Transição para o 3D

A Transição para 3D:
Um guia de sobrevivência para usuários do CAD 2D
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Por que adiar a transição para 3D não
é uma opção viável
CAPÍTULO 1
>>
Também conversaremos com engenheiros e
gerentes de engenharia que já percorreram esse
caminho e descrevem, em suas próprias palavras,
quais foram os obstáculos e como eles foram
vencidos no mundo real. Você saberá também
como a migração de seus projetos para 3D resultou
em grandes vantagens no processo de
desenvolvimento de produtos.
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Todos nós sabemos que fazer mudanças
relativamente simples em nossas vidas - como
perder aqueles últimos 5 quilos, manter um
programa diário de exercícios físicos ou abandonar
alguns vícios - podem trazer grandes benefícios.
Apesar de sabermos que a longo prazo é para o
nosso bem, quase sempre acabamos nos prendendo
à dor, ao desconforto ou à fome momentânea como
desculpas para adiar essas mudanças.
Principais benefícios
Revistas de negócios e empresas de consultoria de
projetos há muito apregoam os benefícios das
técnicas de projeto 3D e como esses benefícios
podem aumentar radicalmente o grau de
competitividade do fabricante. Dentre os
benefícios, estão ciclos de projetos menores,
processos de fabricação modernizados, tempo de
Imagem cedida pela Haumiller Engineering
A transição do desenvolvimento de produtos de um
sistema de projeto 2D para um sistema de projeto
de modelamento de sólidos 3D recai na mesma
categoria. Mesmo convencido de que essa é a
escolha certa e acredite sinceramente nos
benefícios competitivos dessa transição, talvez
você se retraia ao pensar nos problemas imediatos
que essa mudança poderá trazer. Perda de
produtividade, problemas de conversão de dados,
custos iniciais de entrada altos, perda dos dados
legados, mais requisitos de hardware e a
necessidade de treinar novamente a equipe são
apenas a ponta do iceberg.
No setor industrial de hoje, quem tem tempo para
lidar com pelo menos um desses problemas?
Certamente, há casos de projetos que devem
permanecer no universo 2D, como AEC, GIS e
projetos esquemáticos. Entretanto, a maioria dos
projetos produzidos pelos fabricantes teria muitos
benefícios com a utilização de ferramentas de
projeto 3D.
Neste e-book (livro digital), analisaremos todas as
preocupações que os fabricantes levam em conta
quando avaliam a conversão para um ambiente de
projetos em 3D. Examinaremos tópicos como a
avaliação de pacotes de software 3D, problemas de
implementação, tanto técnicos como culturais,
a preservação dos dados legados e o uso de
ferramentas de software complementares.
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Com a projeção de conjuntos de máquinas automatizados em 3D,
os engenheiros da Haumiller Engineering têm uma maneira melhor de
reconciliar o comportamento das peças individuais dentro de um
conjunto, reduzindo drasticamente a onerosa prototipagem física e
encurtando o seu ciclo de projeto em 20%.
e desenhos associados. Todas as vistas, dimensões
e anotações do desenho são atualizadas
automaticamente. Dessa forma, o projetista nunca
precisa desenhar manualmente outra vez uma
seção, detalhe ou visão isométrica, reduzindo
drasticamente a possibilidade de erros.
Apesar dessas vantagens terem sido alardeadas
por anos, muitos fabricantes têm tido boa
produtividade usando ferramentas de projeto 2D e
poderão questionar por que deveriam fazer tal
transição. Para responder a esta e outras
perguntas, examinaremos os benefícios propostos
um por um e saberemos por que muitas empresas
estão migrando para um ambiente de projeto de
modelamento de sólidos em 3D.
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Imagem cedida pela Daka Designs Limited
entrada no mercado (time-to-market) mais rápido
devido ao fluxo aperfeiçoado de informações sobre
o projeto do produto e de comunicação dentro da
empresa, custos de projeto reduzidos, alterações
no projeto mais rápidas e, por último, produtos
com qualidade superior.
No universo 2D, os desenhos são continuamente
modificados e reinterpretados durante o ciclo de
vida de um produto. Enquanto todos os projetos
passam por várias repetições, os projetistas que
trabalham em um ambiente de projeto 3D podem
criar automaticamente desenhos detalhados e
prontos para produção, eliminando o
processo demorado de criação,
manipulação e manutenção
para a visualização dos
desenhos. Eles também
podem mostrar seu
projeto de
diversos
ângulos e
ampliar os
detalhes de
componentes
específicos
com apenas
alguns
cliques do
mouse.
Para o projeto da moto
aquática (water scooter)
DOLPHIN, a Daka Designs
Limited utilizou um sistema de
projeto de modelamento de
sólidos 3D e foi capaz de reduzir
o ciclo de projeto em 50%,
cortar os custos de
desenvolvimento em 50%,
acelerar o desenvolvimento de
moldes e de ferramentas, e
agilizar a sua entrada no
mercado.
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Cada novo
projeto de
produto
deve passar por alterações à
medida que evolui no ciclo
de desenvolvimento. Cada
alteração feita por um
projetista em um desenho em
2D ou em um modelo em 3D
criado em um sistema CAD
3D é precisamente refletida
em todas as vistas, chapas
Acelere o projeto do produto
Para competir no mercado atual, as empresas
estão sob enorme pressão não apenas para criar
novos produtos e superar seus concorrentes, mas
para vender mais do que eles. Algumas pessoas
poderiam argumentar que, uma vez aprendidos,
os sistemas de modelamento de sólidos 3D
oferecem meios mais rápidos e eficientes para a
criação de projetos de produtos.
No universo 2D, a criação de um componente
detalhado em visualizações ortográficas pode
exigir de quatro a cinco vezes o número de
entradas de comandos a mais do que exigiria em
3D, sendo que a maioria dos comandos é duplicada.
A criação do desenho adiciona um tempo e um
custo substanciais a um projeto, especialmente
quando a tarefa envolve peças detalhadas ou
conjuntos complexos.
Por outro lado, no mundo 3D uma linha pode ser
usada para estabelecer as coordenadas x, y, z
depois ser movida, copiada, redimensionada ou
manipulada de alguma forma para criar o modelo
3D. Quando o modelo 3D é criado, visualizações de
conjuntos destacadas e isométricas - ou
visualizações detalhadas ou de uma seção do
desenho - podem ser facilmente geradas pela
maioria dos pacotes CAD 3D. O alinhamento e o
dimensionamento na maioria dos programas de
software CAD são automáticos, e você pode
simplesmente clicar nas arestas ou centros do que
deve ser dimensionado.
A capacidade de utilização de bibliotecas on-line de
peças 3D também economizam um tempo de projeto
significativo na criação de modelos CAD 3D. Essas
bibliotecas de peças 3D produzem componentes de
projetos mecânicos nativos e baseados em recursos
como componentes de fixação, rolamentos e moldes
de aço, baseados em padrões da indústria ou em
catálogos de fabricantes. Cada peça possui dados de
propriedade personalizados associados a ela, como
nome da peça, nome do fabricante, tipo de peça e
tamanho. Milhões de peças estão disponíveis on-line
Alterações rápidas no projeto
Uma alteração em uma peça sempre causa
impactos em várias vistas do desenho, exigindo que
o engenheiro atualize manualmente todos os
modelos do conjunto, desenhos, vistas, detalhes e
listas de materiais (BOMs), um processo
inerentemente sujeito a erros. Fazer uma alteração
em 2D geralmente também requer uma rodada
adicional de verificação do desenho, um processo
demorado e monótono.
Por outro lado, fazer uma alteração a um modelo
de sólidos 3D é muito mais simples e rápido.
Os sistemas de modelamento de sólidos oferecem
uma associação bidirecional, o que garante ao
usuário que todos os elementos de um modelo
estão associados ou conectados. Depois que uma
alteração é feita em um modelo 3D, ela é
automaticamente refletida em todos os desenhos
relacionados e nas vistas associadas.
A funcionalidade de projeto paramétrico é outro
recurso de muitos modeladores de sólidos que
facilita os pedidos de alteração de engenharia
(ECOs). Originalmente desenvolvida para as
indústrias aeroespaciais e automotivas para a
projeção de formas curvas e complexas, o
modelamento paramétrico funciona como uma
planilha numérica. Ao armazenar os
relacionamentos entre os vários elementos do
projeto e tratá-los como equações matemáticas, ela
permite que qualquer elemento do modelo seja
alterado, e então regenera imediatamente o modelo
de maneira muito parecida como uma planilha
recalcula automaticamente qualquer mudança
numérica.
Em modeladores de sólidos baseados no
sistema paramétrico, todos os recursos e
dimensões de um modelo são armazenados
como parâmetros de projeto, permitindo que os
projetistas façam alterações mais rápidas
simplesmente mudando o valor do parâmetro.
Quando um valor é alterado, o modelo é
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automaticamente atualizado para o novo valor
e todos os outros recursos e dimensões do
modelo afetados pela alteração mudam
automaticamente. Os sistemas de modelamento
de sólidos que oferecem a associação
bidirecional e a funcionalidade de projeto
paramétrico não apenas aceleram o processo
de alteração de projeto como também reduzem
muito a probabilidade de erros.
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através de vários recursos e todas elas podem ser
editadas para atenderem às necessidades específicas
dos usuários. Essas bibliotecas de peças 3D
permitem que os projetistas adicionem componentes
aos projetos sem precisar remodelá-los a partir das
especificações do fabricante, o que representa uma
economia de tempo significativa.
Como maximizar o valor dos dados do
produto 3D
Um problema inerente ao projeto 2D é o fato que,
após todo o trabalho para criar muitos níveis de
desenho que no fim representarão um produto,
esses dados serão praticamente inúteis a outros
aplicativos como os processos de análise estrutural
e de fabricação, incluindo a criação de ferramentas
e a programação de controle numérico (NC). Essas
funções exigem dados 3D, que devem ser criados a
partir dos desenhos 2D originais.
