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Transparências - Departamento de Engenharia de Produção - UFMG

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Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoNovas Tecnoogias emSistemas Integrados <strong>de</strong>ManufaturaEduardo Romeiro FilhoDesigner Industrial (ESDI/UERJ), DSc. <strong>Engenharia</strong> <strong>de</strong> Produção (COPPE/UFRJ)Professor Adjunto do <strong>Departamento</strong> <strong>de</strong> <strong>Engenharia</strong> <strong>de</strong> Produção da <strong>UFMG</strong>Tel. 31 3499 4892 Fax. 31 3499 4888romeiro@<strong>de</strong>p.ufmg.brEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoNeste Bloco:Novas Tecnologias noProjeto do Produto•Sistemas Integrados <strong>de</strong> Manufatura;•CAE/CAD/CAM (<strong>Engenharia</strong>, Projeto eManufatura Auxiliados por Computador);•<strong>Engenharia</strong> Simultânea.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCADO CAD, Projeto Auxiliadopor Computador, seconsi<strong>de</strong>rado <strong>de</strong> formabastante ampla, é umatecnologiamultidisciplinar, contendoum conjunto <strong>de</strong>ferramentas utilizadas emtodas as áreas em queexistem uma forma <strong>de</strong>interação entre umcomputador digital e aativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> projeto.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAD (Computer Ai<strong>de</strong>d Design)Projeto Auxiliado por ComputadorDESENHOCADVectorRASTERBitmapEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoVetores => Mo<strong>de</strong>los MatemáticosCADEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCADAplicações <strong>de</strong> CAD:- Produtos manufaturados: automóveis, aviões,computadores, telefones;- Construções civis: edifícios, pontes, estradas;- Plantas: refinarias <strong>de</strong> petróleo, Plataformas offshore,indústria famacêutica, alimentícia;- Postos <strong>de</strong> serviços: aeroportos, sistemas <strong>de</strong> metrô,portos;- Outros...Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoVantagens da utilização <strong>de</strong> CAD:CAD- Redução <strong>de</strong> tempo na execução <strong>de</strong> projeto e <strong>de</strong>senho;- Redução <strong>de</strong> tempo em revisões e modificações do<strong>de</strong>senho;- Alta precisão;- Melhoria na qualida<strong>de</strong> do projeto e <strong>de</strong>senho;- Melhoria no fluxo <strong>de</strong> informações;- Utilização <strong>de</strong> bibilotecas-padrão, para repetição <strong>de</strong>elementos comuns a vários <strong>de</strong>senhos;- Padronização dos <strong>de</strong>senhos;-Etc.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCADDesvantagens da utilização <strong>de</strong> CAD:- Tempo perdido <strong>de</strong>vido a falhas em hardwares esoftwares;- Tempo <strong>de</strong> espera em fila (plotagens, equipamentos);- Custo <strong>de</strong> aquisição <strong>de</strong> equipamentos e treinamento;- Problemas <strong>de</strong> saú<strong>de</strong> (fadiga ótica, postura, etc).Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do Produto-Sistema 2DCADVantagens CAD 2D:- rápido treinamento <strong>de</strong> operadores;- esquemas elétricos e hidráulicos;- circuitos e placas eletrônicas;- criação <strong>de</strong> vários tipos <strong>de</strong> croquis;- on<strong>de</strong> existe necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> informaçõesvolumétricas.Desvantagens CAD 2D:- corre o risco <strong>de</strong> transformar o sistema emuma simples prancheta eletrônica;- pouco mais produtiva que as pranchetascomuns.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do Produto-Sistema 3DCAD- apresenta dificulda<strong>de</strong>s que sãopróprias do processo <strong>de</strong> <strong>de</strong>senho(3 dimensões);- imprescindível na aplicação <strong>de</strong>análises por elementos finitos;- necessário para cálculos <strong>de</strong>volume, proprieda<strong>de</strong>s <strong>de</strong> massa eeixo <strong>de</strong> inércia e verificação <strong>de</strong>interferências.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do Produto-Sistema 3DEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do Produto-Sistema 3DCADEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCADOs principais métodos<strong>de</strong> representação 3D:-Wireframe-CSG-Brep-Híbrida- Baseada emFeatures- Paramétrica- DinâmicaEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


