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SEM0544 SEM0544 -- Aula 1Aula 1
Introdução ao Projeto de Introdução ao Projeto de Produtos MecatrônicosProdutos Mecatrônicos
Prof. Dr. Marcelo BeckerProf. Dr. Marcelo BeckerProf. Dr. Rodrigo NicolettiProf. Dr. Rodrigo Nicoletti
SEM - EESC - USP
• Introdução ao Projeto Científico• História e Ambiente• Atividades do Projeto• O Projeto
Sumário da Aula
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• O Projeto• Projetar para...• Morfologia do Processo de Projeto• Documentação
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho
• Ambiente de Cooperação• Favorecer Capacidades
individuais e coletivas:– Interpessoais
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– Interpessoais– Criativas– de Liderança– Conceituais
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho
• Diferenças Pessoais devem ser resolvidas• Harmonia dos Compromissos para com o
Projeto• Definição de metas específicas
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• Definição de metas específicas• Declaração da “Missão”• Aplicação de processos organizados na
solução de problemas
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estágios
• 1o Estágio: Formação– Transição de indivíduo para membro– Teste da capacidade de orientação do líder– Todos estão se medindo...
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– Todos estão se medindo...
• 2o Estágio: Turbulência– Objetivo é mais complexo do que o imaginado...– Sentimento de desespero– Baixa cooperação entre os membros– Desespero...
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estágios
• 3o Estágio: Normas– Aceitação pelos membros das regras básicas– Período de integração: resolução das diferenças
e surgimento de confiança mútua
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e surgimento de confiança mútua– Esperança de sucesso...
• 4o Estágio: Atuação– Pontos fortes e fracos de cada membro são
conhecidos e a equipe protege-se mutuamente– Aumento da quantidade de trabalho produzido...
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Eficiência
• Uma equipe eficiente apresenta as seguintes características:– Todos devem estar comprometidos com o êxito
do projeto
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– Metas devem estar claramente entendidas– Todos devem comunicar as idéias de forma
clara e precisa– Participação e liderança devem der distribuídas
entre os membros– Eficácia interpessoal dos membros deve ser alta
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Eficiência
– Idéias opostas devem ser encorajadas e gerenciadas de modo a gerarem envolvimento e criatividade
– Os papéis de todos os componentes da equipe
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– Os papéis de todos os componentes da equipe devem ser claramente definidos
– Os processos de decisão devem ser bem definidos pelo grupo
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estilos
• Segundo G.M. Parker (1994) há 4 estilos principais de participantes em grupos:–– ContribuinteContribuinte: dedicado às tarefas, fornece
informações técnicas e dados, prepara-se para
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informações técnicas e dados, prepara-se para as reuniões, força o grupo a estabelecer alto padrão de desempenho
• Confiável• Responsável• Organizado• Eficiente
• Lógico• Claro• Pragmático• Sistemático
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estilos
–– ColaboradorColaborador: direcionado à meta, sendo fundamental a visão, missão ou a meta do grupo mas, é flexível e aberto a novas idéias. Disposto a dar cobertura aos demais não hesitando dividir os louros
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hesitando dividir os louros• Prestativo• Flexível• Conceptual• Aberto• Visionário e Imaginativo
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estilos
–– ComunicadorComunicador: orientado para o processo, é ouvinte eficaz e facilitador da participação. Transmite entusiasmo e senso de urgência. Possui capacidade de síntese da situação e promove consenso de opiniões
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promove consenso de opiniões• Encorajador• Diplomático• Paciente• Informal• Espontâneo
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estilos
–– DesafiadorDesafiador: aquele que questiona abertamente modos, métodos e a ética do grupo, estando disposto a discordar até mesmo do líder do grupo, incentivando a assumir riscos calculados. Relata progressos e problemas do grupo. Recua
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Relata progressos e problemas do grupo. Recua em sua opinião e apóia decisão de consenso.
• Ético• Questionador• Honesto• Sincero
• Fiel• Transparente• Corajoso ??