Outra maneira de retirar um valor de um modelo de
sólido é analisando e testando projetos enquanto
eles ainda são digitais. A capacidade de testar
produtos quando os projetos ainda estão no
computador não só diminui os custos de
prototipagem, como também oferece aos
engenheiros uma maneira de repetir e otimizar
projetos sem a preocupação com atrasos ou custos
de prototipagem que poderiam prejudicar os
cronogramas e orçamentos da produção.
Tradicionalmente, os projetistas têm uma janela de
oportunidades definidas para aperfeiçoarem um
projeto antes que ele siga em frente para que
possam cumprir o cronograma do produto, quase
sempre resultando em uma atitude “é bom o
suficiente”, que dificilmente é uma indicação de
projetos verdadeiramente otimizados. Hoje,
entretanto, por conta de ferramentas de
modelamento de sólidos totalmente integradas com
análises e ferramentas de simulação que podem ser
executadas em computadores altamente potentes,
porém nem por isso caríssimos, os engenheiros
conseguem simular modelos, voltar e alterar o
modelo CAD e rapidamente ver os efeitos da
alteração.
A modularidade é outra tendência da indústria que
se beneficiou da reutilização de projetos. À medida
que os mercados consumidores tornam-se cada vez
Com a tecnologia 2D, é quase impossível
desenvolver várias configurações de produtos,
conjuntos ou famílias de produtos com eficiência,
uma vez que cada conjunto individual deve ser
redesenhado do zero. Alguns sistemas CAD 3D
oferecem ferramentas de gerenciamento de
sistemas, que permite que os usuários criem
diversas variações de um produto em um único
documento. Essas ferramentas também ajudam os
usuários a desenvolver e gerenciar famílias de
peças e modelos de diferentes dimensões,
componentes, propriedades e outros parâmetros.
Outra área na qual os dados do produto 3D podem
ser usados é na documentação e montagem de
produtos. Mesmo que os desenhos 2D possam
aceitar algumas exigências relativas à
documentação, normalmente essas funções
demandam visualizações de conjuntos isométricos,
personalizadas e ampliadas, além de gráficos 3D.
Geralmente, isso exigiria trabalho adicional no
sistema 2D, assim como ilustrações técnicas
especiais ou um software gráfico em 3D. Com o
projeto 3D, todos os gráficos, desenhos e
ilustrações de conjunto ampliados podem ser
facilmente exportados do modelo de sólido
original.
Além disso, alguns sistemas CAD 3D oferecem
componentes de software que permitem aos
engenheiros de publicarem os modelos CAD 3D
em catálogos on-line interativos. Ao acessarem os
catálogos de peças on-line, os clientes podem
configurar, visualizar e baixar modelos 3D dos
produtos do fabricante diretamente em seus
projetos. Com a publicação de um catálogo online interativo de peças 3D, fica mais fácil para os
clientes incorporarem essas peças em seus
produtos, a despeito do sistema CAD utilizado.
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O resultado final se reflete no aumento de
vendas, maior geração de clientes potenciais e
custos menores de suporte a vendas.
Um modelo para todos
Agora que o modelo foi criado, todos os envolvidos
no projeto do produto têm acesso aos dados do
produto. Caso algum funcionário precise de um
molde, um desenho, um esboço, um acessório,
um programa NC, uma lista de materiais (BOM)
ou uma imagem processada para iniciativas de
vendas ou de marketing - todos os dados estão
incluídos naquele modelo de sólido, que alimenta a
empresa toda.
Com os projetos 2D, o cérebro deve interpretar as
três vistas do desenho e mentalmente juntar uma
representação isométrica do produto, o que pode
ser fácil para engenheiros experientes, mas muito
difícil para membros da equipe de projeto que não
sejam técnicos. A interpretação errônea de
desenhos 2D pode resultar na perda da intenção
original do engenheiro com o projeto, levando a
atrasos e retrabalhos onerosos.
Um modelo 3D, por outro lado, não precisa de
interpretação, o que simplifica enormemente a
comunicação da intenção do projeto para o resto
da equipe - os técnicos em máquinas e ferramentas
mecânicas, o pessoal de vendas e de marketing, os
planejadores de recursos materiais, os engenheiros
de processo e os clientes e parceiros da cadeia de
fornecimento.
Os modelos de sólido também possibilitam as
práticas de engenharia colaborativas ou
simultâneas, ao permitirem que os dados CAD 3D
sejam compartilhados on-line todos os envolvidos
podem lidar com os projetos simultaneamente.
Os sistemas de modelamento de sólidos também
oferecem o controle de revisão e recursos
incorporados de segurança. Como resultado, os
usuários têm a garantia de que estão trabalhando
na versão mais atual e apenas o pessoal autorizado
poderá fazer alterações.
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mais difíceis de atenter, os fabricantes
responderam criando famílias de produtos, cada
uma com diferenças sutis para agradar grupos
distintos de usuários, mesmo que ainda utilizem
componentes comuns. Esses produtos modulares
podem variar em tamanho, peso, dimensão ou
capacidade. Para o fabricante, os produtos que
compartilham módulos comuns em uma família de
produtos são projetados e produzidos de forma
mais eficiente, são mais fáceis de atualizar e
manter, além de permitirem a reutilização de dados
do produto. Tudo isso reduz os custos gerais do
ciclo de vida dos novos produtos.
Obtenha uma imagem perfeita
Já foi dito anteriormente, mas vale repetir: se uma
imagem vale por mil palavras, então um modelo 3D
vale mil desenhos 2D. Os modelos de sólidos são
infinitamente mais fáceis de interpretar do que uma
série de desenhos 2D estáticos que representam o
mesmo projeto. Uma vez que as linhas ocultas e
as propriedades de massa são removidas
automaticamente em sistemas de modelamento, fica
fácil para engenheiros e leigos compreenderem
melhor a intenção do projeto.
E mais, os modeladores sólidos permitem que os
usuários criem com mais facilidade modelos
integralmente processados e mais realistas do
produto nos primeiros estágios do ciclo de projeto.
Por causa disso, o pessoal de marketing pode obter
uma vantagem na avaliação das opiniões dos
clientes sobre novos produtos enquanto eles ainda
Usando desenhos 2D de componentes do produto,
estão no estágio conceitual do projeto. Levando a
interfaces de subconjuntos e envelopes de trabalho
visualização um passo à frente, muitos
(área de alcance de robôs), os engenheiros não
modeladores de sólidos também oferecem recursos
de animação para que os dados do
produto possam ser criados - mesmo
Use o software CAD 3D
para gerenciar com mais antes que os produtos existam
eficiência o
fisicamente - para auxiliarem as
desenvolvimento de
iniciativas de vendas, de marketing e
conjuntos complexos.
de serviço ao cliente.
IImagem cedida por Gerhard Schubert GmbH
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A visualização aperfeiçoada do projeto
também aumenta muito a facilidade e a
agilidade na obtenção de aprovações
de projeto, aprimorando a sua
apresentação junto à diretoria,
ao marketing, aos clientes e aos
usuários finais.
conseguem determinar totalmente a forma,
a interface e a função dos componentes do
conjunto. Conseqüentemente, os problemas quase
sempre não aparecem até que os protótipos físicos
são criados, mais à frente no ciclo de projeto,
quando a solução dos problemas envolve custos
altos e processos demorados. Sendo capazes de
visualizar peças e conjuntos em 3D, os engenheiros
podem avaliar problemas de forma e tolerância
muito cedo no processo do projeto, bem antes das
peças serem fabricadas. Essa capacidade é
freqüentemente chamada de “prototipagem virtual”.
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Perigo: curvas à frente
Freqüentemente os projetistas são
instruídos a criarem superfícies
fantásticas e complexas encontradas
em muitos produtos hoje em dia - de
brinquedos a bens eletrônicos -, para
que se destaquem nas prateleiras de
lojas cada vez mais abarrotadas. Por
causa da tendência de mercado em
direção os produtos ergonomicamente
corretos, há mais pressão sobre os
projetistas para que eles criem
produtos perfeitamente integrados aos
usuários. Projetar esses tipos de
superfícies complexas e formas
ergonômicas é quase impossível com o software 2D
tradicional.
Para lidar com essas exigências de projeto, muitos
pacotes de modelamento de software oferecem aos
engenheiros e projetistas ferramentas para a
criação de curvas, misturas, filetes e muitos outros
recursos complexos de projeto que compõem essas
formas e superfícies complexas. Além disso,
os usuários de pacotes de modelamento de sólidos
podem usar um software especializado de
modelamento de superfície que se integrem
Facilidade na criação de projetos
grandes e complexos
Usar a tecnologia 2D para projetar conjuntos
grandes e complexos, compostos de milhares de
peças móveis é um processo tedioso, trabalhoso,
propenso a erros e extremamente lento.
Simplesmente gerenciar os numerosos desenhos de
produção desses conjuntos gigantes é uma tarefa
bastante complexa.
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A maioria dos sistemas de modelamento de sólidos
3D oferece recursos para ajudar no gerenciamento
da exatidão e da integralidade dos desenhos de
produção do conjunto. Para avaliação do projeto
de conjuntos, muitos desses modeladores oferecem
ferramentas incorporadas para a verificação de
interferência e detecção de colisão, e também
permitem que vários projetistas trabalhem com os
conjuntos em colaboração.
Não dependa de protótipos físicos
Outro grande benefício dos modeladores de
sólidos é que eles podem ajudar os fabricantes a
diminuir sua dependência em protótipos físicos.
A construção e o teste de protótipos físicos - um
gargalo caro e que toma muito tempo na criação de
novos produtos - é uma área que os fabricantes
estão examinando criticamente para reduzir os
custos gerais de projeto e acelerar o lançamento no
mercado.
