Trabalho OEE CAD

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
CAD: PROJETO AUXILIADO POR COMPUTADOR
Disciplina: Organização de Empresas e Estratégia 
Alunos: 	Matheus Peres Yoneda		R.A.: 67958 
Rafael Souza			R.A.: 80432
Willian Augusto Passeri 		R.A.: 77001
	 	Vinícius Ragazzi de Moraes 	R.A.:78530 
Professor: João Batista Sarmento dos Santos Neto
MARINGÁ
PARANÁ – BRASIL
2013
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	3
2. REVISÃO DE LITERATURA 	3
2.1 Definição	3
2.1.1 História	4
2.1.2 CAD (Computer Aided Design)	7
 2.1.2.1 CAD – Versão curta	7
 2.1.2.2 CAD – Versão longa	7
2.1.3 Tipos de CAD	8
3. ASPECTOS GERAIS	9
3.1 Vantagens	9
3.2 Desvantagens	10
3.3 Descrição dos tipos de sistema (2D e 3D)	11
 3.3.1 Sistemas 2D	11
 3.3.2 Sistemas 3D	12
4. APLICAÇÕES	13
5. FUNCIONALIDADES	14
6. EXEMPLOS	15
7. CONCLUSÃO	16
8. REFERÊNCIAS	17
INTRODUÇÃO
Nos últimos anos o desenvolvimento da informática, sua ampliação e popularização na capacidade de processamento, ocorrida com grande intensidade, tornaram os sistemas de apoio computacional ao projeto (CAD) uma ferramenta comum para criação de novos produtos. A busca por um design diferenciado no desenvolvimento de um produto torna-o mais importante. O processamento de imagens, a visualização e a criação de dados 3D em computadores mudou o método de trabalho em vários setores. A possibilidade de visualizar e manipular, interativamente, modelos virtuais e imagens permite a compreensão e análise de enorme quantidade de informação de natureza espacial, com altíssima eficiência, ampliando a capacidade humana de raciocinar e se comunicar visualmente. 
Com isso, o mundo se tornou bastante competitivo e globalizado, de modo que apenas a redução de preço e as inovações tecnológicas em um produto, não são suficientes para se destacar no mercado e cair nas graças dos consumidores. Faz-se necessário hoje também investir em estilo e designer, função e beleza, ou seja, investir em originalidade para atender a consumidores que estão cada vez mais exigentes. É para isso que o CAD auxilia as empresa, na inovação de seus produtos, na conquista de mercado e no caminho rumo a sucesso.
REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Definição
O CAD junto com o CAE, CAM, CAI, e CAPP compõem o mundo de sistemas informáticos CA”x”, onde o “x” representa uma destas especializações (desenho, manufatura, engenharia, inspeção, e planejamento de processo).
Fig 1: Ligação Entre CAD e os demais Software.
Sistemas CAD, do inglês Computer-Aided Design (Desenho ou Projeto Assistido por Computador), é o nome genérico dos sistemas computacionais utilizados pela engenharia, geologia, arquitetura, e design industrial para executar projetos e desenhos técnicos.
A forma de projetar sofreu mudanças na ultima década graças ao CAD. A presença destes softwares, no ciclo tradicional de desenvolvimento de projeto (projetar– construir – testar – otimizar), fez com que este fosse substituído por outro composto(elaborar o modelo 3D, validar o modelo, prototipagem virtual, prototipagem rápida) (NAVEIRO & FILHO, 2010).
2.1.1 História
Até meados da segunda metade do século XX, a forma disponível para lidar com o tridimensional era a construção de protótipos e maquetes em escala do objeto, ou bidimensionalmente, através de desenhos e croquis em perspectivas e desenhos técnicos, que avançaram muito devido ao desenvolvimento da matemática e da geometria espacial. Um exemplo disto é a da construção naval, que sempre exigiu conhecimentos apurados em geometria descritiva e de desenho.
A partir dos anos 40, face ao rápido desenvolvimento das indústrias de bens de consumo, automobilística e aeronáutica, o processo de desenvolvimento dos projetos começou a se mostrar muito lento. Operações simples como ampliação de um desenho, cópias, correções, cotagem de dimensões, entre outros, levavam dias para serem executadas, pois eram feitas manualmente. Nestas indústrias (principalmente na automobilística e aeronáutica), a computação gráfica aplicada aos projetos pode, na sua primeira fase, simplificar as rotinas mecânicas do desenho e da expressão gráfica, através de softwares de desenho 2D. Esta primeira fase se iniciou nos primeiros anos da década de 1950, quando apareceram os primeiros terminais gráficos e impressoras, permitindo o surgimento das aplicações de computadores no auxilio à engenharia.