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Atividades do ProjetoGrupos de Trabalho - Estilos
• O ideal é o grupo possuir participantes com os 4 estilos
• Isto não garante a eficácia do grupo...–– DesafiadorDesafiador arrogante, implicante ou severo
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–– DesafiadorDesafiador arrogante, implicante ou severo–– ComunicadorComunicador ineficaz causa perda de
objetividade–– ColaboradorColaborador ineficaz torna-se ambicioso e
insensível às necessidades do grupo–– ContribuinteContribuinte ineficaz apega-se aos dados e
deixa de ser criativo
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Atividades do ProjetoLíderes - Grupos de Trabalho
• O papel dos líderes:– Planejamento– Comunicação– Aceitação de Riscos
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– Aceitação de Riscos– Resolução de Problemas– Tomada de Decisões
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Atividades do ProjetoParticipantes - Grupos de Trabalho
• O papel dos Participantes:• Falar apenas na sua vez• Discutir apenas assuntos relevantes• Saídas e interrupções quebram a dinâmica do grupo• O consenso deve ser procurado (não a maioria)
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• O consenso deve ser procurado (não a maioria)• Monólogos e Divagações são prejudiciais• Expressar todos os pontos de vista o quanto antes• Evitar argumentos emotivos• Pequenas disputas devem ser gerenciadas• Dúvidas devem ser apresentadas e não adiadas• Silêncio para pensar após discussões é saudável
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• Introdução ao Projeto Científico• História e Ambiente• Atividades do Projeto• O Projeto
Sumário da Aula
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• O Projeto• Projetar para...• Morfologia do Processo de Projeto• Documentação
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O Projeto
• Existem muitas definições na literatura• Fato: não existe uma definição de não existe uma definição de
projeto reconhecida universalmenteprojeto reconhecida universalmente!• Fato: existe um relacionamento com a existe um relacionamento com a
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• Fato: existe um relacionamento com a existe um relacionamento com a palavra palavra DesignDesign que muda conforme o que muda conforme o campo de atuaçãocampo de atuação
• Sinônimos: desejo, plano, proposta, desejo, plano, proposta, desenho, projeção, comunicação, etc.desenho, projeção, comunicação, etc.
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O Projeto
• A palavra DesignDesign é originária do latim.– No Latim: Designare
– No português: Designar, Desenhar, Desejar– No italiano: Desiderare, Disegnare, Design
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– No italiano: Desiderare, Disegnare, Design– No Inglês: Designate, Design
Abordagem científica do ato de projetar
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• Introdução ao Projeto Científico• História e Ambiente• Atividades do Projeto• O Projeto
Sumário da Aula
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• O Projeto• Projetar para...• Morfologia do Processo de Projeto• Documentação
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Projetar para...
• O ato de projetar estende-se desde a escolha do produto, a busca de uma solução técnica, sua liberação para a fabricação, até o seu descarte...
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fabricação, até o seu descarte...
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Projetar para...
• 3 regras básicas para o Projeto:–– SIMPLESSIMPLES–– SEGUROSEGURO–– INEQUÍVOCOINEQUÍVOCO
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–– INEQUÍVOCOINEQUÍVOCO
• 3 metas gerais de um Projeto:–– Satisfação da função técnicaSatisfação da função técnica–– Viabilidade econômicaViabilidade econômica–– Segurança para o homem e o meio Segurança para o homem e o meio
ambienteambiente
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Projeto Simples
• Expressa-se através do número e complexidade geométrica e construtiva das peças
• Méritos da simplicidade: bem conhecidos
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• Méritos da simplicidade: bem conhecidos– Custo final do produto menor– Fabricação, Montagem e Manutenção mais
fáceis, rápidas e seguras– Maior vida útil– Falhas facilmente detectadas
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Projeto Seguro
• Altos requisitos de segurança:– Grande complexidade de solução– Elevado custo ( )
• Compromisso ótimo...
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• Compromisso ótimo...• Legislação do país afeta os
requisitos de segurança– Exemplo: cintos de segurança e
airbags
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Projeto SeguroÁreas de Segurança
• 4 áreas de Segurança:–– ConstrutivaConstrutiva: segurança de um componente
contra falhas (ruptura, fadiga, etc.)–– FuncionalFuncional: segurança e confiabilidade de um
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–– FuncionalFuncional: segurança e confiabilidade de um sistema composto de alguns componentes na realização da função desejada
–– OperacionalOperacional: segurança em relação ao usuário durante o processo de operação
–– AmbientalAmbiental: segurança do processo em relação às pessoas não envolvidas e ao meio ambiente
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Projeto SeguroTécnicas de Segurança
• 4 Técnicas de Segurança:–– DiretasDiretas: princípio safe-life (existência segura),
fail-safe (falha restrita), arranjo redundante, etc.–– IndiretasIndiretas: sistemas e instalações de proteção
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–– IndiretasIndiretas: sistemas e instalações de proteção–– IndicativasIndicativas: sistemas e instalações de alarme
(advertem sobre o risco)–– Monitoramento e DiagnoseMonitoramento e Diagnose: sistemas de
monitoramento (off-line ou on-line) que permitem obter um histórico da máquina, realizar previsões e identificações de fontes
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Projeto Inequívoco
• Evita dubiedades...• Tem de ser inequívoco e nítido em:
– Escolha do princípio de solução– Fluxos de Energia, Carga, Matéria e sinais
??