As equipes de desenvolvimento de produto que se
baseiam em métodos do projeto 2D devem criar
protótipos físicos de seus projetos para testarem o
desempenho dos conjuntos, detectarem se as peças
colidirão umas com as outras e assegurarem que os
componentes terão a folga adequada.
Ao visualizarem os conjuntos em um ambiente de
projeto 3D, os engenheiros podem rapidamente
avaliar e resolver problemas de forma e tolerância
usando a verificação de interferência e a detecção
de colisão oferecidas pela maioria dos
modeladores de sólidos, reduzindo a necessidade
da construção de protótipos.
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As ferramentas de simulação e análise também
podem diminuir a necessidade de prototipagem de
um fabricante. Embora os testes físicos ainda
sejam quase sempre necessários para a certificação
do produto, a simulação é mais econômica e pode
ser repetida várias vezes em comparação aos testes
físicos. A análise de mais configurações do produto
no computador, sem a criação de protótipos caros,
resulta em produtos superiores e menos testes.
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totalmente com seu software CAD 3D para criarem
superfícies altamente estilizadas e extremamente
complexas . Esses pacotes utilizam o modelo de
sólido existente como base para a criação da
superfície, portanto, os usuários não precisam
começar do zero com o novo software.
A entrada de novas tecnologias
Ao criar um modelo de sólido, o projetista ou
engenheiro abriu a porta para receber ferramentas
de software integradas adicionais que mais adiante
podem ajudar a testar, gerenciar e fabricar
produtos. Essas soluções integradas não só
utilizam os mesmos dados 3D como o sistema CAD,
mas quase sempre usam uma interface com o
usuário comum, facilitando seu aprendizado. Além
disso, algumas soluções complementares estão
integradas de maneira a permitir que o usuário
execute o software a partir do sistema CAD.
As ferramentas de simulação oferecem aos
fabricantes uma grande vantagem competitiva.
A Daratech, uma empresa de consultoria de
pesquisa de mercado de tecnologia da informação,
prevê que a maior pressão competitiva, o software
mais fácil de usar e os computadores poderosos
incentivarão a adoção de ferramentas de simulação
digital pelos fabricantes. Essas ferramentas
incluem a análise de elementos finitos (FEA),
a dinâmica de fluidos computacional (CFD),
a simulação de movimento, de impacto,
de integração de processos e a otimização de
projeto. Além do aumento da produtividade,
a Daratech diz que essas ferramentas de simulação
digital prometem uma entrada no mercado mais
rápida, menores custos de garantia e, sobretudo,
produtos com desempenho superior,
funcionamento aprimorado, mais seguros e menos
propensos a erros.
Outra ferramenta de software complementar
integrada que deve ser adquirida pelas empresas é
o gerenciamento de dados de produtos (PDM).
Além de facilitarem a colaboração em tempo real
em projetos para assegurar a exatidão, os sistemas
PDM organizam tudo, de orçamentos e documentos
de escritório até as medidas de instalação e
relatórios de análise. Com a abundância de
licenças de software espalhadas pelos vários
departamentos da empresa - engenharia,
manufatura, vendas, compras, qualidade e pessoal
de campo - é muito importante ter um sistema para
o rastreamento e para o gerenciamento de arquivos
e documentos.
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Uma vez que muitos sistemas CAD 3D oferecem
algum componente de PDM, é importante para os
fabricantes avaliarem com cuidado as opções
disponíveis e a reputação dos fornecedores, assim
como o grau de integração oferecido. O uso do
modelamento de sólidos 3D também abre a porta
para o uso de aplicativos altamente especializados,
como as ferramentas para chapas de metal,
aplicativos de projetos óticos, engenharia reversa e
software de análise de tolerância.
Saiba a verdade
Perguntas e Respostas: Adam Stevens,
Projetista Industrial, McCue Corporation
Manter as crianças entretidas nas idas ao
supermercado não é uma tarefa fácil, até mesmo
para o mais paciente dos pais. A McCue
Corporation está se esforçando para tornar essas
rápidas incursões mais fáceis, mais divertidas e
mais seguras. A empresa projeta, fabrica e vende
carrinhos decorados e sistemas de gerenciamento
de carrinhos de supermercado para clientes do
varejo. A empresa também fabrica o Bean, uma
combinação de carrinho de compras e carrinho
infantil usado em supermercados do mundo inteiro.
Adam Stevens, um projetista industrial que
trabalha no Desenvolvimento de Novos Produtos
na McCue Corporation, explica quais são os
principais benefícios, em sua opinião, da transição
de seus projetos de AutoCAD baseado em 2D para
um ambiente de modelamento de sólidos.
P: Em sua opinião, quais são os principais
benefícios no uso do modelamento de sólidos 3D
para a criação de novos produtos na McCue?
R: Para a McCue, os três principais benefícios são
o aumento da velocidade na criação de projetos,
alterações de projeto mais rápidas e a ampliação
do suporte aos materiais de marketing/vendas.
P: Qual foi o problema específico que vocês tinham
com o uso dos métodos de projeto 2D na criação
dos desenhos?
R: Com os métodos 2D, há muito espaço para
erros de interpretação. Se as peças não
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atenderem a intenção inicial do projeto após a
revisão, será necessário um retrabalho. Isso, por
sua vez, atrasará os cronogramas já que as peças
serão redesenhadas, novamente modeladas,
revisadas e, se aprovadas, enviadas à produção.
P: Como a utilização do modelamento de sólidos
3D resolve esses problemas?
R: Com o modelamento de sólidos, podemos
desenhar e manipular as peças em um espaço
virtual, revisá-las tanto na tela como no papel,
e enviá-las diretamente para um protótipo SLA para
a revisão final. No caso de alterações, ela poderá ser
feita imediatamente. A partir daqui, as peças são
desenhadas em 2D, se necessário, e enviadas
diretamente para o fabricante por meio eletrônico
(arquivos 2D e 3D).
P: Como isso melhorou a qualidade geral de seus
projetos?
R: Podemos explorar muitas configurações e idéias
diferentes ao mesmo tempo para obtermos o
projeto mais eficiente e harmonioso. Aqui na
McCue, somos uma empresa de participação ativa,
e em nosso mercado, não há muitas empresas que
se destacam. Por isso a entrada rápida no mercado
é crucial. Como resultado, a capacidade de criar
protótipos 3D para a revisão é fundamental.
P: Como a prototipagem era feita quando a
empresa ainda criava projetos em 2D?
R: Para o nosso produto Bean, o protótipo inicial
foi produzido à mão a partir do zero em uma
escala natural. Durante as revisões de projeto, se
alguma alteração fosse necessária, o modelo
grande tinha que ser enviado de volta aos criadores
de modelo para o retrabalho. Ele era revisado de
novo, o que significava tipicamente em um
processo de sete dias.
P: Como ficou o processo de prototipagem depois
da migração para o projeto 3D?
R: A última versão desse produto foi inteiramente
produzida com a tecnologia 3D. Todas as revisões
foram feitas com processamentos do modelo de
sólido e/ou com protótipos rápidos de
estereolitografia (SLA) em escala, que
normalmente conseguíamos de volta já com as
alterações em dois dias.
P: E quanto à reutilização de dados do projeto?
R: Com o 3D, agora temos um registro definitivo do
projeto desde o começo, ao contrário da primeira
versão, onde todo o padrão foi criado à mão. Nossa
equipe de projeto teve que tentar recriar esse
projeto em 3D a partir de medidas brutas e com
ajuda dos nossos olhos. Se tentássemos expandir
um projeto e incorporar recursos em um segundo
projeto que fosse similar, tínhamos que modelar
uma segunda peça no olho a partir do modelo
inicial criado à mão. Com o programa 3D, podemos
copiar recursos e formas com exatidão; não há
interpretação humana envolvida.
P: Como o uso do 3D agilizou suas alterações de
projeto?
R: No caso de uma alteração, a peça pode ser
atualizada e enviada diretamente ao fornecedor por
meio eletrônico para que ele faça a revisão. O tempo
gasto na conversão de 3D para 2D é literalmente
uma operação de clicar-e-arrastar, enquanto que
antes ele era desenhado em 2D e então criado em 3D
(tanto manualmente como programado no sistema
CAD/CAM). Uma vez mais, podemos explorar
rapidamente opções para a atualização em um
“mundo virtual”, em comparação à revisão de
esboços ou à espera de modelos.
Como já mencionei, o projeto inicial do Bean foi
criado à mão e tivemos que recriá-lo mais tarde.
Como não tínhamos nenhuma geometria inicial
definida, quaisquer alterações no projeto
consistiam na manipulação de modelos 3D, na sua
conversão para padrões de moldagem e, por fim, na
revisão, para garantirmos que a intenção do projeto
tinha sido capturada. Com o novo Bean, todas as
alterações de projeto capturadas usando o
software de modelamento 3D eram consideradas
como verdadeiras. Isso reduziu o tempo gasto com
revisões, assim como o tempo necessário para
fazer as alterações nas peças.
P: Como a utilização do modelamento de sólidos
facilitou a elaboração de estratégias de vendas e de
marketing?
R: Com a nossa constante inovação e
aperfeiçoamento de produtos, a capacidade de
garantir o suporte às publicações de marketing e
de vendas é crucial. Nós trabalhamos junto ao
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nosso departamento de marketing para criarmos
publicações sobre o produto com o uso de
modelos de sólidos totalmente processados e
realistas, desenvolvidos em nosso sistema CAD
3D. Esses processamentos também são utilizados
nas instruções de instalação/conjunto, material
de treinamento, correspondência para os
clientes e uma newsletter (boletim informativo)
trimestral chamada Solutions.
Perguntas e Respostas: Kevin Quan,
Engenheiro Sênior, Cervelo Cycles Inc.
A Cervelo Cycles Inc., um dos principais
fabricantes de bicicletas do Canadá, utiliza o
modelamento de sólidos 3D para criar as bicicletas
de fibra de carbono usadas pelos vencedores do
Tour de France, do Ironman e Triathlon
(competição de triatlo) e dos Jogos Olímpicos.
