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Consiste no projeto mecânico, óptico, térmico etc. do equipamento.
Segundo HORIKAWA (2000) um projeto mecânico é determinado pela definição da forma geométrica do sistema e de seus componentes e do material a ser empregado em cada um. A forma geomátrica implica em aspectos macroscópicos como comprimento, altura, largura etc., e microscópicos como rugosidade e acabamento superficial. BOOTHROYD (1994) indica que para que um projeto seja pensado de maneira a minimizar os custos de manufatura, a escolha dos materiais a serem utilizados deve ser norteada pela análise de sua compatibilidade com os processos de manufatura conhecidos pela empresa e disponíveis no mercado.
O projeto da engenharia básica do produto se aplica aos produtos cuja existência já ocorra enquanto equipamento mecânico, térmico, óptico etc. e que o projeto consista na aplicação de eletrônica e software para a implementação das funções existentes ou de novas funcionalidades nos mesmos.
Isso significa que a atividade se aplica, por exemplo, a um sistema de grades niveladoras inteligente que ajuste o ângulo de gradagem e demais parâmetros de aração com base no perfil do relevo. Nesse caso, a engenharia básica consiste no detalhamento da concepção das grades com os materiais, formas, features, tolerâncias e processos de fabricação daí decorrentes. Para raquetes de tênis com controle de vibração, a atividade daria conta do projeto das cordas e de sua fixação, assim como do aro da raquete com a especificação de materiais e processos desses itens. Em equipamentos ópticos isso significaria o projeto do sistema óptico com especificação de tipos de vidros, formatos das lentes e decorrentes processos de manufatura.
É uma atividade, entretanto, cujo escopo completo não se aplica a produtos que já nasceram mecatrônicos como é o caso de um mouse por exemplo. Nesse caso, a engenharia básica é resultado da combinação de componentes que são intrinsecamente mecatrônicos. Em mouse mecânico, os sensores e atuadores são desenvolvidos na atividade de projeto do sistema de controle, no qual é desenvolvido o controlador, enquanto a atividade de projeto eletrônico e de sistema de comunicação dá conta dos aspectos de implementação do controlador em hardware, transmissão de sinais e alimentação elétrica.
O projeto da estrutura mecânica de suporte funcional do produto é realizado nessa atividade. Essa estrutura diz respeito, por exemplo, às chaves termorígidas que implementam os botões de um mouse.
Isso significa que a atividade se aplica, por exemplo, a um sistema de grades niveladoras inteligente que ajuste o ângulo de gradagem e demais parâmetros de aração com base no perfil do relevo. Nesse caso, a engenharia básica consiste no detalhamento da concepção das grades com os materiais, formas, features, tolerâncias e processos de fabricação daí decorrentes. Para raquetes de tênis com controle de vibração, a atividade daria conta do projeto das cordas e de sua fixação, assim como do aro da raquete com a especificação de materiais e processos desses itens. Em equipamentos ópticos isso significaria o projeto do sistema óptico com especificação de tipos de vidros, formatos das lentes e decorrentes processos de manufatura.
É uma atividade, entretanto, cujo escopo completo não se aplica a produtos que já nasceram mecatrônicos como é o caso de um mouse por exemplo. Nesse caso, a engenharia básica é resultado da combinação de componentes que são intrinsecamente mecatrônicos. Em mouse mecânico, os sensores e atuadores são desenvolvidos na atividade de projeto do sistema de controle, no qual é desenvolvido o controlador, enquanto a atividade de projeto eletrônico e de sistema de comunicação dá conta dos aspectos de implementação do controlador em hardware, transmissão de sinais e alimentação elétrica.
O projeto da estrutura mecânica de suporte funcional do produto é realizado nessa atividade. Essa estrutura diz respeito, por exemplo, às chaves termorígidas que implementam os botões de um mouse.
Alguns projetos de engenharia básica, como o óptico e o térmico por exemplo, implicam em um processo interativo de definição de materiais, formas e dimensões, e na simulação dessas condições através de softwares de cálculo numérico no qual os modelos confeccionados na fase de projeto da concepção do produto são implementados e otimizados com base nos parâmetros definidos pelos dados de catálogo dos materiais e componentes escolhidos para implementar o projeto.
Para equipamentos com engenharia básica implementada através de projeto mecânico o cálculo numérico pode envolver análises estáticas e dinâmicas que apenas possam ser realizadas com o auxílio de ferramentas computacionais. Esse aspecto, entretanto, é tratado no MRM na atividade de “projeto estrutural”. Dentro do projeto mecânico do equipamento deve-se observar especialmente a necessidade de projetar mecanismos eminentemente mecânicos, uma vez que há situações nas quais o projeto de mecanismos mecatrônicos pode não permitir a robustez desejada do produto a um custo competitivo.
Os processos de fabricação necessários aos materiais e formas especificados devem ser estabelecidos, nesse momento, observando-se a adequação dos processos à estratégia de redes definida pela empresa. Enfim, as tolerâncias dimensionais e geométricas devem ser especificadas. Essa especificação não se trata de um projeto de tolerâncias, mas da definição das variações máximas dos itens projetados que implementem parâmetros críticos de projeto. Essas tolerâncias devem ser estabelecidas de maneira que não prejudiquem o teste funcional a ser realizado com o protótipo ALFA ao final da fase de projeto técnico.
Para equipamentos com engenharia básica implementada através de projeto mecânico o cálculo numérico pode envolver análises estáticas e dinâmicas que apenas possam ser realizadas com o auxílio de ferramentas computacionais. Esse aspecto, entretanto, é tratado no MRM na atividade de “projeto estrutural”. Dentro do projeto mecânico do equipamento deve-se observar especialmente a necessidade de projetar mecanismos eminentemente mecânicos, uma vez que há situações nas quais o projeto de mecanismos mecatrônicos pode não permitir a robustez desejada do produto a um custo competitivo.
Os processos de fabricação necessários aos materiais e formas especificados devem ser estabelecidos, nesse momento, observando-se a adequação dos processos à estratégia de redes definida pela empresa. Enfim, as tolerâncias dimensionais e geométricas devem ser especificadas. Essa especificação não se trata de um projeto de tolerâncias, mas da definição das variações máximas dos itens projetados que implementem parâmetros críticos de projeto. Essas tolerâncias devem ser estabelecidas de maneira que não prejudiquem o teste funcional a ser realizado com o protótipo ALFA ao final da fase de projeto técnico.
A atividade de projeto da engenharia básica do produto tem como insumos o plano técnico do projeto, as especificações do produto e, eventualmente, o esboço da aplicação das novas tecnologias desenvolvidas. As saídas são os desenhos de fabricação, a especificação de materiais e componentes, relatórios de simulação do produto e o projeto CAD.
A definição dos processos de manufatura a serem utilizados deve estar descrita juntamente à especificação dos materiais e componentes.
A atividade pode ser retomada caso o protótipo ALFA não cumpra as métricas estabelecidas na matriz de verificação do produto ou caso a análise realizada no gate da fase considere os resultados insatisfatórios.