A segunda fase é marcada pela modelagem tridimensional, e teve origem a partir de 1962 com os primeiros trabalhos gráficos em três dimensões, voltados para a visualização da forma. Sua principal vantagem, entretanto, se revelou na terceira fase, que corresponde à simulação da construção do objeto e a rediscussão das ideais do projeto. Nesta, os elementos virtuais podem agregar informações construtivas como o peso, a especificação, o consumo, os custos e o tempo de execução, dados valiosíssimos para as decisões projetuais, e isto se generalizou apenas nos primeiros anos da década de 1990. (SOARES, 2003)
Com a evolução da capacidade de processamento, aliada ao aparecimento de softwares cada vez mais complexos, deu-se finalmente o acesso pleno ao mundo da virtualidade. Este mundo nos permite simular sobre diversos aspectos as características formais, comportamentais e descritivas do objeto tridimensional nele construído. Hoje, essa terceira fase já está largamente difundida, e se expande cada vez mais, graças à Internet e seus avanços. 
Figura 2: Fases do desenvolvimento.
Assim, verifica-se atualmente que ambos os designers de produto e engenheiros estão utilizando ferramentas de modelagem tridimensional, tanto para fornecer aos clientes uma visão realista da configuração final que assumirá o produto, quanto para demonstrar suas características dimensionais e operacionais de maneira mais eficiente e prática. Por meio dos recursos como a prototipagem virtual, onde hoje é possível criar ambientes virtuais para que se interaja com o objeto, antes mesmo de sua construção em um modelo físico.
Isto porque, a melhor forma de transmissão de uma ideia se faz pela sua representação gráfica através da imagem. Para isso, precisamos de um suporte físico, que historicamente sempre foi o papel e a tela do pintor. O desenho é apenas uma representação ou projeção sobre uma superfície bidimensional, onde a geometria, o rebatimento de pontos e a perspectiva podem tornar essa representação em uma ilusão perfeita de um objeto tridimensional. Mesmo a fotografia, que surgiu no século XIX e fez muitos imaginarem que o desenho e a pintura perderiam importância, também é uma imagem estática sobre uma superfície bidimensional, passando a ilusão de tridimensionalidade.
A computação gráfica quando representada na tela do computador, ainda mantêm as características de uma imagem criada, para ser uma representação tridimensional de um objeto em um plano bidimensional. Entretanto, diferente de qualquer imagem estática, ela nos permite interagir com esse objeto em tempo real, e indo mais além, permite simular a existência deste objeto em um mundo virtual, simulando suas características formais, comportamentais e estruturais, além de agregar e calcular dados como peso, volume, resistência, e etc. Nos últimos anos têm surgido tecnologias que começam a superar a tela do computador, projetando o objeto holograficamente no espaço. O que sem dúvida revolucionará a força de representação de um objeto.
Essas funções, atribuídas às formas de representação, estão vinculadas à própria atividade de concepção, através da interação entre a representação e aos processos cognitivos, para a sua interpretação. (NAVEIRO, 2010)
2.1.2.CAD (Computer Aided Design)
2.1.2.1.CAD - Versão curta
Projeto assistido por computador é um termo geral utilizado para cobrir os programas de computador que ajudam com que a engenharia, arquitetura, designer dentre outros.
 Alguns dos mais populares ​​pacotes 3D, AutoCAD, Maya, Profesional Engineer (vulgarmente conhecida
como E Pro), Rhino e Solid Works. 
2.1.2.2.CAD - versão longa
Desenho auxiliado por computador (CAD) é o uso da tecnologia de computador para o design de objetos, reais ou virtuais. CAD geralmente envolve mais do que apenas as formas. Como no manual de elaboração de desenhos técnicos e de engenharia, a produção de CAD, muitas vezes tem de transmitir também a informação simbólica, tais como materiais, processos, dimensões e tolerâncias, de acordo com convenções específicas do aplicativo. CAD é uma arte industrial importante usado extensivamente em muitas aplicações, incluindo a construção naval, automotivo e aeroespacial, desenho industrial e arquitetura, próteses, e muitos mais. CAD também é amplamente usado para produzir animação por computador para efeitos especiais em filmes, publicidade e manuais técnicos. A onipresença moderna e potência dos computadores significa que mesmo frascos de perfume e embalagens shampoo são projetados usando técnicas inédito de construtores navais de 1960. Por causa de sua enorme importância económica, o CAD tem sido uma força motriz para a investigação em geometria computacional, computação gráfica (hardware e software) de geometria diferencial, e discreta.
