Do apresentado neste capítulo e no anterior, identifica-se facilmente diversas ligações e semelhanças entre a AP e outros métodos e metodologias apresentados. Alguns autores têm tentado criar uma estrutura que englobe as suas particularidades numa metodologia geral de Projecto.
O processo de desenvolvimento de um projecto engloba quatro fases: recolha de informação e análise (coligir); criar; construir; produzir [2.26]. Nas quatro grandes fases propostas podem ser justapostas as etapas de diversos métodos de Projecto, aplicando-se o QFD na primeira fase, o TRIZ na segunda, a AV na fase de construção e, nas terceira e quarta fases o Projecto robusto, para a fase de produção. Vários autores têm proposto, de modo intuitivo, que a recolha de informação e análise seja efectuada com QFD, a geração de conceitos de projecto com TRIZ e a optimização de parâmetros com as técnicas de
Projecto Robusto de Taguchi. Claro que existem sempre dificuldades metodológicas e de aplicação da integração destes métodos na realidade de uma empresa.
Allan L. Dickinson (2006) propõe uma integração de métodos, com o objectivo de obtenção de produtos sem falhas, que vão ao encontro das necessidades dos clientes. Este objectivo tem sido descrito pelo acrónimo DFSS (Design for Six Sigma), com metodologias diversas. O DFSS inclue métodos conhecidos, que respondem a todas as fases de um produto, desde a identificação das necessidades dos clientes à entrega do produto ou serviço que satisfaça totalmente o cliente. A estrutura do DFSS não é completamente consensual, podendo ser considerada nas fases de identificação, definição, desenvolvimento, optimização e verificação [2.27]. O QFD é integrado na fase de definição, a AP e a teoria de Pugh na fase de desenvolvimento e o PR de Taguchi como elemento de base na fase de optimização.
Outra abordagem similar é proposta por George E. Dieter (2000) [2.28], que integra os capítulos do seu livro em oito fases de desenvolvimento do produto. Estas são correspondentes à definição do problema, onde integra o QFD; obtenção de informação; levantamento de concepções, utilizando nomeadamente as técnicas de brainstorming; avaliação das concepções, onde inclui o método Pugh, Triz e AP; arquitectura de produto; projecto de configuração, utilizando nomeadamente a simulação; projecto de parâmetros com a utilização dos métodos de Taguchi e de análise de falhas; e projecto de detalhe, onde são definidas as especificações e telas de construção.
Todas estas abordagens utilizam métodos e metodologias comprovadas, integradas de modo intuitivo, num manifesto bom senso de utilização das melhores características de cada.
No entanto, a AP pode fornecer um quadro geral para a integração de todos os diversos métodos pela utilização dos vários domínios e do processo de mapeamento entre eles. Este processo de desenvolvimento, previsto na AP, foi proposto na década de 1990 sob a designação de engenharia concorrente. As fases de projecto de produto e projecto de fabrico são desenvolvidas transversalmente ao longo dos diversos domínios [2.29]. Com base nas conclusões a que chegámos no Capítulo 1, parece preferível, em termos de Ciência do Projecto, vir a desenvolver a AP numa tentativa de integrar diversos dos métodos e metodologias existentes.
2.8 Resumo e Conclusões
Neste capítulo, apresentou-se a AP, as suas recentes evoluções e as interacções com outros métodos e metodologias.
A AP propõe o desenvolvimento de um produto simultaneamente em quatro domínios: o das necessidades do cliente, o dos requisitos funcionais, o dos parâmetros de projecto e o das variáveis de processo. O Projecto, entendido neste contexto como Projecto de produto, é o processo de mapeamento entre os domínios funcional e físico. O primeiro descreve “o que se pretende obter”, ou seja, os requisitos funcionais (RF); o segundo “como se obtêm” fisicamente, ou, os parâmetros físicos de projecto (PP). A relação entre ambos é descrita pela equação
{ }
RF =[A] PP , sendo A a matriz de projecto. ⋅{ }
A AP tem dois axiomas. Estes estabelecem que um projecto correcto tem independência entre requisitos funcionais e apresenta a informação mínima necessária ao funcionamento do sistema. A informação será nula se o funcionamento do sistema ocorrer sempre nos limites especificados em projecto. Num projecto independente a matriz A é diagonal; se a matriz for triangular inferior ou superior o projecto é desacoplável e terá de haver uma sequência própria de ajuste de PP; nos restantes casos, o projecto é acoplado. Um projecto deve ser preferencialmente independente, ou eventualmente desacoplável.
Para as mesmas tolerâncias de RFs, um projecto independente tem tolerâncias superiores a nível de PPs, do que um projecto desacoplado ou acoplado. Geralmente, num projecto acoplado a dependência entre as tolerâncias dos PPs, obriga à escolha de peças de fabrico dependentes umas das outras. Como consequência, a informação necessária a um projecto acoplado será geralmente superior à de um projecto independente.
A informação fornece uma medida da complexidade real do sistema.