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– Fluxos de Energia, Carga, Matéria e sinais– Direções previstas para expansões– Estados de carga no dimensionamento– Comportamento em relação à estabilidade,
ressonâncias, desgastes, corrosão, etc.– Seqüência e detalhamento de fabricação,
montagem, uso e manutenção
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Projetar para...Características Necessárias
• O projeto deve ter características que permitam:– Alta receptividade e satisfação do cliente– Possibilidade de integração ao parque
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– Possibilidade de integração ao parque industrial instalado
– Possibilidade de evolução e atualização do produto
– Possibilidade de incorporar novos processos e materiais
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Projetar para...Lista de Requisitos
• Fatores de Restrição do projeto:– Condições de Mercado– Processos de Manufatura– Sistemas Técnicos
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– Sistemas Técnicos– Meio Ambiente– Auto Distúrbios– Normas e Regulamentos
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• Introdução ao Projeto Científico• História e Ambiente• Atividades do Projeto• O Projeto
Sumário da Aula
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• O Projeto• Projetar para...• Morfologia do Processo de Projeto• Documentação
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MorfologiaProcesso de Projeto
• Um modelo comum a quase todos os projetos é formado por uma seqüência de eventos distintos e encadeados, resultando nas 3 seguintes etapas:
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nas 3 seguintes etapas:– Fase 1: Estudo de Viabilidade– Fase 2: Projeto Preliminar– Fase 3: Projeto Detalhado
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MorfologiaEstudo de Viabilidade
• Determinação de uma necessidade (real ou hipotética)– Observação do comportamento do mercado ou
da concorrência
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– Acompanhamento do desenvolvimento tecnológico
– Encomenda direta
• “Alguém” deve pagar pelo produto resultante• Palavra chave: SISTEMASISTEMA
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MorfologiaEstudo de Viabilidade
• Elaboração de um conjunto de soluções úteis e alternativas– Criatividade– Coleta de Informações
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– Coleta de Informações– Testes Experimentais com protótipos funcionais
• Princípios de funcionamento
– Engenharia de Valor• Primeiro esboço de valor
• Uma ou mais soluções seguem para a próxima etapa...
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MorfologiaEstudo de Viabilidade - Fluxograma
não
sim
Informaçõesgerais
Informaçõesde mercado
Análise de necessidades
Possíveiscompradores
Válidos ?
não
sim
Experiênciatecnológica
Viabilidade física
Fisicamenterealizável ?
Soluçõesconstrutivas
Viabilidadeeconômica
Fatoreseconômicos
Teste de princípios
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sim
não
sim
Informaçõestecnológicas
não
sim
Explorar sistemasenvolvidos
Proposições técnicas
RelevantesCompletas ?
CriatividadeSoluções
alternativas
Soluçõespropostas
Plausíveis ?
não
sim
Modelos decusto
Lucro ?
não
sim
Viabilidadefinanceira investimento
Fontes de
Existe
capital ?
Conjunto de
soluções possíveis
2a Fase : Projeto preliminar
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MorfologiaProjeto Preliminar
• Objetivo: estabelecer qual das alternativas apresenta a melhor concepção para o projeto
• Análise detalhada até que seja feita a classificação• Determinação dos limites de controle e tolerância
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• Determinação dos limites de controle e tolerância dos elementos que constituem o projeto
• Avaliação de materiais, processos construtivos, arranjos dos componentes, formas geométricas, etc.
• Modelagem matemática (desempenho)• Palavra chave: PARÂMETROSPARÂMETROS
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MorfologiaProjeto Preliminar
• Otimização• Protótipos em escala para verificar:
– problemas de montagem– problemas de acesso
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– problemas de acesso – aceitação (estética)
• Confiabilidade• Análise do Valor• Um ou mais projetos são enviados para a próxima
fase...