2.1.3.	Tipos de CAD
Quando se trata de desenho auxiliado (CAD), um mesmo tamanho não serve para todos os fins Programas CAD variam de acordo com a forma como o desenho é plotado, bem como com que tipo de desenho, seja mecânico, arquitetônico, civil ou outro.
Bidimensional: O programa de desenho auxiliado bidimensional é o tipo mais básico de CAD. O designer cria desenhos traçando ao longo dos eixos X e Y. Tais desenhos não possuem a profundidade, sendo exibidos somente pelos seus contornos.
2 1/2 Dimensional: Permite criar desenhos pseudo-tridimensionais. Isso geralmente é feito através da projeção isométrica para criar uma falsa sensação de profundidade. Nele os projetos ainda terão uma qualidade de borda-linha para eles (isto é, composto inteiramente de linhas), sem figuras de modelagem sólida ou superfícies verdadeiras.
Tridimensional: O projeto tem a verdadeira profundidade, permitindo que se possa racioná-lo 360° em torno de três eixos diferentes.
Profissão específica: Empresas fazem programas específicos para cada uso pelos autores que trabalham em determinadas profissões. Por exemplo, a Autodesk, a criadora do AutoCAD, faz um AutoCAD especial para a arquitetura e engenharia civil. Estes programas permitem aos profissionais fazerem mais facilmente o seu trabalho, incorporando e racionalização funções que seriam irrelevantes ou incômodas em um pacote mais geral. Por exemplo, programas arquitetônicos CAD incluem funções como a de levantar paredes, e programas de engenharia civil incluem ferramentas para levantamento e plotagem de rodovias trevo.
 ASPECTOS GERAIS
Vantagens:
São muitas as razões para se instalar um sistema computacional para auxílio de projeto, entre elas estão: 
– Para aumentar a capacidade do projetista/engenheiro: conseguido pela ajuda ao projetista a visualizar o produto, seus subsistemas e peças; pela redução do tempo necessário para sintetizar, analisar e documentar o projeto. O aumento de produtividade traduz-se não somente em custos mais baixos de projeto, mas também em prazos menores para sua conclusão; 
– Para melhorar a qualidade do projeto: Um sistema CAD permite análises de engenharia mais completas (da concepção ao dimensionamento final do produto) e propicia um número maior de alternativas para serem investigadas, em pouco tempo. Erros dimensionais de projeto são reduzidos. Esses fatores combinados levam a um projeto melhor; 
– Para melhorar a qualidade de comunicação: o uso de sistema CAD fornece fmelhores desenhos de engenharia, maior padronização nos detalhes, melhor documentação do projeto, menos erros dimensionais e maior clareza de detalhes. Sem dúvida esses fatores contribuem para uma melhor comunicação entre os utilizadores dos serviços da engenharia de produto; 
– Para criar banco de dados para Manufatura: No processo de criação de um produto em CAD, automaticamente é gerado um banco de dados com informações geométricas que alimentam um futuro programador C.N. Também na geração de documentação do projeto do produto (especificação de materiais, lista de componentes, dimensões do produto, notas de desenho, número da peças) também fornecem um banco de dados para atividades de suporte em produção tais como: CAP (Computer Aided Planning) e MRP (Material Requesting Planning). O sistema CAD, bem implantado, pode aumentar significativamente a produtividade do departamento de projetos, através da implantação de vários tipos de técnicas complementares: 
– Personalização do CAD, transformando rotinas do dia a dia de trabalho, em formas práticas de utilização; 
– CAE, simulações e cálculos feitos a partir do desenho de uma peça; 
– CAM, integração computador com a máquina de comando numérico.
Desvantagens:
As desvantagens são poucas, embora consideráveis: 
– Custo associado à aquisição do Software: 
 	Existem no mercado diversas soluções, algumas econômicas, outras nem tanto. O custo vai depender das necessidades específicas do interessado. 