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Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEPrototipagem Virtual( FEM / / FEA )Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAECAE – Computer Ai<strong>de</strong>d Engineering(<strong>Engenharia</strong> Auxiliada por Computador)FEM – Finite Element Method(Método <strong>de</strong> Elementos Finitos)FEA - Finite Element Analysis(Análise <strong>de</strong> Elementos Finitos)Validação do Projeto VirtualEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoPROTOTIPAGEM VIRTUALAnálise Dinâmica <strong>de</strong> Múltiplos CorposEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAE• Simulação do comportamento dinâmico <strong>de</strong> sistemas mecânicossubmetidos a <strong>de</strong>slocamentos;• Possibilita a construção <strong>de</strong> um protótipo virtual para vizualizaçãodos movimentos e forças atuantes no conjunto;• Permite a utilização <strong>de</strong> um número reduzido <strong>de</strong> graus <strong>de</strong>liberda<strong>de</strong>, executando análises que seriam muito <strong>de</strong>moradas oucomplicadas para FEM;• Não calcula tensões internas (FEA), mas obtém as forças atuantesno conjunto para ser utilizado como dados <strong>de</strong> entrada no mo<strong>de</strong>loFEM;Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEVantagens da Utilização <strong>de</strong> Prototipagem Virtual:- Vizualizar os movimentos do sistema (interferências);- Determinar as forças atuantes;- Utilização como dados <strong>de</strong> entrada para mo<strong>de</strong>los FEM;- Otimização do projeto antes da construção do protótipo físico.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEAplicações <strong>de</strong> Prototipagem Virtual:- Determinação <strong>de</strong> esforços dinâmicos em geral;- Análise <strong>de</strong> manobrabilida<strong>de</strong> e estabilida<strong>de</strong> em veículos;- Determinação <strong>de</strong> potências necessárias em motores;- Determinação <strong>de</strong> sistemas <strong>de</strong> suspensão e isolamento <strong>de</strong> vibrações;- Detecção <strong>de</strong> travamentos em mecanismos;Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


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Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoFEM / / FEAValidação do protótipo VirtualEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEMétodo <strong>de</strong> Elementos Finitos (FEM) é um métodocomputacional que tem a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> prever areação <strong>de</strong> um objeto em função das forças, do calore das vibrações atuantes.Também é chamado <strong>de</strong> Prototipagem Virtual pois éuma ferramenta que serve para analisar como oproduto irá reagir quando for utilizado.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEPrincípios: Baseado em equações <strong>de</strong> matrizes algébricas; Relacionam cargas e <strong>de</strong>flexões para análises <strong>de</strong> tensões; Divi<strong>de</strong> um corpo real em milhares <strong>de</strong> elementos <strong>de</strong> formasgeométricas regulares; O comportamento <strong>de</strong> cada elemento é traduzido em equaçõesmatemáticas; A somatória dos comportamentos dos micro elementos produzemo comportamento esperado do objeto real; Os elementos, apesar <strong>de</strong> muito pequenos, não são infinitesimais; É possível dividir uma forma geométrica complexa em formassimples, como barras, vigas e chapas triangulares; Caso seja necessário, também existem elementos mais complexos,como conchas curvas e sólidos tridimensionais.