Kevin Quan, um dos engenheiros seniores dessa
empresa líder de mercado, explica por que a
tecnologia 2D não estava mais atendendo às
necessidades da criação de projetos de bicicletas
de última geração.
P: Em sua opinião, quais são os maiores benefícios
da aplicação do modelamento de sólidos 3D?
R: Ao nosso ver, os maiores benefícios têm sido a
capacidade de visualização e criação de peças com
superfícies complexas, a montagem de peças e a
verificação de interferências, bem como a criação
de geometria associativa entre as peças.
P: Em sua opinião, quais são as maiores falhas na
utilização de projetos 2D?
R: Com o projeto 2D, é muito fácil “trapacear” e
criar desenhos que reflitam as peças que não
podem ser fabricadas. Além disso, os desenhos 2D
são facilmente adulteráveis e suas vistas com
freqüência contradizem umas às outras. E ainda há
mais, nos desenhos 2D, as curvas quase sempre não
são tangentes ou podem se sobrepor ou ter folgas.
P: Como a utilização do modelamento de sólidos
3D resolve esses problemas?
R: O modelamento 3D estimula a criação de
esboços limpos; caso contrário, um sólido não
poderá ser criado. Além disso, as superfícies 3D
ilustram facilmente quando as curvas não são
P: Como o uso da tecnologia 3D melhorou a
qualidade geral de seus projetos?
R: Agora que fizemos a transição para o projeto 3D,
podemos criar peças com formas e tolerâncias mais
precisas. Também podemos criar projetos de
bicicletas mais harmoniosos esteticamente usando
superfícies, assim como prever as necessidades de
fabricação com a criação de recursos específicos
da indústria.
P: Como o uso do modelamento de sólidos facilitou
na elaboração de estratégias de vendas e de
marketing?
R: As imagens realistas podem ser criadas para o
marketing em um estágio inicial. E agora,
decalques podem ser criados com maior exatidão
porque podemos modelá-los em 3D também. Além
disso, o projeto 3D nos ofereceu uma entrada no
mercado mais rápida, o que é uma arma poderosa
contra nossos concorrentes.
▼
tangentes. A criação automática de vistas em
desenhos elimina a contradição entre elas.
A visão da diretoria:
P: Como a prototipagem era feita quando a
empresa ainda criava projetos em 2D?
Perguntas e Respostas: Steve Callori, vicepresidente de engenharia, Schilling Robotics
R: Nós confiávamos na habilidade de técnicos
em máquinas e ferramentas mecânicas ou no
fornecedor que estava criando o protótipo em
interpretarem corretamente os nossos
desenhos 2D.
A Schilling Robotics usa o modelamento de sólidos
3D para criar peças essenciais de um
“exoesqueleto” que algum dia ajudará soldados,
bombeiros e quem faz resgates a transportarem
carregamentos grandes sem sentir o peso.
Conhecida por seus veículos de operação remota
para trabalho em grandes profundidades marinhas
P: Como ficou o processo de prototipagem depois
da migração para o projeto 3D?
P: Como o uso do 3D afetou suas
alterações de projeto?
R: Nosso ritmo e volume de
alterações foi significativamente
aperfeiçoado. Podemos criar
imagens de muitas outras opções
de projetos para a diretoria e
analisar os projetos alterados
usando o método de elementos
finitos (FEA) para qualificá-los.
10
Desde a transição para um sistema de projeto 3D,
a Vermeer Manufacturing melhorou o desempenho e o
estilo do produto, diminuiu o tempo de prototipagem e
análise, reduziu a sucata e o retrabalho
substancialmente e aumentou a colaboração e a
eficiência entre os vários grupos de trabalho.
Imagem cedida pela Vermeer Manufacturing
R: Agora nós entregamos modelos
de sólidos aos fornecedores, que
usam máquinas CNC para criar
nossas peças. Ainda temos os
desenhos 2D de nossas peças, mas
o número de dimensões
representado é menor (apenas as
mais críticas). Nós reduzimos
muito a necessidade de protótipos
e podemos com freqüência ir
direto para as ferramentas finais.
e por braços manipuladores, a empresa está
projetando um conjunto de quadril/coxa/joelho
para a segunda geração do Exoesqueleto para
Extremidades Inferiores Berkeley (BLEEX), que
possibilitará que as pessoas carreguem uma
mochila de 32 quilos com a sensação de estarem
transportando apenas dois quilos.
P: Em sua opinião, quais são os principais
benefícios do uso do modelamento de sólidos 3D?
R: O projeto 3D facilita a visualização de peças de
conjuntos, ajudando a identificar as áreas
problemáticas de um projeto. Os modelos
paramétricos permitem que o usuário veja o efeito
das alterações em recursos específicos. Ele
também possibilita que nossos engenheiros vejam
rapidamente as informações de análise de tensão.
Além disso, o projeto 3D oferece propriedades de
massa e volume, assim com um modelo para as
complexas formas 3D que podem ser usadas em
peças de máquinas.
P: Como o uso do projeto 3D melhorou a qualidade
geral de seus projetos?
R: O modelamento de sólidos facilita a criação de
projetos e de desenhos para nossos engenheiros,
assim como a sua capacidade de executar análises
de tensão simples. Com ela, podemos verificar de
forma rápida e fácil o impacto dessas alterações de
peças em níveis inferiores do sistema, o que facilita
a otimização do projeto.
P: Como a prototipagem era feita quando a
empresa ainda criava projetos em 2D?
R: Da mesma maneira como fazemos com o 3D.
Depois da revisão dos projetos, criávamos um
protótipo da peça. Entretanto, o 3D oferece uma
maneira melhor de visualizarmos o projeto antes da
criação de uma cópia física real.
P: Como ficou o processo de prototipagem depois
da migração para o projeto 3D?
R: Não verdade ele não mudou, mas oferece uma
visualização melhor antes da criação de um
protótipo. Teoricamente, isso deve fazer com que o
primeiro protótipo seja melhor quando estivermos
usando o 3D, mas isso é difícil de avaliar.
11
P: Como o uso do 3D afetou suas alterações de
projeto?
R: Para nossos projetos que estão em 3D,
as alterações são mais fáceis porque os modelos
são paramétricos. Ademais, o 3D força os
engenheiros a lidarem com o impacto de mudanças
em níveis superiores dos conjuntos. Enquanto
essas informações estavam disponíveis em 2D,
o engenheiro podia ignorar esse efeito. Isso não é
possível com o 3D.
P: Como o uso do modelamento de sólidos facilitou
a elaboração de estratégias de vendas e de
marketing?
R: Usar o projeto 3D facilita a criação de modelos
naturais para que os clientes possam visualizar o
produto.
Perguntas e Respostas: Clint Hudson,
especialista em aplicativos, Vermeer
Manufacturing Company
A Vermeer Manufacturing Company é líder global
na fabricação de maquinário e equipamento
utilizado para agricultura, retirada de árvores e
escavações. Desde a migração para um sistema de
projeto 3D, a Vermeer aumentou a complexidade
de seu produto, eliminou passos do projeto e da
fabricação, encurtou o tempo de prototipagem e de
análise, reduziu a sucata e o retrabalho e
aperfeiçoou o estilo de seus produtos.
Vamos saber o que Clint Hudson, projetista
industrial da Vermeer, tem a dizer sobre os
principais benefícios da transição de novos
projetos de produtos para o ambiente de
modelamento de sólidos 3D.
P: Em sua opinião, quais são os principais
benefícios do uso do modelamento de sólidos 3D?
R: Um dos maiores benefícios é a similaridade
entre a maneira como os modelos são construídos
em 3D e a maneira como são construídos na
produção. Como esses usuários estão projetando
em 3D, eles têm como testar os modelos com mais
eficiência quase da mesma maneira que um
operário da área de montagem testa os resultados,
incluindo os locais de montagem de difícil acesso,
o ajuste e o peso. Pessoalmente, acho que a grande
vantagem do sistema CAD 3D é quando um
engenheiro começa a ensinar ao software como
projetar um produto. Você pode explicar as regras,
limites e reações a alterações diferentes, e permitir
que o software faça o acompanhamento. Quanto
mais você ensina ao software, mas ele poderá
ajudá-lo a longo prazo.
P: Em sua opinião, quais são as maiores falhas de
projetos 2D?
R: As empresas que projetam em 2D precisam fazer
grande parte do projeto fora dos desenhos. Eles
usam os desenhos para registrar essencialmente o
que já tinha sido projetado. Os componentes
mostrados em um desenho 2D são uma coleção de
linhas, círculos e outras geometrias não
inteligentes. O software não entende quais linhas
representam uma peça ou conjunto em particular,
e quais linhas pertencem à outra peça. Isso
significa que manter uma lista de materiais (BOM)
durante o curso do projeto é um processo mais
manual.
P: Como o uso do projeto 3D melhorou a qualidade
de seus projetos?
R: Peças mais complexas estão sendo projetadas
agora que temos um software que nos permite
visualizar e controlar como as formas complexas
interagem umas com as outras. O modelamento de
sólidos também permite a utilização do método
FEA prontamente em representações mais exatas
dos projetos finalizados em vez de cortar caminho
ou usar modelos muito simplificados. As peças
podem ir para as primeiras rodadas de teste sem
ainda serem parte da realidade.
P: Os >produtos da Vermeer consistem em
conjuntos que têm entre 500 a 4.000 peças. Como o
modelamento de sólidos 3D auxilia no trabalho
com conjuntos tão grandes?
R: Os problemas de ajuste podem ser identificados,
todo o limite de movimentos pode ser explorado e
todos os problemas de interferência em potencial
podem ser resolvidos já que o modelo representa
com mais exatidão os produtos finais. Cada peça
do modelo de sólido em um conjunto do modelo de
sólido representa uma peça física em um conjunto
físico. Se um conjunto de sólido é composto de
muitas peças em quantidades variáveis, o software
pode rapidamente gerar uma BOM.