– Custo associado à aquisição do Hardware específico que estas aplicações requerem:
Normalmente estão associados a estas aplicações máquinas com características especiais, como por exemplo: 
• Grande velocidade de processamento; 
• Placas gráficas com bastante memória e velocidade de processamento elevada; 
• Monitor mínimo recomendado de 17 polegadas. 
– Custo associado à formação de utilizadores: 
	Apesar de já existirem bastantes centros de formação, os preços relativos á formação necessária ainda não são totalmente acessíveis. A quantidade/qualidade dos cursos necessários depende, obviamente, das necessidades específicas do departamento de Projeto de cada empresa.
Descrição dos tipos de sistema (2D e 3D):
Sistemas 2D 
Uma das vantagens de se usar CAD 2D é a rápida formação de profissionais, geralmente habituados a projetar em pranchas comuns. Mas a sua utilização é limitada e corre-se o risco de transformar o sistema em uma simples “prancheta eletrônica”, pouco mais produtiva que pranchas comuns. Para algumas aplicações a representação 2D é suficiente, como por exemplo em projetos de esquemas elétricos, hidráulicos, circuitos e placas eletrônicas, onde não há necessidade de informações volumétricas. Também na criação de vários tipos de esboços, para suportar a produção, por exemplo, o CAD 2D é mais apropriado. Neste caso ele deve trabalhar em conjunto com um sistema CAPP, que seria responsável pela geração dos dados representados no esboço.
No projeto mecânico tem-se utilizado a representação 2D para o desenvolvimento de desenhos de conjunto, pois são mais facilmente alterados. Nessa fase emprega-se grande número de peças normatizadas, que são incluídas no desenho de forma interativa, o que aumenta a produtividade e facilita esta atividade. Empresas do setor mecânico de pequeno e médio porte preferem utilizar sistemas 2D, pois além do menor custo de aquisição e formação de seus funcionários, esses sistemas exigem máquinas menos potentes. 
Entretanto, existe hoje no mercado uma série de sistemas 3D que se propõem a preencher essa lacuna. O grande retorno da utilização de CAD 2D está na reutilização das informações, uma vez que é bem mais fácil recuperar e modificar um desenho eletrônico, do que um desenho realizado de forma convencional. 
Sistemas 3D 
A modelação 3D apresenta as dificuldades que são próprias do processo de desenho, pois o projetista é obrigado a considerar as três dimensões simultaneamente. Em alguns casos, a utilização do modelo 3D é imprescindível, como, por exemplo, na aplicação de análises por elementos finitos para verificação de tensões, escoamento, temperatura, entre outros. E ainda quando há a necessidade de se calcular o volume, propriedades de massa, o eixo de inércia e verificação de interferências.
Uma grande vantagem é que os sistemas
CAD podem ser integrados com softwares para análise cinemática de mecanismos, prototipagem rápida, CAM e outros. Assim, a Engenharia Virtual realiza-se de maneira mais rápida e automática, com menor interferência do usuário. Ainda, atividades como modificações de desenhos, análises de engenharia, simulações, fabricação de protótipos, programação de máquina CNC e documentação técnica, podem ser desenvolvidas simultaneamente por diversos departamentos da empresa se estiverem compartilhando uma única base de dados referente ao projeto.
Por fim, o conceito de protótipo virtual simulado em computador busca reduzir o número de protótipos físicos a serem construídos para efeito de visualização, testes funcionais, verificação e validação do projeto. Além disto, sistemas de prototipagem rápida permitem que complexos modelos de CAD sejam fabricados em poucas horas, dentro da própria empresa ou por um prestados de serviços. Por conseguinte, o custo e o tempo total de desenvolvimento do produto são drasticamente diminuídos.
APLICAÇÕES
	A seguir, estão descritas algumas áreas e exemplos da aplicabilidade de sistemas CAD:
- Aeroespacial:
	- Testes de estrutura e projeto hidráulico;
- Arquitetura:
	- Plantas, elevações, perspectivas, elétrica e hidráulica;
- Automotivo:
	- Projeto de carroceria e parte elétrica;
- Elétrico:
	- Esquemas e diagramas de conexão;
- Eletrônico:
	- Placa de circuito impresso e projeto de circuitos integrados;
- Hidráulica:
	- Esquemas hidráulicos, diagramas isométricos e planejamento de processos;
- Mecânica:
	- Projeto de máquinas, processos, layout, projeto de ferramentas e acessórios.