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MorfologiaProjeto Preliminar - Fluxograma
não
sim
Estudo daviabilidade
Experiênciado grupo
Seleção da melhor solução
Primeira solução
Melhor ?
não
sim
Otimização dos parâmetros
Adequados ?
Valores dos
Testar processoe prever desempenho
Testes delaboratório
Recursosmatemáticos
parâmetros
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não
sim
Recursosmatemáticos
não
sim
Formulação domodelo matemático
Dados da simulação
VálidosSuficientes ?
Análise de sensibilidadee compatibilidade das variáveis
não
sim
testes
Aceitáveis ?
não
sim
Simplificação Experiência
Melhormais barato ?
Projeto melhorado
Recursosmatemáticos
Sensibilidadeidentificada
Grau de sensibilidadedas variáveis
Dados dos
3a Fase: Projeto detalhado
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MorfologiaProjeto Detalhado
• Cada componente é calculado, otimizado e desenhado– Produto fabricável
• Protótipos pré-série para verificar:
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• Protótipos pré-série para verificar:– Problemas de Montagem– Problemas de Adequação
• Palavra chave: TOLERÂNCIASTOLERÂNCIAS
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MorfologiaProjeto Detalhado
• Elaborar:– Verificação das Tolerâncias, formas construtivas e
possíveis variantes– Desenhos dos Componentes– Composição dos componentes em grupos e sub-grupos
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– Composição dos componentes em grupos e sub-grupos– Lista Final de Peças– Fabricação de Protótipos e modelos experimentais pré-
série– Memorial de Cálculo, Controle Final e Descritivo– Manual de Montagem, Instalação, Operação,
Manutenção e Descarte
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MorfologiaProjeto Detalhado - Fluxograma
não
sim
TecnologiaEspecificaçãode subsistemas
Subsistemas
Adequados ?
não
sim
Desenho de conjunto de montagem
Completos ?
Desenhos de
Normas e padronização desenho, normas
montagem
Projeto preliminar
Especificar
Tecnologia
Experiência em
e padronização
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não
sim
não
sim
componentes
Lista de
Satisfatória ?
Descrição das partes
não
sim
desenhos
Aceitáveis ?
não
sim
Liberar paraAdministração
Adequado ?
Desenho para
Possíveis ?
Conjunto de desenhos departes ou peças
Conjunto de
Próximas Fases
TecnologiaEspecificar
componentes
Tecnologia
fabricação
fabricação
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• Introdução ao Projeto Científico• História e Ambiente• Atividades do Projeto• O Projeto
Sumário da Aula
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• O Projeto• Projetar para...• Morfologia do Processo de Projeto• Documentação
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DocumentaçãoProcesso de Projeto
• 3 categorias:– Registros de desenvolvimento do produto– Relatórios para a gerência– Documentos Finais do Produto
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– Documentos Finais do Produto• Fabricação• Assistência Técnica• Etc.
• Livro de Projeto– Esboços, anotações, cálculo, etc.
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DocumentaçãoAnálise de Viabilidade
• Descrição de:– Consumidores do produto– Requisitos / necessidades dos consumidores– Competitividade do produto
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• Requisitos de Consumidores• Requisitos de Engenharia
– Requisitos de Engenharia– Objetivos de Engenharia– Títulos e Objetivos de cada tarefa– Necessidades de pessoal de cada tarefa
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DocumentaçãoAnálise de Viabilidade
– Tempo necessário para conclusão de cada tarefa– Esboços e maquetes das variantes desenvolvidas– Esboços e diagramas mostrando o funcionamento de
cada parte do produto– Esboço global do produto
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– Esboço global do produto– Esquemas mostrando como cada parte ou subsistema
depende ou se relaciona com outras partes do produto– Literatura consultada na pesquisa– Resultado da pesquisa sobre patentes– Relatório de aplicação do QFD– Relatório de Análise do Valor
http://www.uspto.gov/
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DocumentaçãoProjeto Preliminar
• Clara definição dos conceitos de funcionamento envolvidos no produto e identificação dos parâmetros chave do produto:– Matrizes de Decisão
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• Mostrar a escolha dos melhores conceitos a partir dos modelos definidos
– Memorial de Cálculo• Estruturais• Vida útil e Confiabilidade• Previsão de Desempenho• Análise de Valor e Custo• Otimização
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