12
P: Como as outras pessoas da equipe de projeto
utilizam os dados 3D do produto ?
R: Na Vermeer, o pessoal de marketing, os analistas
de FEA e os programadores CC são capazes de usar
os modelos 3D gerados pela engenharia para seus
próprios propósitos com pouco ou nenhum esforço.
Além disso, o modelo reflete a BOM, que evita
erros no aspecto administrativo da empresa.
Como vencer obstáculos culturais à
adoção do 3D
CAPÍTULO 2
>>
Quando a empresa reconhece a necessidade de
mudar do projeto 2D para o 3D, há vários
obstáculos - técnicos e culturais - que devem ser
vencidos. Os engenheiros e projetistas devem ser
treinados para aprender o novo sistema,
normalmente bem diferente do sistema com o qual
estão acostumados. Os executivos devem adotar o
projeto com firmeza, totalmente convencidos de
que os custos e a perda de produtividade valem o
investimento a longo prazo.
Com freqüência, os gerentes de CAD, assim como
os engenheiros e projetistas que se reportam a eles,
são os primeiros a reconhecerem os benefícios da
projeção em 3D. A criação mais rápida de projetos,
alterações de projeto mais fáceis e exatas, melhor
comunicação sobre a intenção do projeto e a
capacidade de testar os projetos enquanto eles
ainda são digitais estão entre os muitos benefícios
que devemos ter em mente quando cogitarmos tal
transição.
A diretoria, entretanto, pode ver a situação de um
ângulo completamente diferente. As primeiras
objeções que podem surgir quando pensam sobre a
escolha desse caminho podem ser o aumento de
custos, a necessidade de treinamento adicional
para a equipe, produtividade reduzida e a
possibilidade de perda de dados legados
acumulados por anos. Enquanto algumas dessas
preocupações podem ser facilmente mitigadas,
outras são bem reais e devem ser cuidadosamente
tratadas antes do início da implementação.
A primeira tarefa é convencer a diretoria. A única
maneira de implementar com êxito uma nova
13
tecnologia como um sistema CAD 3D, é garantir
que os executivos compreendam totalmente a
economia de tempo e as vantagens competitivas
obtidas com o uso do CAD 3D. Apesar de ser difícil
prever alguns custos, a diretoria também deve ser
avisada com antecedência de todos os custos que
podem ser definidos - monetários e de perda de
produtividade - que a empresa terá como resultado
da transição
Depois de convencer a diretoria, é essencial mantêla informada, organizando reuniões de grupos de
usuários internos mensalmente para avaliar o
progresso do planejamento e da implementação.
Manter a diretoria informada sobre a
implementação por meio de relatórios regulares
A Hartness International, fabricante de
maquinário de empacotamento personalizado, precisou dos recursos
de modelamento de sólidos em 3D para explorar rapidamente
opções em tempo real e otimizar o desempenho do maquinário.
Usando o modelamento de sólidos 3D, os engenheiros da Hartness
foram capazes de projetar conjuntos e testá-los antes de construir as
peças, o que no final permitiu que eles reduzissem o ciclo de projeto
e de fabricação de cinco para apenas dois meses.
▼
ajudará a suavizar as incertezas e garantir seu apoio
ininterrupto, crucial para o sucesso do projeto.
Como proteger os investimentos em 2D
Um dos fatos incontestáveis a serem apresentados
à diretoria é que a tecnologia CAD 2D já
amadureceu até o ponto onde alcançou todos os
benefícios de produtividade que é capaz de
oferecer. De modo inverso, o CAD 3D é uma
tecnologia diferente e relativamente nova capaz de
oferecer ainda mais benefícios a todos que
trabalham em uma empresa de manufatura e na sua
cadeia de fornecimento colaborativa.
A adoção do modelamento de sólidos 3D permite que
a empresa faça alterações no projeto com mais
rapidez e menos erros do que com o CAD 2D. Depois
que uma alteração de projeto é feita a um modelo de
sólido, todas as vistas, dimensões e anotações do
desenho são atualizadas automaticamente. Assim,
o projetista nunca precisa desenhar manualmente
outra vez uma seção, detalhe ou vista isométrica,
reduzindo drasticamente a possibilidade de erros.
Ao contrário das técnicas 2D, os métodos de projeto
de modelamento de sólidos permite que os
engenheiros produzam desenhos com muito mais
rapidez.
Além disso, os modelos de sólidos facilitam muito a
comunicação da intenção do projeto na empresa
toda. Um modelo 3D exato, com todos os seus
dados de engenharia não geométricos associados,
torna-se um produto digital completo para revisões,
análise, aquisição e produção do projeto. Sua forma
é imediatamente utilizável pela equipe envolvida no
desenvolvimento do produto, tanto técnica como
não técnica, tornando-a infinitamente mais valiosa
para a empresa do que seus dados 2D legados.
Apesar disso, muitas empresas possuem uma
grande quantidade de capital intelectual atrelado a
seus sistemas 2D - desde os desenhos reais até o
conhecimento de seus projetistas - o que muitas
vezes contribui para deixá-las hesitantes no que se
refere à transição para 3D. Nessas empresas,
a diretoria pode temer não ser capaz de usar seus
dados de projeto antigos de maneira eficiente e que
14
Implementar um sistema CAD 3D no Intertape Polymer Group (IPG),
fabricante de plástico poliolefinas especializado e produtos e
sistemas de empacotamento de papel, reduziu o tempo de
desenvolvimento em 10%, os custos de desenvolvimento em 35%,
o número de erros em 50% e a necessidade de retrabalho em 75%.
será necessário um treinamento complexo sobre os
novos sistemas. Outro receio é ter que reorganizar
os processos nos quais os desenhos 2D se
baseavam no passado.
Algumas dessas preocupações são reais.
Os projetistas precisarão de treinamento nos novos
sistemas, sua produtividade nesses novos sistemas
inicialmente não será igual à produtividade que
tinham no sistema 2D e alguns processos serão
alterados. Entretanto, a maioria dos sistemas CAD
3D não permite a importação de dados 2D. Por essa
razão, o investimento da empresa nos dados 2D
legados não será perdido como resultado da
implementação.
Para essas empresas, um caminho mais seguro para
o 3D seria um sistema de projeto de transição
2D/3D, que emprega o projeto 3D para novos
projetos ao mesmo tempo em que mantém o
processo 2D para alterações de projeto. Dessa
forma, os projetos não serão interrompidos,
a transição poderá acontecer em um período mais
longo e os projetistas terão tempo de receber um
treinamento apropriado.
▼
Mitos x Realidade
Vamos analisar algumas das objeções comuns
feitas pela diretoria sempre que se considera a
mudança do CAD 2D para o 3D.
estimulados a assegurarem seus trabalhos no
futuro em uma indústria de manufatura hoje
incerta - mais engenheiros seguirão o mesmo
caminho.
Mito: É muito caro.
Mito: Os engenheiros seniores
não entendem projetos 3D.
Na realidade, todos vivemos em um mundo 3D e
temos um senso inato de como navegar nele. Os
desenvolvedores de sistemas CAD 3D trabalharam
com afinco para criar não apenas as interfaces
intuitivas com o usuário, mas também estruturas
de trabalho lógicas para o projeto de modelos 3D.
Como resultado, os engenheiros aprenderão com
facilidade tudo sobre esses sistemas.
Apesar disso, devemos assumir que a maioria dos
engenheiros com mais de 30 anos aprendeu as
matérias de engenharia no mundo 2D. Esses
engenheiros - muitos agora engenheiros e
projetistas de nível sênior - foram treinados em 2D,
usando sistemas de CAD ou baseados em desenho.
A boa notícia é que esses mesmos engenheiros
também entenderam em primeira mão as fraquezas
inerentes do 2D. Conseqüentemente, muitos
reconhecerão facilmente as áreas nas quais os
métodos 3D superam a tecnologia 2D.
Enquanto alguns projetistas ainda resistem a
aprenderem o 3D, insistindo que ainda são
produtivos nos métodos 2D, muitos verão essa
alteração como uma oportunidade de
aperfeiçoarem suas habilidades e se dedicarão
integralmente ao treinamento de 3D. Na verdade,
muitos desses engenheiros pró-ativos talvez já
tenham participado de algum curso de projeto 3D via tutoriais, guias on-line ou seminários VAR como uma maneira de garantir um futuro seguro
em seu trabalho.
Muitas vezes chamados de “primeiros seguidores”,
esses engenheiros e projetistas deveriam ser os
primeiros a serem treinados em CAD 3D. Depois de
verificar os ganhos em produtividade alcançados
pelo grupo de primeiros seguidores - ou talvez
15
Quando questionado pela diretoria sobre os altos
custos envolvidos nessa alteração, sua resposta
deve ser: “Sim”. Entretanto, essa é também sua
primeira oportunidade de começar a destacar o
seguinte: a economia de trabalho e os benefícios
gerados pelo novo sistema no final trarão um
sólido retorno para o investimento feito pela
empresa. Falaremos sobre isso mais adiante, mas
antes vamos dar uma olhada nos custos
específicos.
Uma maneira de evitar o desastre e as discussões
pelo caminho é ser totalmente honesto com a
diretoria desde o início. Informe com antecedência
os custos exatos de software, hardware,
treinamento e o tempo adicional necessário para
uma implementação 3D.
Depois de discutir os custos, avalie qual será a
economia de trabalho projetada assim que o
sistema estiver pronto e em execução. A economia
de trabalho, em conjunto com as economias
geradas por um número reduzido de protótipos
físicos, pode rapidamente - muitas vezes já no
primeiro ano - pagar os custos iniciais da
implementação.