FUNCIONALIDADES
	
O sistema de CAD é empregado nas atividades de desenvolvimento de produto e projeto. O CAD tem por objetivo auxiliar no desenho e modelagem de peças pela interação com o computador em que são definidas todas as informações geométricas necessárias para a manufatura.
	Atualmente são desenvolvidos sistemas de CAD para diversas aplicações de arquitetura, engenharia e design. Existem também, sistemas CAD para cada subárea de aplicação, como os módulos específicos para modelagem de chapas, de tubulações, circuitos elétricos, modelamento de formas complexas, desenhos 2D, entre outras aplicações.
	A classificação dos sistemas CAD dá-se conforme sua possibilidade de aplicação. Isto envolve fatores relacionados ao custo e à capacidade de representação geométrica destes sistemas. Esta classificação auxilia as empresas ao adquirir o sistema mais eficiente para a aplicação desejada.
	Essa classificação é dividida em três categorias: sistemas CAD de pequeno, médio e grande porte. Os sistemas CAD de pequeno porte correspondem aos softwares CAD utilizados para representas objetos e formas geométricas em duas dimensões tais como retas, círculos e curvas, para a representação gráfica.
	Nos sistemas CAD de médio porte, a principal característica é a representação geométrica em três dimensões. Esta classe de software pode gerar objetos com informações superficiais e características mecânicas como o centro de gravidade e volume.
	Um sistema CAD tridimensional pode auxiliar em diferentes etapas de projeto, como na concepção, na análise dos componentes e montagens, centro de massa e gravidade entre outros, representando uma potente e indispensável ferramenta, e pode ser responsável por várias funções como o modelamento tridimensional, análise de formas geométricas para manufatura, análise de interferências em peças e conjuntos-montados, definição de volume e centro de massa do produto, geração de desenhos em duas dimensões com cotas e dimensionamentos, análise de suavidade de continuidade entre superfícies e, por fim, o gerenciamento do projeto.
	Os sistemas CAD de grande porte foram desenvolvidos e utilizados por grandes corporações. Estes sistemas são compostos por vários módulos dentro do mesmo software. Os módulos podem envolver outros sistemas computacionais de análises e auxílio na concepção do projeto. Esta categoria de sistema CAD engloba todas as características apresentadas até o momento.
EXEMPLOS
 
 
 
CONCLUSÃO
O raciocínio seletivo, a capacidade de julgamento, experiências e os conhecimento técnicos de um engenheiro jamais virão a ser substituídos por sistemas avançados de simulação digital, uma vez que essa somente terá valor prático se for bem representada e seus resultados interpretados adequadamente.
Os softwares de CAD permitem desenvolver aplicações próprias, de forma a acelerar e automatizar os seu processos de trabalho em várias linguagens de programação, o que se traduz numa mais-valia em termos de projeto. Esses sistemas podem ser integrados com softwares para análise cinemática de mecanismos, prototipagem rápida, CAM e outros. Então a Engenharia Virtual realiza-se de maneira mais rápida e automática, com menor interferência do usuário. Através dele, atividades como modificações de desenhos, análises de engenharia, simulações, fabricação de protótipos, programação de máquina CNC e documentação técnica pode ser desenvolvidas simultaneamente por diversos departamentos da empresa, se estiverem compartilhando um única base de dados referente ao projeto.
O conceito de protótipo virtual simulado em computador busca reduzir o número de protótipos físicos a serem construídos para efeito de visualização, testes funcionais, verificação e validação do projeto. Além disso, sistemas de prototipagem rápida permitem que modelos complexos de CAD sejam fabricados em poucas horas, dentro da própria empresa ou por um prestador de serviços. Por conseguinte, o custo e o tempo total de desenvolvimento do produto são drasticamente diminuídos.
REFERÊNCIAS 
http://www.oficinadanet.com.br/artigo/480/computer-aided_design_cad
Visitado em 13-05-2013	às	13h.
		http://www.plm.automation.siemens.com/pt_br/plm/cad.shtml
		Visitado em 13-05-2013 	às	13:45h
		http://www.dei.isep.ipp.pt/~paf/proj/Julho2003/CAD_CAE_CAM_CIM.pdf
		Visitado em 14-05-2013 	às	15:30h