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEMo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Elementos Finitos:-A eficiência da Análise <strong>de</strong> Elementos Finitos (FEA) <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> do<strong>de</strong>talhamento do mo<strong>de</strong>lo utilizado e do processador matemático-O Mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> Elementos Finitos po<strong>de</strong> ser um mo<strong>de</strong>lo CAD 3D oumesmo gerado/importado a partir <strong>de</strong> um <strong>de</strong>senvolvimento CAD-Especial atenção é dada às junções dos elementos, existindovários tipos e formas <strong>de</strong> uniõesEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEAplicações:-O Método <strong>de</strong> Elementos Finitos (FEM) é empregado para prever osseguintes comportamentos físicos:•Análise <strong>de</strong> Tensões•Vibrações Mecânicas•Transferância <strong>de</strong> Calor (condução, convecção, radiação)•Fluxos <strong>de</strong> Fluidos (líquidos e gasosos)•Fenômenos Elétricos e Magnéticos•AcústicaEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAEApós a Análise por Elementos Finitos, as modificaçõesnecessárias (estruturais, materiais) são repassadas aomo<strong>de</strong>lo CAD, on<strong>de</strong> dá-se início aoDetalhamento do ProjetoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCADOtimização CAD (refinamento do projeto):- As modificações ocasionadas durante o FEA, são aproveitadas no<strong>de</strong>senho CAD, utilizando os resultados da análise;- É iniciada a fase <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhamento do projeto, que compõem:* <strong>de</strong>talhamento <strong>de</strong> juntas;* especificação <strong>de</strong> parafusos, porcas, etc (bibliotecas);* cotagem (dimensionamento);* <strong>de</strong>talhamento para fabricação;Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoPROTÓTIPO FÍSICO( Validação do Projeto )Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoPROTÓTIPO FÍSICO ( Validação do Projeto )Uma nova família <strong>de</strong> máquinas altamente inovadoras permitem, comtecnologias e materiais diferentes, obter um protótipo <strong>de</strong> um mo<strong>de</strong>loou <strong>de</strong> um mol<strong>de</strong>, <strong>de</strong> maneira precisa e rápida a partir do mo<strong>de</strong>lo sólidogerado no sistema CAD 3D. Tais máquinas são conhecidas comomáquinas <strong>de</strong> Prototipagem Rápida.Principais Vantagens da Prototipagem Rápida- Maior velocida<strong>de</strong> e menor custo- Obtenção <strong>de</strong> matrizes para produção limitada <strong>de</strong> peças,-Menor time to market- Acréscimo na qualida<strong>de</strong> através <strong>de</strong> melhor avaliação do projeto.- Diminuição das incertezas e riscosEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoPrototipagem Rápida- Processo <strong>de</strong> estereolitografia (StereoLithography - SL),Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoAplicações da Prototipagem RápidaAs técnicas <strong>de</strong> prototipagem rápida po<strong>de</strong>m ser aplicadas às maisdiversas áreas tais como, automotiva, aeronáutica, marketing,restaurações , educação, paleontologia e arquitetura.VeiculosMotorizados18%Outros5%Governamentale Militar5%Aca<strong>de</strong>mia eInstituições7%Área Médica9%Aeroespacial13%Máquinas16%Bens DeConsumo27%Aplicações <strong>de</strong> prototipagem rápida em diferentes áreas produto nos EUA (Wohlers, 1998).Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPP ( Computer Ai<strong>de</strong>d Planning Process )( ( Definição do do Processo ))Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPPObjetivos do Planejamento do ProcessoAs funções do planejamento do processo são selecionar e <strong>de</strong>finir osprocessos a serem executados em uma peça <strong>de</strong> maneira econômica, <strong>de</strong>acordo com as especificações do projeto.O documento resultante do planejamento do processo, conhecido comoplano <strong>de</strong> processo, é a base para se realizar o planejamento daprodução e serve como referência à produção propriamente dita.Se consi<strong>de</strong>ra o planejamento do processo como o elo <strong>de</strong> ligação entreprojeto e o planejamento da produção e também o chão-<strong>de</strong>-fábrica.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPPO Planejamento do Processo ConvencionalO <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> um plano <strong>de</strong> processo inicia-se,geralmente, a partir <strong>de</strong> um <strong>de</strong>senho <strong>de</strong> produto. A partir dasinformações <strong>de</strong> projeto, o processista passa a seqüenciar asoperações do plano macro. Em uma fase posterior, estasoperações são <strong>de</strong>talhadas, sendo que o nível <strong>de</strong> <strong>de</strong>talhe ,<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> características da empresa.