Vamos especificar os custos específicos de uma
implementação. Primeiro, há o custo real do
software, assim como do software integrado de
terceiros. Felizmente, o custo de sistemas CAD 3D
caiu significativamente desde o seu surgimento, em
parte por causa da onda de produtos CAD de médio
alcance, que ajudaram a baixar os custos enquanto
competiam com os pacotes muito especializados
em termos de funcionalidade.
Segundo a Daratech, empresa de pesquisa de
mercado, esses pacotes CAD 3D de médio alcance e
com um valor mais atraente - consideradas como
tendo 80% da funcionalidade a 20% do preço - agora
oferecem quase 90% da funcionalidade e,
em muitos casos, a até 50% do preço dos pacotes
altamente especializados.
Muito provavelmente, haverá também exigências
maiores de hardware, apesar de esses custos serem
de alguma forma mitigados nos últimos anos, já que
os preços dos PCs baseados em Windows ®
O treinamento de CAD 3D para engenheiros deve ser concebido
individualmente, uma vez que os conjuntos de habilidades,
conhecimentos e modos de aprendizado podem variar muito.
As opções incluem o treinamento tradicional, tutoriais, seminários
VAR, grupos de usuários e manuais on-line.
Enquanto o CAD 2D pode ser uma maneira
eficiente de criar desenhos de produto, o CAD 3D
aumenta a eficiência ao acelerar qualquer atividade
e ao otimizar os projetos através da remoção de
muitas fontes potenciais de imprecisões e erros.
Além disso, os benefícios do CAD 3D serão vistos
não só no departamento de engenharia, mas
também por toda a empresa. A transição para o
projeto 3D terá um impacto significativo em áreas
como qualidade, custos de garantia, manufatura e
conjunto, assim como em vendas e marketing.
Para contornar essa objeção, aponte as áreas onde
o CAD 3D poderá resolver problemas atuais de
modo mais eficiente e, no processo, diminuir o
tempo de processos existentes para que ele se
pague. Para quantificar esse argumento, faça uma
lista de todas as maneiras nas quais o CAD 3D
poderia aperfeiçoar os processos atuais e então
calcule - tanto em trabalho como em tempo - a
economia de tempo associada a cada um. Apesar
disso ser uma maneira de quantificar os benefícios
do CAD 3D, a economia real irá, por fim, resultar
em produtos com uma qualidade superior
projetados e manufaturados mais rapidamente.
Algumas empresas argumentarão que a tecnologia de
modelamento de sólidos 3D é uma vantagem
competitiva apenas para as empresas que projetam e
fabricam peças e conjuntos complexos. A verdade é
que tal fabricante - mesmo aqueles projetam produtos
relativamente simples - ganhará uma vantagem
competitiva ao projetar e fabricar os melhores
produtos com mais rapidez.
▼
despencaram. Outras despesas com hardware
podem resultar da necessidade de placas gráficas
aceleradoras 3D. Também haverá custos
associados ao treinamento de engenheiros em
sistemas de projeto 3D, o que pode ser medido
tanto monetariamente como em perda de
homens-hora.
Mito: O 2D trabalha por nós. Por que devemos
mudar?
Apesar dos custos iniciais serem significativos,
talvez a melhor maneira de vencer as objeções
sobre os custos seja apontar que a transição da
empresa para o CAD 3D é um investimento no
futuro e uma forma de se preparar para enfrentar a
concorrência nos próximos anos. A migração para
o CAD 3D terá impactos de longo prazo nas vendas
e nos custos, permitindo que as empresas criem
produtos melhores em ciclos de projetos menores com menos desperdício de tempo e de materiais.
16
Como escolher o projeto certo e as
pessoas certas
Talvez seja difícil para algumas empresas pararem
abruptamente de usar o 2D e mudarem
completamente para 3D em todos os projetos.
Os gerentes de engenharia precisam avaliar com
cuidado qual projeto e quais pessoas podem
começar a usar o CAD 3D. A melhor maneira de
começar uma implementação 3D é com um projeto
piloto, para garantir que as decisões tomadas
durante os primeiros estágios sejam bem pensadas.
Os projetos piloto podem ser feitos com grupos
pequenos e concentrados, que testem os processos
de implementação, de documentação e de
treinamento em um ambiente menor e mais
controlado. Eles também permitem que a equipe
faça pequenos ajustes ou alterações aos processos
à medida que são estabelecidos.
É essencial para o sucesso de uma implementação 3D
escolher a hora e a tarefa exata em que se deve
experimentar o CAD 3D. Não é razoável usar a
tecnologia 3D em projetos que sejam meras
modificações de sistemas existentes, nos quais
apenas algumas áreas do projeto precisam de
alterações. Uma metodologia melhor seria manter os
dados legados em 2D e esperar para utilizar o 3D até o
surgimento de um novo projeto.
Os projetos piloto devem ser projetos menores
facilmente gerenciáveis e possuem um risco
relativamente baixo. Depois de concluir o
programa piloto, é importante que os líderes de
equipe de engenharia conduzam uma avaliação
posterior ao projeto com toda a equipe de projeto
Depois de implementar um novo sistema CAD 3D na empresa toda,
a ECCO, fabricante de alarmes de backup para caminhões e
equipamentos pesados, aumentou sua
receita ao lançar uma nova linha de
produtos configuráveis, cortou seu ciclo
de projeto em 40%, reduziu as sobras em
5 a 10% e atingiu níveis mais altos de
colaboração, comunicação e eficiência.
para a avaliação do que funcionou ou não, e para
determinar as melhores maneiras de aprimorar
esses processos.
Para evitar a sobrecarga e desorganização dos
projetistas, os gerentes de engenharia também
devem tentar uma implementação passo a passo que
apresente lentamente os métodos de modelamento
3D, dependendo da tarefa e dos vários níveis de
habilidade dos usuários individuais. Nesse ponto,
o gerente deve analisar honestamente quais
engenheiros são qualificados e motivados o
suficiente para fazer a primeira transição para 3D.
Talvez seja exigido desses engenheiros um
treinamento adicional e possivelmente trabalho
extra, portanto os gerentes devem ser realistas e
honestos em suas expectativas quanto aos
primeiros seguidores.
Esses engenheiros e projetistas provavelmente se
tornarão os heróis do projeto e serão mentores de
outros usuários durante sua transição - aqueles que
os outros engenheiros procurarão quando tiverem
problemas ou perguntas. Uma maneira de encorajar
tais mentores é oferecer prêmios simples pelo
reconhecimento de seu esforço. Mesmo que esses
prêmios não sejam muito elaborados, eles são uma
maneira importante de reconhecimento aos esforços
extraordinários dos funcionários que são cruciais ao
sucesso de uma implementação.
Para determinar quem estará em uma equipe de
projeto piloto, assim como que tipo de treinamento
será o mais apropriado para os usuários,
um gerente deve fazer várias perguntas: Eles
possuem experiência em CAD 3D? Eles serão
usuários “avançados”? Eles precisarão trabalhar
com conjuntos e peças complexas? Eles precisarão
importar geometria de outros sistemas?
Outro componente crítico de qualquer
implementação de tecnologia de sucesso é o
treinamento. Como todos os engenheiros possuem
conjuntos de habilidades e modos de aprendizado
diferentes, o treinamento deve ser feito sob
medida. Não existe algo como “uma aula que serve
para todos”. Várias opções educacionais estão
17
disponíveis, incluindo as aulas de treinamento
tradicionais, tutoriais, seminários VAR, grupos de
usuários e manuais on-line. Antes que cada
engenheiro participe de um treinamento completo,
é fundamental fazer uma avaliação preliminar das
técnicas 3D para evitar qualquer perda de tempo
quando começar o treinamento formal.
A perspectiva do gerente: Todd Mansfield,
chefe da equipe de Engenharia de Sistemas,
ECCO
A ECCO é o maior fabricante mundial de alarmes
de backup e de luzes âmbar de alerta para veículos
comerciais. Com a transição do AutoCAD para um
sistema de modelamento de sólidos 3D, além de
ganhar em eficiência, a empresa aprimorou as suas
formas de colaboração e comunicação, diminuiu o
ciclo de projetos em 40% e reduziu o desperdício
em 5 a 10%. Todd Mansfield, chefe da equipe de
Engenharia de Sistemas, conta como a ECCO
superou as barreiras culturais no processo de
implementação.
Eles dizem “Sempre fiz isso dessa maneira e não
quero mudar”. Você diz: “E se eu puder mostrar
como você pode tirar toda essa carga
administrativa das suas costas? Em vez de passar o
dia inteiro criando desenhos que são apenas
subprodutos do projeto 3D, você poderá passar seu
tempo fazendo o que aprendeu na faculdade e o que
gosta de fazer - projetos de verdade”. Mas se puder
associar-se a eles e garantir que essa é a forma de
se manter competitivo, provavelmente fará com
que eles esqueçam o medo. É um navio enorme e
cada mudança de rumo é feita lentamente. Mas uma
vez que comece a mudar, subitamente será como
uma sorte inesperada para você.
P: Como a sua empresa começou a implementação?
R: Diria que há duas maneiras de analisar esta
questão: Quem são as pessoas mais abertas? Quais
são as áreas que mais precisam dessa tecnologia?
Você pode ter alguém muito pró-ativo, mas que
realmente não apresenta quaisquer problemas que
estejam custando o tempo e o dinheiro da empresa.
De modo inverso, pode haver alguém não tão próativo, mas que esteja em uma situação que poderá
afetar a produtividade caso se não for corrigida.
R: Apesar de exaustivo, definimos uma data limite
para que depois dela todos os trabalhos - tanto
novos como existentes - passassem a ser feitos em
3D. Tínhamos uma pilha imensa de desenhos
criados no AutoCAD. Foi doloroso, pois no início,
alterações que eram feitas em cinco minutos,
às vezes levavam algumas horas. Mas se você não
estabelecer uma data definitiva de mudança, ficará
entre os dois sistemas para sempre. Inicialmente,
haverá algum sofrimento, mas as recompensas
compensarão o sofrimento. No ano passado,
tivemos um aumento de 42% no número de
documentos criados e revisados.
