-dia em que podemos visualizar o conceito de otimização, na perspectiva da engenharia. 5.4.3. Avaliação / Reflexão sobre a unidade Questões 1. Quais são as vantagens obtidas em projetos quando técnicas de otimização são empregadas? 2. Existe alguma relação entre simulação e otimização? 3. Por que a otimização agiliza o processo de solução de problemas? 5.5. Recapitulando A área de otimização apresenta um considerável número de aplicações dentro da engenharia de produção que se caracterizam por diferentes abordagens em termos da natureza dos modelos e das técnicas de resolução utilizadas. Foi visto que a Otimização consiste na busca racional do melhor dentre todos os valores possíveis para dadas variáveis, em função de um determinado objetivo e das limitações (ou restrições) existentes. O “ótimo” deve ser entendido como a busca do melhor possível, de acordo com as limitações do modelo, dos recursos materiais e da técnica empregada. A busca do “ótimo” pode ser obtida de duas formas distintas: 1 por modelos otimizantes ou 2 por modelos de entrada-saída. Quanto às técnicas e aos métodos, a otimização pode ser assim classificada Otimização por evolução, Otimização por intuição, por tentativa, gráfico e analítico. Os sistemas de Engenharia são cada vez mais complexos e representados por grandes e sofisticados modelos numéricos. Eles envolvem diversas disciplinas que interagem entre si ou são constituídos de diferentes subsistemas interativos que devem ser levados em conta, simultaneamente, para a obtenção de projetos eficientes.
  21. 21. 5.6. Para saber mais Identifique um artigo científico sobre otimização em uma revista ou periódico de associações ligadas ao seu curso. Faça uma leitura sem se preocupar, à primeira vista, com detalhes e procedimentos técnicos. Faça as seguintes anotações em um papel: • Definição de otimização apresentada pelo autor • Propósito do emprego da otimização • As principais variáveis otimizadas (peso, resistência, custo, etc.) • Modelo e técnica utilizada na otimização (se por evolução, intuição, tentativa ou analítico) • Principais resultados encontrados Seguem algumas sugestões de site e revistas sobre otimização para início da pesquisa: • Revista Produção On-line – http://www.producaoonline.ufsc.br/ • Publicações no Encontro Nacional de Engenharia de Produção – ENEGEP – http://publicacoes. abepro.org.br/ • Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia Elétrica • Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica • Anais do Congresso Brasileiro de Engenharia – COBENGE Em caso de dúvidas e dificuldades, solicite apoio à bibliotecária de sua unidade. 5.6.1. Ampliando seus conhecimentos Por meio de algum site de busca na internet (Google, Cadê, etc.), faça uma pesquisa sobre o significa-do da palavra “otimização”, anotando sempre as suas fontes de consulta. Faça uma pesquisa também na biblioteca de sua faculdade. Estabeleça um paralelo, apontando as semelhanças entre os conceitos encontrados, na web e em livros, com o conceito de modelo visto na disciplina. Estabeleça um conceito final para a palavra “otimização” em no máximo três linhas. 5.6.2. Referências e links interessantes Bibliografia GEN, Mitsuo; CHENG, Runwei. Genetic algorithms and enfineering optimization. GOLDBARG, M. C. Otimização combinatória e programação linear: modelos e algoritmos. Rio de Janeiro: Campus. HESTENES, M.R. Conjugate direction methods in optimization. Springer-Verlag, 1980. LUENBERGER, David G., Optimization by vector space methods. John Wiley & Sons, 1997. PARDALOS, P.M. Handbook of applied optimization. Oxford University Press, 2001. 22 0065 – 0408 – Introdução à Engenharia – Guia do Aluno Unidade 5 Otimização

×