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPPO Planejamento do Processo Assistido por Computador(CAPP)As características do planejamento <strong>de</strong> processo convencional, que<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da experiência do processista, resultam em problemas quepo<strong>de</strong>m ser resolvidos pela aplicação do computador.As informações produzidas pelo CAPP tornam-se padronizadas,eliminando-se a inconsistência <strong>de</strong> plano obtidos por Processistasdiferentes.A qualida<strong>de</strong> da documentação enviada ao chão-<strong>de</strong>-fábrica eleva-setambém, garantindo o domínio do processo.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPPBenefícios do CAPPRedução do do tempo <strong>de</strong> <strong>de</strong> planejamentoAgilida<strong>de</strong> nas nas revisõesPadronização dos dos processosCriação <strong>de</strong> <strong>de</strong> uma uma base única <strong>de</strong> <strong>de</strong> processosAumento da da qualida<strong>de</strong> dos dos processoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAPPExistem ainda várias outras vantagens:- como a redução drástica <strong>de</strong> papel impresso,- agilida<strong>de</strong> na elaboração e alteração <strong>de</strong> uma especificação <strong>de</strong> projeto,- alta confiabilida<strong>de</strong> nos dados por estarem automatizados comfórmulas <strong>de</strong> cálculos,- <strong>de</strong>finição <strong>de</strong> hierarquia para aprovação <strong>de</strong> projeto, entre outras.A conseqüência do uso <strong>de</strong> CAPP nas outras áreas da empresa são:diminuição <strong>de</strong> refugos, diminuição do custo ferramentas,diminuição <strong>de</strong> lead-time e criação <strong>de</strong> padrões <strong>de</strong> engenhariaEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAM / / CNC / / DNC( PRODUÇÃO )Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAMCAM (Computer Ai<strong>de</strong>d Manufacturing)Po<strong>de</strong> ser <strong>de</strong>finido, como auxílio via computador dapreparação da manufatura, representando as todas astecnologias usadas no chão <strong>de</strong> fábrica, que agem<strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> um processo produtivo, dizendo não só arespeito da automação da manufatura, como também atomada <strong>de</strong> <strong>de</strong>cisão, plano operacional, etc.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCCNC (Comando Numérico Computadorizado)Funções da Programação CNOs sistemas CN normalmente são informações sobre o caminhoda ferramenta, a partir da representação geométrica da peçadisponível na forma computacional.Estas informações são transformadas pelos computadores eminstruções <strong>de</strong> movimento e comutação.O comando Numérico foi foi o primeiro passo por por que quepassaram as as unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> <strong>de</strong> comando para máquinasferramentas.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCMétodos <strong>de</strong> Programação CN:Programação direto na máquina - MID (Material Data Input)Programação ManualProgramação auxiliada por computador:O mais tradicional método <strong>de</strong> programação auxiliada porcomputador é o que utiliza a linguagem APT ("AutomaticallyProgrammed Tool"). A função do programador, utilizando essemétodo, é escrever o programa fonte, aon<strong>de</strong> <strong>de</strong>finisse a geometria dapeça e/ou o percurso da ferramenta, via <strong>de</strong>finição <strong>de</strong> formapadronizada pela linguagem <strong>de</strong> entes geométricos e funçõesauxiliares.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCOutros métodos sãoexecutados pelosmo<strong>de</strong>rnos sistemasCAD/CAM, on<strong>de</strong> aentrada é o <strong>de</strong>senhoda peça ou o percursoda ferramenta.Interativamente, nomódulo CAM dosistema, inicia-se aprogramação CN quegerará um arquivoneutro.