P: Como você motiva o engenheiro que está
hesitante em mudar para o 3D?
P: Qual a importância da adesão da diretoria para
garantir o êxito de uma implementação?
R: Se você analisar as pessoas que mais criticam a
implementação de novas tecnologias, observará
que geralmente tratam-se de funcionários mais
antigos e atrelados a sistemas que talvez eles
mesmos tenham configurado. Assim, eles têm uma
sensação real de propriedade sobre aqueles
sistemas antigos e obsoletos. Se conseguir ir atrás
deles inicialmente, mudar suas opiniões e colocá-
R: É fundamental. É a questão número um. Se você
não contar com isso, não terá a autoridade nem a
autenticidade naquilo que estiver fazendo. Se a
diretoria não compartilhar da sua visão, você
estará perdido. Você precisa implementar isso com
a anuência da diretoria executiva.
P: Como você identificou quais engenheiros
deveriam mudar primeiro para o 3D?
18
los em uma posição pró-ativa, ganhará de repente
um valioso recurso. Você terá transformado seus
maiores críticos em seus melhores advogados,
e isso simplesmente altera toda a cara da
implementação.
P: Qual a importância de executar algum tipo de
estudo avançado de ROI (retorno sobre o
investimento) durante a transição do
desenvolvimento de produtos para 3D?
R: É sem dúvida muito importante. O ROI pode ser
facilmente calculado e é fundamental, mas acho
que é realmente secundário em comparação a
apontar quais são exatamente os seus problemas.
Você pode achar que sabe quais são os seus
problemas; mas se fizesse alguma análise, veria que
eles podem ser diferentes. Se você não sabe onde
está ou para onde vai, qualquer estrada o levará
para lá. Até definir seus problemas, você não sabe
quais serão as possíveis soluções.
Nós tomamos a decisão de mudar para o 3D por
causa de nosso negócio, porque os clientes estavam
esperando aquele nível de modelamento. Muitos de
nossos clientes hoje não aceitariam um desenho 2D.
Eles querem geometria de sólidos, assim como
arquivos IGES e STEP, resultados que só a
tecnologia 3D pode oferecer. Você não pode
esquecer que mudar para o sistema 3D nos dias de
hoje é uma estratégia comercial. Ele projeta sua
competência técnica. Hoje, o 3D não é mais algo
que apenas os maiores e melhores fazem. Se você
estiver jogando golfe, está usando 3D. Você não
joga mais para fazer um birdie; é um golfe para
fazer par, visando o bogey, porque as coisas estão
se movendo rapidamente. Uma vez que opte por
uma estratégia comercial, você sacará o seu talão
de cheques e perguntará: “qual será o custo para
chegarmos lá?” Você sabe que levará tempo e
dinheiro, mas você o fará. Depois de concluído,
você estará muito feliz em ter tomado essa decisão.
Perspectiva do usuário: Jeff Hallgren,
analista de software de sistemas de
engenharia, Paper Converting Machine
Company (PCMC)
A PCMC é um fabricante global de equipamentos de
conversão de papel desde 1919. Vamos conversar
com Jeff Hallgren, analista de software de sistemas
de engenharia, para saber como a empresa fez a
transição do CAD 2D para o 3D.
19
Ao implementar um sistema
de projeto 3D, a JK Mold, um
dos líderes no fornecimento
de moldes complexos e de
ponta para peças de plástico
moldado por injeção e moldes
de fundição de zinco e
alumínio, reduziu seu ciclo de
projeto de moldes em 50%,
aumentou sua capacidade de
importação e exportação de
vários formatos de dados,
melhorou a comunicação do
projeto com os clientes e
aperfeiçoou sua capacidade
de análise dos moldes.
P: Como você identificou quais engenheiros
deveriam mudar primeiro para o 3D?
R: Normalmente você pensa em começar com os
engenheiros que atuam na área de desenvolvimento
de produtos novos. Eles são aqueles que tipicamente
começam com uma folha de papel em branco.
Geralmente eles são aqueles profissionais
audaciosos, mais inovadores e sempre prontos para
aceitarem novos desafios. Tipicamente, eles também
têm mais tempo, ao contrário do engenheiro que
trabalha em um ambiente ETO (engineered-to-order),
que tem entre apenas alguns dias ou apenas alguns
meses para executarem as tarefas. A transição deles
deve ser feita de forma diferente daquela aplicada à
equipe de desenvolvimento de produtos novos. Além
disso, o grupo de desenvolvimento de produtos novos
normalmente pode encaixar tempo para fazer esses
testes e os prejuízos em matéria de produtividade não
são tão grandes.
P: Qual a importância do apoio da diretoria nessa
transição?
R: É fundamental. Se a diretoria não orientar a
transição, ela estará fadada ao fracasso. Você
precisa realmente convencer a diretoria dos
benefícios e também ter a certeza que eles
entenderam quanto tempo isso levará e quais são
as ramificações. A diretoria precisa entender que
não existe um botão mágico. Não há interruptor de
luz que você possa ligar: um dia você está em um
sistema 2D e no dia seguinte todo mundo já está
trabalhando com eficiência total no sistema novo.
Você realmente precisa convencê-los de que esse
não é um processo do dia para noite, que os
benefícios são reais e tangíveis e estão lá no final.
Mas você não deseja ir tão rápido nem arrastar o
processo por muito tempo.
P: Você deve executar algum tipo de estudo de ROI
(Retorno sobre o investimento) na mudança para o
projeto 3D?
R: É necessário fazer a pesquisa. Envolva uma
revenda (VAR) para que ela faça o trabalho externo
para você e obtenha muitas referências de
empresas que já fizeram a transição. Vá conversar
com eles e pergunte: “Mas como isso ajudará a
empresa?” É importante olhar para o ROI não
apenas do ponto de vista da engenharia, mas
também como uma ferramenta completa para a
organização, porque ela terá impacto em toda a
empresa. Tipicamente, o ROI não vem apenas da
engenharia. Na verdade, algumas vezes você acerta
os custos ao mudar para 3D no grupo de
engenharia. Os benefícios reais e tangíveis são
vistos na qualidade, custos de garantia, diminuição
do retrabalho na fábrica. Isso irá melhorar o
processo de fabricação e o processo de montagem,
porque agora você pode criar essas vistas
ampliadas, e-drawings e animações que serão
usadas na fábrica pelos responsáveis pelo trabalho
de montagem. Eles terão meios de entender melhor
sobre o projeto.
Uma avaliação financeira precisa ser feita antes da
mudança de qualquer grupo de engenharia para
uma nova plataforma MCAD. Isso é particularmente
verdadeiro no caso da tecnologia 3D. Quando
20
estiver avaliando os elementos de custo da
mudança para 3D, todos os aspectos da migração
devem ser analisados para que um “custo total de
propriedade” muito bem pensado seja obtido.
Financeiramente, isso inclui os custos associados
ao desenvolvimento da infra-estrutura necessária
(treinamento, suporte de VAR, criação de
biblioteca padrão, melhores práticas ou práticas
padrão), software PLM, software de análise de
engenharia (FEA, análise de movimento), software
CAM de manufatura e atualizações freqüentes nas
estações de trabalho dos usuários para garantir o
melhor desempenho. Adicionalmente, os custos
devem incluir a conversão de dados legados.
Um ROI sólido pode ser extremamente difícil de
obter, porque alguns dos intangíveis não se
relacionam diretamente ao retorno fiscal.
Os benefícios do modelamento 3D são muito mais
abrangentes do que se for usada apenas como uma
ferramenta de projeto de uso exclusivo da
engenharia. As empresas que não migrarem para um
sistema 3D nos próximos três anos serão deixadas
para trás e colocadas em uma posição em que estarão
em extrema desvantagem em relação a seus
concorrentes. Quatro benefícios evidentes do
modelamento 3D reconhecidos pela PCMC foram a
maior eficiência no projeto, maior qualidade no
projeto, ciclo menor de desenvolvimento e maior
eficiência na montagem. Nos completamos um ROI
projetado com base em uma análise de sensibilidade,
que avaliou o impacto no fluxo de trabalho
corporativo resultante da migração para o
modelamento 3D. Apesar do ROI ter sido previsto,
o projeto de modelamento 3D foi realmente
avaliado/vendido com base no custo total de
propriedade e pelo fato de que, como empresa,
a PCMC não poderia parar a migração antes de sua
conclusão.
P: Como você determinou qual seria o projeto a ser
usado como programa piloto?
R: Eu recomendo muito, muito uma metodologia
dividida em etapas. É melhor gerenciá-lo através
do desenvolvimento de produtos novos ou de
produtos que estarão no mercado por um tempo.
À medida que a conversão de tipo legado for
caminhando, você precisa identificar quais são os
produtos em que mais trabalha. Não se preocupe
com os produtos pequenos e obscuros. Você
precisa avaliar que produtos serão viáveis para a
empresa no próximo ano, e nos próximos dois ou
cinco anos. Não há vantagens em converter uma
linha de produtos que não vende.
moviam entre cada etapa: fossem eles análise do
fluxo de gás, como a CFD, análise estrutural ou
uma etapa da ilustração, onde eles tinham que fazer
ilustrações e remodelamentos quando estavam
programando à mão em CNC.
P: Quais foram os fatores importantes para sua
empresa na hora de escolher o sistema CAD 3D
certo?
R: Havia um grupo de projeto piloto com apenas
algumas licenças envolvido na criação de
ferramentas, equipamento de processos e
fabricação. Porém, eles estavam apenas reunidos e
não contavam com qualquer tipo de rede ou
suporte. Agora nós colocamos os recursos da
empresa à disposição para apoiar esses esforços e
estendemos os padrões da empresa. Assim,
o projeto piloto foi um tipo de estudo de caso para
provar à empresa que tudo funcionava. Depois
fomos até o grupo de P&D, que possui uma
diversidade muito maior de CAD. São os casos mais
complicados. Mas como eles também foram
isolados, pude trabalhar com eles originalmente
sem causar impacto no resto da empresa.