A determinação da informação necessita da função densidade de probabilidade do sistema no domínio funcional. Face à dificuldade de determinação desta função, propõe-se a utilização de conjuntos vagos para a obtenção de uma função de pertença (f.p.) do sistema, a partir de uma regra de implicação entre os PPs e os RFs.
Existem diversas relações entre a AP e métodos de Projecto de aceitação generalizada: em muitas aplicações, alguns dos teoremas e corolários da AP são semelhantes às soluções inventivas do TRIZ; existem semelhanças formais de manipulação entre as matrizes DSM e as matrizes de projecto da AP; a abordagem funcional é comum ao QFD e à AV; a minimização da informação é um conceito análogo à redução da relação sinal ruído do Projecto robusto de Taguchi.
Assim, propõe-se que a AP possa fornecer um quadro geral de desenvolvimento e de integração das diversas teorias de Projecto.
2.9 Contributos, Opinião e Prosseguimento
São contributos deste capítulo a apresentação da Teoria Axiomática de Projecto e seus desenvolvimentos recentes.
Esta teoria permite comparar ideias de soluções para equipamentos e sistemas. Para isso fornece critérios de escolha e de classificação dessas ideias, com uma base axiomática. Esta base permite o desenvolvimento lógico de um quadro de regras, de conclusões e de conceitos, que pode ser expandida para outros domínios que caracterizem os diversos espaços de desenvolvimento de um produto.
Esta pode ser uma linha de investigação a desenvolver: integrar na AP todos os diversos métodos de Projecto, de produto e de processo. Será eventualmente possível associar todos os métodos existentes, desde os das áreas de Marketing, a montante, até aos das áreas comerciais, mais a jusante.
A AP foi diversas vezes comprovada em aplicações de Engenharia. Os trabalhos que temos desenvolvido constituem as primeiras aplicações desta teoria aos sistemas de climatização.
Entretanto tem havido um crescente interesse na aplicação da AP a outras áreas. No livro Complexity, Theory and Applications (2005), Suh aplica o conceito de complexidade a sistemas biológicos e a situações sociopolíticas e económicas. Nomeadamente na área socioeconómica existe um largo campo de aplicação.
Capítulo 3
3
Funções em Climatização
“Many people think that air quality is merely a list of components of the air. (…) The author suggests that the definition of air quality that is common in other fields be used: quality is the extend to which human requirements are met”.
Ole Fanger, 1989
3.1 Introdução
No capítulo anterior foi apresentada a Teoria Axiomática e suas relações com outras metodologias e métodos. Segundo esta teoria, o Projecto é um mapeamento entre o domínio funcional e o domínio físico, executado em ziguezague a partir das funções do nível mais elevado e correspondentes parâmetros físicos. O processo é desenvolvido em ambos os domínios, nos quais as funções e parâmetros são decompostos para criar uma estrutura hierárquica. Para um conjunto de funções definidas a níveis mais elevados existe uma multiplicidade de soluções físicas de projecto.
Neste capítulo, pretende apresentar-se de forma sucinta o conjunto de requisitos funcionais dos sistemas de Climatização, na óptica do utilizador, baseados em normas e códigos. Transfere-se para estes documentos as decisões de mapeamento de nível elevado entre o domínio do cliente e o domínio funcional, e evita definir-se quem é o cliente de um sistema de Climatização. Saber se o cliente do sistema é o utilizador ou o investidor, e estimar o seu perfil, é o principal problema em Projecto. Este problema só é ultrapassado quando as normas aplicáveis, indispensáveis para a boa prossecução dos projectos, são referenciadas em lei.
Descreve-se, nos parágrafos seguintes, as normas Europeias (EN) e as dos Estados Unidos (ANSI/ASHRAE1) relativas ao conforto térmico e à qualidade do ar. São estes os
temas de destaque da bibliografia técnica de climatização. Na primeira secção é abordado o conforto térmico, historicamente a primeira razão dos sistemas de Climatização. São apresentados dois modelos de conforto térmico, um baseado no balanço térmico do corpo humano e outro baseado na sua capacidade adaptativa. O primeiro, proposto por Fanger, foi incorporado na norma ISO 7730 e, posteriormente, na norma americana ASHRAE 55. O
adaptativo, proposto por Humphreys, é aplicável utilizando a norma ASHRAE 55, tendo uma breve referência na norma ISO 7730.
Seguidamente, é apresentada uma secção dedicada à qualidade do ar. O desiderato da qualidade ao ar nos edifícios surgiu após a ocorrência de graves problemas de saúde em edifícios estanques e mal ventilados. Foi tratado nas sucessivas reformulações da ASHRAE 62 e mais recentemente na EN 13779.
O ruído e a iluminação no ambiente interior são também referidos, ainda que de modo menos aprofundado.
Após apresentação dos requisitos a que as instalações devem obedecer, refere-se o conhecimento necessário à definição dos requisitos funcionais da generalidade dos sistemas de Climatização. O mapeamento entre requisitos funcionais e parâmetros de projecto é apontado até ao segundo nível no parágrafo 3.6. Este mapeamento é a base de desenvolvimento dos sistemas de Climatização descritos no Capítulo 4.