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCDefinição do percurso da ferramentaEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCDefinição do DNCInicialmente restringiam-se ao gerenciamento e distribuição dosprogramas. Em seguida, surgiram comandos simplificados, on<strong>de</strong>parte das funções do CN eram <strong>de</strong>slocadas para o computador,barateando-se o hardware do CN, mas aumentava-se o risco <strong>de</strong>parada da linha.Os primeiros sistemas DNC foram implementados no final da década<strong>de</strong> 60 nos EUA e Japão, para gerenciar e distribuir os programas CN.Esperava-se a simplificação do gerenciamento e distribuição <strong>de</strong>programas, maior velocida<strong>de</strong> na transmissão dos dados, e maiorconfiabilida<strong>de</strong> na operação <strong>de</strong> transmissão.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCPrimeiramente po<strong>de</strong>-se dividir em duas fases o DNC- Direct Numerical Control- Distributed Numerical ControlEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCControle Numérico Direto (DNC):Esta estrutura consiste no controle direto das máquinasferramentas pelo computador central ( mainframe ) que po<strong>de</strong>controlar até <strong>de</strong>zenas <strong>de</strong> máquinas ao mesmo tempo. Osprogramas são transferidos diretamente da memoria docomputador para unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> comando.Computador HostMáquina 1 Máquina 2Máquina 3Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoControle Numérico Distribuído (DNC):CNCComo a evolução dos sistemas CNC’s que passaram a ser maisautônomas as unida<strong>de</strong>s junto as máquinas passaram a ter umabiblioteca <strong>de</strong> programas po<strong>de</strong>ndo operar in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte docomputador central.Os programas continuam acontecendo viacomunicação direta.Computador HostCNC 1CNC 2 CNC 3Máquina 1 Máquina 2Máquina 3Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCNCAtualmente, po<strong>de</strong>-se dizer que o DNC possui várias funções:- Integração <strong>de</strong> outros setores da empresa (engenharia, produção,...);- Integração <strong>de</strong> sistemas CAD com máquinas CN;- Gerenciamento e distribuição <strong>de</strong> programas CN;- Correção <strong>de</strong> dados;- Aquisição e processamento <strong>de</strong> dados da produção e <strong>de</strong> máquinas CN;- Funções parciais <strong>de</strong> controle da produção e do fluxo <strong>de</strong> materiais;Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAQ - MEDIÇÃO( Validação da Produção )Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCAQCAQ - Computer Ai<strong>de</strong>d QualityEquipamentos De MediçãoNormalmente são equipamentos <strong>de</strong>stinados, à aferição da qualida<strong>de</strong>em sistemas <strong>de</strong> fabricação.Em muitos casos, são máquinas bastante rígidas, on<strong>de</strong> a ferramentaé substituída por “apalpadores”( mecânicos ou óticos ), ou porsistemas <strong>de</strong> visão artificial, ou <strong>de</strong> raio X.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoMo<strong>de</strong>lo CAD(Concepção do Projeto)Prototipagem Virtual(Make-up eletrônico)Testes <strong>de</strong> FEM/FEA(CAE - Validação do Prot. Virtual)Otimização CAD(Refinamento do projeto)Protótipo Físico(Validação do Projeto)CAPP(Definição <strong>de</strong> Processo)CAM/CNC/DNC(Envio p/ produção)CAQ - Medição(Validação <strong>de</strong> Produção)C.I.M.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMFerramentas que ajudam no gerenciamento <strong>de</strong> dados eno processo <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento do produto:-EDM (Engineering Data Management);-PDM (Product Data Management);-PIM (Product Information Management);-TIM (Technical Information Management);-TDM (Technical Data Management) etc.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMO EDM/PDM controla o mo<strong>de</strong>lo matemático do CAD(novos mo<strong>de</strong>los, revisões, workflow, normas, processos<strong>de</strong> fabricação, etc) utilizando-o em todas as etapas doprocesso <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento do produto, visando:-Redução do “time-to-market”;-Melhoria da qualida<strong>de</strong>;-Redução <strong>de</strong> custo.