As estratégias de Engenharia Simultânea como DFM e DFA necessitam muitas vezes de especificações e tolerâncias para expressar as reais funções e necessidades de seus componentes. Como possíveis ferramentas de apoio e complemento à implementação ao método DFMA, poderá ser utilizada durante o desenvolvimento do estudo a Matriz Morfológica e a Engenharia Dimensional.
2.4.1 Matriz Morfológica
O DFMA em muitas oportunidades pode ser utilizado juntamente com outras ferramentas, a Matriz Morfológica é uma ferramenta que em muitos casos apoia o PDP ou processo de desenvolvimento de produtos e possivelmente possa apoiar também o DFMA.
Essa ferramenta, geralmente é utilizada nas fases iniciais do projeto, fases que contemplam basicamente a conceituação dos projetos e que funcionam como um guia inicial que ajuda nas definições iniciais, comtemplando pontos como: funções principais do produto ou equipamento no caso do presente trabalho, definições de materiais, formas geométricas, dentre outros.
A matriz morfológica é uma forma de geração de ideias que foi utilizada primeiramente por Fritz Zwicky, essa técnica basicamente auxilia a criatividade e aumenta a possibilidade de combinações necessária em um trabalho criativo. Essa metodologia cruza componentes de um problema tentando atingir uma melhor solução. Geralmente através desse procedimento chega-se a uma solução genérica, isto é, uma combinação das soluções possíveis apresentadas através da matriz morfológica (PRICKEN, 2009; OSTERTAG, OSTERTAGOVA e HUÑADY, 2012).
Conforme apresentado no trabalho de Zavadil et al. (2014) a matriz morfológica, nada mais é que uma tabela com a primeira coluna vertical contendo as funções e características que
são necessárias para a resolução de um problema e ainda leva nas linhas horizontais possíveis soluções para resolver o problema. As figuras 9 e 10, retiradas do livro Pricken (2009), exemplificam de maneira sucinta e muito consistente a utilização dessa metodologia na criação de um logotipo, para um festival de música, essa metodologia é bastante empregada também na concepção de produtos, conforme apresentado no trabalho dos autores (ZAVADIL et al. 2014).
Figura 9 - Representação da matriz morfológica
Fonte: Pricken (2009).
Figura 10 - Representação da solução encontrada
2.4.2 Engenharia Dimensional
Os conceitos da engenharia dimensional podem trazer ao DFMA uma contribuição a mais, já que a engenharia dimensional é área da engenharia que cuida das especificações geométricas dos componentes considerando aspectos como estética, função, segurança e compromete-se a atingir custos mínimos de produção (SOUSA, WANDECK e SILVA, 2003; COGORNO, 2006; STOCO, SANTOS, et al., 2016).
Usualmente a engenheira dimensional utiliza-se das tolerâncias para determinar as especificações necessárias a um produto. As especificações ótimas dessas tolerâncias normalmente vêm apoiadas da utilização de duas principais ferramentas. A primeira delas é uma linguagem para a inserção de tolerâncias chamada de GD&T ou Geometric Dimensioning and Tolerancing. Já a segunda ferramenta é o emprego de artifícios computacionais chamados de CAT ou Computer Aided Tolerancing, que auxiliam na especificação de tolerâncias através de cálculos matemáticos capazes de resolver e simular erros de montagem e incompatibilidades presentes nas tolerâncias (SOUSA, WANDECK e SILVA, 2003).
Para Fanha (2011), o GD&T é um artifício do design utilizada para incluir símbolos, regras, convenções para aplicação de tolerâncias geométrica. A principal característica que difere essa metodologia do sistema de dimensionamento cartesiano, é o sistema de referência utilizado para aplicar cotas e informações, no GD&T essas informações são colocadas de forma estratégica e visam especificar um produto através de uma referência realmente importante na montagem de um componente. A figura 11 ilustra a diferença entre as metodologias.
Figura 11 - Representação do Sistema Cartesiano e GD&T
Segundo Cogorno (2006) e Fanha (2011), o GD&T deve ser implementado quando necessita-se atingir os requisitos:
a) Necessita-se apresentar claramente o sistema de coordenadas de um componente; b) As peças possuem características críticas de funcionalidade;
c) Pretende-se diminuir a quantidade de peças descartadas por falhas da metrologia; d) Pretende-se diminuir a quantidade de modificações nos desenhos;
e) Utilizam-se equipamentos automáticos; f) Deseja-se aumentar a produtividade;
g) Quando deseja-se diminuir a quantidade de informações presentes nos desenhos.
Ainda segundo os autores mencionados nessa seção, os principais benefícios ocasionados pela utilização do GD&T, são:
a) Maior campo de tolerância, cerca de 57%;
b) Redução de custos devido ao aumento de aprovação de componentes;
c) Facilidade na interpretação de características e controles que serão utilizados; d) Desenhos mais claros com menos dúvidas na interpretação.
Sobre a simulação computacional de tolerâncias ou Computer Aided Tolerancing, pode se dizer que, a técnica utiliza é a simulação de Monte Carlo, que auxilia na definição de tolerâncias ótimas, que viabilizam a obtenção do nível de qualidade necessária. Esse tipo de simulação é considerado muito robusto, pois simula a condição de montagem inúmeras vezes, alternando diversas variáveis segundo uma distribuição pré-definida (SOUSA, WANDECK e SILVA, 2003).
Após o estudo de conceitos realizado no presente capítulo, o qual visou detalhar e apresentar as peculiaridades do método DFMA, será apresentado pelo capítulo 3 o método estudado para a implementação do DFMA no contexto de construção de equipamentos, isto é, na concepção de máquinas industriais.
3 MÉTODO
Nesta seção é descrito o método de intervenção do projeto tendo por base fundamentos científicos. Pode-se descrever as ciências como procedimentos que utilizam métodos científicos. Entretanto, nem todos os trabalhos que utilizam esses métodos podem ser apontados como ciências, logo os métodos científicos não são exclusivamente utilizados pela ciência, porém não se considera ciências aquilo que é alcançado sem o apoio de métodos científicos (MARCONI e LAKATOS, 2017).
Para Marconi e Lakatos (2017) e Christovam (2017), o método pode ser definido como uma forma de proceder em um caminho empregando um grupo de atividades sistemáticas e racionais, que permitem gerar conhecimento válidos e verdadeiros auxiliando nas decisões de um cientista ou do pesquisador na empresa de forma econômica e segura.
Nesta seção do trabalho, está apresentado todo o procedimento metodológico utilizado para a aplicação e execução do estudo, evidenciando os passos e as fases realizadas durante toda a construção do estudo, visando esclarecer qual é o real objetivo do projeto. Além disso, nessa seção estão apresentados o local, os instrumentos de pesquisa, as opções metodológicas, a coleta e análise de dados e ainda as fases que qualificam o desenvolvimento do projeto no ambiente da empresa.