O que é projeto de engenharia?
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Henry Petroski, um conhecido engenheiro e autor, disse: “Ciência é saber; engenharia é fazer. » Os engenheiros combinam ciência, matemática, tecnologia e criatividade para criar soluções para problemas e desenvolver produtos. Ao criar projetos de ciência, os cientistas usam o método científico para coletar evidências sobre um problema. Da mesma forma, os engenheiros usam o processo de projeto de engenharia para resolver um problema ou desenvolver um produto novo ou melhor. Vamos examinar o processo de projeto de engenharia.
Processo de Projeto de Engenharia
O processo de projeto de engenharia consiste em oito etapas que o levarão desde a determinação de um problema que precisa ser resolvido até ter um produto acabado que o resolva.
Defina o problema
A primeira etapa do projeto de engenharia é definir o problema. Ao escrever uma declaração de problema, você precisará conhecer o Quem? O que? e porque? do projeto proposto. Por exemplo, » Jaimie precisa de um dispositivo para cozinhar ovos usando energia solar porque não há eletricidade. »
Pesquisa
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Uma vez que o problema tenha sido definido, o engenheiro pesquisará as soluções existentes para criar algo semelhante ou identificar problemas que precisam ser evitados. Por exemplo, ao pesquisar cozinhar com energia solar, Jaimie pode descobrir que outras pessoas tentaram cozinhar na calçada e falharam porque o concreto não conduz calor tão bem quanto outras superfícies.
Especifique os requisitos
O engenheiro determinará quais elementos serão necessários para que a solução seja bem-sucedida. Por exemplo, o fogão solar de Jaimie precisa ser capaz de focalizar os raios solares na direção dos ovos, a superfície de cozimento precisa conduzir o calor e a área de cozimento precisa ser isolada para evitar que o calor escape.
Brainstorm Solutions
A próxima etapa é fazer um brainstorming de tantas soluções quanto possível. Você precisa examinar várias alternativas antes de decidir por uma única solução. Nunca é uma boa ideia ir com a primeira coisa que vem à sua cabeça antes de olhar para outras ideias. Por exemplo, Jaimie poderia focalizar os raios do sol para cozinhar os ovos através de lentes ou espelhos. Além disso, ela poderia seguir um caminho totalmente novo e usar um fogão portátil mais tradicional e alimentá-lo por meio de painéis solares.
A etapa de brainstorming é um momento de criatividade. Para gerar muitas ideias, você pode considerar as melhores partes das soluções existentes ou criar analogias entre esse problema e outros problemas. Escreva, desenhe e dê a si mesmo tempo suficiente para ter ideias. A melhor abordagem pode levar alguns dias.
Escolha a melhor solução
Compare suas soluções com os requisitos para determinar qual atende melhor às suas necessidades. Algumas coisas que devem ser consideradas incluem custo, tempo, segurança, habilidade, recursos e estética. Se Jaimie decidisse fazer o fogão portátil movido a energia solar, seria mais versátil e capaz de cozinhar mais do que apenas ovos, mas também seria mais caro e demorado para produzir. A panela de ovo com lentes ou espelhos, por outro lado, seria muito mais barata e menor, tornando-a mais portátil, mas talvez você não consiga cozinhar muito mais do que ovos nela.
Às vezes, uma lista simples de prós e contras como esta pode ser usada para comparar ideias, mas outras vezes você precisará de uma análise mais complexa de como cada solução atende às suas necessidades.
Desenvolver e projetar
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Em seguida, o engenheiro criará desenhos, modelos, projetos ou storyboards para projetar uma solução para resultados ideais. Às vezes, isso envolve determinar quais materiais são a escolha mais prática para usar, dados os recursos disponíveis. Depois de muito pensar, Jaimie decidiu ir com a panela de ovo usando espelhos em vez do movido a energia solar para manter sua ideia original e manter o preço baixo. Agora ela fez um esboço de seu projeto e precisa decidir quanto dele precisa ser de metal e quais peças podem ser feitas de plástico para tornar os custos ainda mais baixos.
Construir um Protótipo
Às vezes, um engenheiro construirá vários protótipos de vários materiais para determinar os ajustes que precisam ser feitos antes de construir o produto final. Em geral, os protótipos são versões mais baratas do produto final, feitas a partir dos recursos disponíveis para testar o design. Neste ponto de seu projeto, Jaimie está construindo o primeiro protótipo de sua cozinheira de ovo em sua oficina. Ela pode não ter todos os espelhos de que precisa para refletores, mas se folhas de metal altamente polidas podem dar a ela características reflexivas semelhantes, ela pode usá-los agora.
Teste e redesenho
Há muitas tentativas e erros no processo de design. Normalmente, haverá várias reformulações com base nos resultados dos testes. Por exemplo, ao testar seu fogão para ovos, Jaimie pode ter descoberto que precisa de quatro espelhos para cozinhar o ovo de maneira ideal, em vez de três, ou outras pessoas que ela testou podem ter pedido que os espelhos dobrassem quando não fossem usados para fazer o fogão mais portátil.
Freqüentemente, mesmo depois que o projeto final é usado, um engenheiro continuará a aprimorar o produto. Afinal, houve 26 versões de cliente do Windows desde 1985. Sempre há espaço para melhorias!
Resumo da lição
O projeto de engenharia é o processo pelo qual os engenheiros combinam ciência, matemática, tecnologia e criatividade para criar soluções para problemas e desenvolver produtos novos e melhores. As etapas para o projeto de engenharia são:
- definindo o problema
- pesquisando soluções existentes
- especificando os requisitos do produto final
- debate
- escolhendo a melhor solução
- projetando uma solução
- construindo um protótipo
- teste e redesenho
A parte de teste e redesenho geralmente requer muitos ciclos para desenvolver as melhores soluções.