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMO sistema PDM cria uma estrutura com todas as informaçõesnecessárias para gerenciar e controlar o produto, que inclui:-Configurações <strong>de</strong> produtos;-Especificações;-Desenhos CAD;-Mo<strong>de</strong>los geométricos;-Imagens (<strong>de</strong>senhos scaneados, fotos);-Mo<strong>de</strong>los <strong>de</strong> Elementos Finitos e resultados (FEM/FEA);-Processos <strong>de</strong> Fabricação (CAPP);-Programas CNC (CAM);-Programação <strong>de</strong> produção (MRP);-Anotações eletrônicas (atas <strong>de</strong> reuniões, revisões, etc);-OutrosEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMQualquer tipo <strong>de</strong> informação necessária ao ciclo <strong>de</strong> vidado projeto do produto e sua fabricação, o PDM gerencia,tornando acessível a todos os envolvidos os dados ecorreções que se fizerem necessários.O PDM não gerencia apenas o ciclo <strong>de</strong> vida do projeto doproduto, po<strong>de</strong>ndo atuar na concepção, no <strong>de</strong>talhamento,na prototipagem e testes, fabricação ou on<strong>de</strong> se fizernecessário.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMAplicação <strong>de</strong> Sistemas PDM:-<strong>Engenharia</strong>;-Manufaturas;-Publicida<strong>de</strong>;-Desenvolvimento <strong>de</strong> softwares;-Serviços financeiros;-Qualquer ativida<strong>de</strong> que informação/processo possamser controlados.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Conceito :Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMO CIM representa uma forma específica <strong>de</strong>funcionamento <strong>de</strong> um sistema <strong>de</strong> produção que passapela integração organizacional, suportada pelainformatização.Existem varias <strong>de</strong>finições, mas po<strong>de</strong>mos dividi-lás em 3 classes:- Ênfase no caráter organizacional.- Ênfase na importância dos sistemas <strong>de</strong> informações.- Ênfase nas características especiais do mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong>manufatura integrada.Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMNova leitura da sigla CIMDes<strong>de</strong> os primórdios da utilização da sigla CIM, aênfase estava na letra "C" <strong>de</strong> Computador, ou <strong>de</strong>uma forma mais ampla, Tecnologia <strong>de</strong> Informação.Consi<strong>de</strong>rava-se CIM como sendo "a utilização doprocessamento <strong>de</strong> dados eletrônicos e o fluxo <strong>de</strong>informações auxiliado por computador em todosos setores da empresa".Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMA ênfase atual mudou e a letra hoje então maisimportante da sigla CIM é o "I" <strong>de</strong> Integração, querepresenta os processos <strong>de</strong> negócios nas suas diversasvisões (estratégias, ativida<strong>de</strong>s, informação, recursos eorganização) <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> uma visão holística do negócio.CIMCIMEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoCIMIntegrar é obter uma operação mais eficazdos processos <strong>de</strong> negócio <strong>de</strong> umaempresas e entre eles, compreen<strong>de</strong>ndo aspessoas, máquinas e informação, <strong>de</strong> acordocom os objetivos da empresa (Goranson1997).Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoMo<strong>de</strong>lo Y segundo Prof. A.W. ScheerCIMMarketing/Vendas<strong>Engenharia</strong> <strong>de</strong>ProdutosCAE/CADMRPPlanejamento<strong>Engenharia</strong><strong>de</strong>processosCAPPControleda ProduçãoProduçãoCAMCAM/CNC/DNCCAQEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoAgra<strong>de</strong>cimentos EspeciaisA todos os participantes,Obrigado!Eduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro


Novas Tendências em Design e Projeto do ProdutoContatoEduardo Romeiro Filho<strong>Departamento</strong> <strong>de</strong> <strong>Engenharia</strong> <strong>de</strong> Produção da <strong>UFMG</strong>Laboratório Integrado <strong>de</strong> Design e <strong>Engenharia</strong> do Produtoromeiro@<strong>de</strong>p.ufmg.brTel. 31 3499 4892 0 Fax 31 3499 4888www.<strong>de</strong>p.ufmg.br/romeiroEduardo Romeiro Filho - LIDEP/DEP/<strong>UFMG</strong>© 2003 - Engº. Hélvio Marcelo França e Engº. Paulo Roberto Vitoriano <strong>de</strong> Castro

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