R: Procuramos por desempenho em conjuntos
complexos, gerenciamento de configuração,
facilidade de uso e o suporte da empresa. Qual
empresa é a líder? Como está a saúde financeira da
empresa? Quando você estiver fazendo a avaliação,
perceba que cada um desses sistemas crescerá e
que a tecnologia está mudando com muita rapidez,
portanto veja qual organização está respondendo
melhor às necessidades de seus clientes.
Perspectiva do usuário: Alan Larsen,
analista de engenharia para TI na Autoliv
Asp, Inc.
21
P: Como você determinou qual seria o projeto a ser
usado como programa piloto?
P: Esses primeiros usuários ajudaram na transição
dos outros usuários?
A Autoliv Asp, Inc., subsidiária da Autoliv Inc.,
é um fabricante global de sistemas de segurança
para automóveis. A empresa começou a trilhar o
caminho para a implementação de 3D em 1998.
Apesar de ainda não estar concluída, vamos saber
com o analista de engenharia Alan Larsen como
eles deram início à implementação e como
venceram a resistência inicial à tecnologia 3D.
R: Na verdade, não. Nosso projeto piloto foi usado
fundamentalmente para remover uma barreira na
empresa. A partir dele, entretanto, criamos padrões
da empresa que fundamentaram o que estávamos
fazendo, o que foi um passo significativo na
tentativa de estender o projeto para toda a
empresa.
P: Como você identificou quais engenheiros
deveriam mudar primeiro para o 3D?
P: Como vocês ganharam o apoio da diretoria para
essa transição?
R: Escolhemos as pessoas que dependem de ações
rápidas, como aquelas que desenvolvem produtos
novos e precisam atuar com rapidez. Eu fazia parte
desse grupo. Quando percebemos as vantagens que
teríamos, passamos a pensar como conduziríamos o
processo. Aí saímos em campo e encontramos
engenheiros que utilizam processos repetidos em
2D ou 3D, e remodelamos à medida que eles se
R: Escolhi minhas batalhas com muito cuidado.
Procuramos por áreas nas quais haveria mais
problemas, onde estaríamos nos livrando dos
processos de trabalho. Isso não é difícil de definir
para a diretoria. Você diz: “Essa etapa não será
mais necessária amanhã” e eles vêem
imediatamente o valor que há nisso. Quando você
tenta dizer a eles que isso é melhor, sempre há
alguém que questionará tudo o que disser. Não
queríamos que isso virasse nada além de uma
objeção. Mesmo que não tenham entendido todo o
processo, eles compreenderam o essencial naquele
momento. Agora voltaremos para reeducá-los.
Acabamos a fase um, então o que nos aguarda na
fase dois? Eles realmente não conseguem digerir
em uma mordida, então tem que ser um processo
contínuo.
P: Vocês já concluíram a implementação da
tecnologia 3D?
R: Não. Ainda falta quase um ano. Começamos a
mudar para 3D em 1998, mas a empresa não apoiou
totalmente a iniciativa. Foi uma iniciativa
“clandestina”. É importante transformá-la em uma
iniciativa coletiva em vez de algo clandestino.
Agora conseguimos torná-la visível para a diretoria:
uma solução que dispensa soluções redundantes.
22
Como remover os obstáculos à
implementação:
Considerações sobre o hardware
CAPÍTULO 3
>>
Quando a empresa decide mergulhar no mundo de
projetos 3D, vários problemas técnicos devem ser
resolvidos. Os sistemas de computador onde você
executava o software de projeto 2D não têm como
atender o aumento de demandas da tecnologia 3D.
Além disso, depois que os computadores e seus
subsistemas relacionados forem adquiridos, um
plano de atualização sólido deve ser implementado
para garantir uma produtividade contínua no
futuro.
As empresas que estão mudando para o 3D
precisam ser cuidadosas ao especificarem todos os
componentes de hardware necessários para
atender o aumento de demandas associado à
tecnologia pelo 3D. Você precisa selecionar
computadores poderosos e fáceis de atualizar que
tenham bastante memória (RAM), espaço em disco
rígido suficiente para atender o aumento da
necessidade de armazenamento de arquivos, uma
23
placa gráfica 3D de qualidade profissional e driver
correspondente, uma rede estável e, se possível,
um servidor dedicado às necessidades de
engenharia.
▼
Um erro comum que as empresas encontram
quando embarcam em uma implementação 3D é
pensarem que eles poderão executar sistemas
CAD 3D em seu hardware atual. Todd Majeski,
presidente da 3DVision Technologies,
um revendedor de valor agregado (VAR) de
sistemas CAD 3D sediado em Ohio, EUA, diz:
“O erro mais comum são pessoas que acreditam
que seu hardware atual será suficiente apenas
para começar no 3D. Elas carregam o software e
ele é executado de forma precária. Elas
constatam que terão mais gastos e ficam
realmente chateadas. Isso normalmente vem da
diretoria, que não está 100% comprometida com
essa mudança e tenta economizar dinheiro aqui
e ali”.
O que há por trás da implementação?
O modelamento de sólidos exige muito mais
recursos tecnológicos do que o sistema 2D.
No passado, o software CAD, por usar recursos
gráficos e computacionais intensivamente, exigia
investimentos altos em estações de trabalho
UNIX. ® Empresas inteiras, como a Computervision
e a Intergraph Corporation, foram fundadas com o
objetivo de fornecer plataformas de hardware
poderosas o bastante para executarem programas
de software de CAD. Mesmo a Sun Microsystems,
Inc., hoje o maior fornecedor de sistemas do
mundo, iniciou suas operações fornecendo
estações de trabalho técnicas para a comunidade
CAD.
Os sistemas CAD 3D de hoje são executados em
poderosos PCs com Windows ® às vezes chamadas
de “estações de trabalho CAD”. Essas são boas
notícias para as empresas de manufatura que estão
atualizando para 3D. Mais uma boa notícia é que a
concorrência acirrada durante anos entre os
fornecedores de chips, a Intel Corporation e a
AMD, reduziu significativamente o preço de seus
respectivos chipsets e, conseqüentemente, os
preços dos PCs.
Uma estação de trabalho de boa qualidade e capaz
de executar sistemas CAD 3D, poderá custar entre
US$ 2.000 a US$ 3.000, sem o monitor. Os fatores
que poderiam aumentar o preço incluem a adição
de mais memória ou a necessidade de uma placa
gráfica 3D de alta resolução.
Na maioria dos casos, o desempenho do sistema é
proporcional à velocidade do processador da CPU
do PC, apesar disso estar longe de ser o único
fator para um bom desempenho. A maioria dos
sistemas CAD será bem executada em sistemas
baseados em Intel Pentium ® 4 ou Xeon™, ou nos
chips AMD Opteron™ que executam o Windows
2000 Professional ou o Windows XP Professional
(32 bits). Uma vantagem de desempenho do
Windows XP Professional é o modo 3GB, que não
está disponível no Windows 2000. Recentemente,
a Microsoft apresentou o sistema operacional
Windows XP Professional de 64 bits, que
beneficiará bastante os engenheiros que trabalham
em CAD 3D.
▼
Outro fator a ser considerado é o tamanho do
cache do computador. Uma CPU com um cache de
2MB oferecerá um desempenho melhor do que uma
com apenas 1MB. Para avaliar melhor os sistemas
disponíveis, você poderá executar testes de
desempenho com modelos reais ou verificar os
resultados de testes de desempenho padrão em
sistemas que executaram vários sistemas CAD 3D
em http://www.spec.org/gpc.
Qual a quantidade de memória
necessária?
A memória é um dos componentes mais
importantes a serem considerados, uma vez que os
sistemas CAD 3D consomem muita memória.
Quando um sistema que está executando CAD 3D
24
fica sem memória, você experimentará um declínio
significativo no desempenho, devido ao fato de que
os tempos de acesso ao disco rígido serão
infinitamente mais lentos do que os tempos de
acesso à memória.
Como saber qual a quantidade de memória
necessária? A resposta para essa pergunta depende
muito dos conjuntos de dados que estão sendo
carregados e do número de programas que serão
executados simultaneamente. A maioria dos
sistemas CAD exige um mínimo de 512 MB de RAM,
apesar de que, para quase todos os engenheiros que
trabalham com CAD 3D, isso não será o suficiente.
Se você for executar vários programas ou trabalhar
com conjuntos grandes, a RAM recomendada sobe
para 1 GB ou mais.
“A primeira coisa que digo aos meus clientes é que
eles vão precisar de mais RAM do que eles ou do
que o seu departamento de TI acham que será
necessário”, diz Jeffrey Setzer, gerente de Serviços
Técnicos da Graphics Systems Corporation, uma
revenda (VAR) de sistemas CAD 3D sediada em
Wisconsin, EUA. “Recomendo que eles comecem de
1 GB de RAM para cima, dependendo da
complexidade de seus modelos de peças
individuais ou do tamanho dos modelos de seus
conjuntos”.
Para testar a quantidade de RAM necessária, teste
o software com conjuntos de dados reais. Para ter
uma idéia mais precisa, inicie o sistema CAD 3D
junto com outros aplicativos que normalmente
você executaria em seu sistema. Você pode
controlar e relatar a memória utilizada no Monitor
do Sistema de Desempenho do Windows.
Tenha em mente que quanto maior a complexidade
dos modelos desenvolvidos aumentar, maior será a
demanda por memória. Felizmente, as atualizações
de memória tornaram-se muito acessíveis.
Entretanto, você precisa prever a necessidade de
futuras atualizações de memória. Uma boa prática
seria dobrar a RAM das estações de trabalho CAD a
cada três anos.
A importância do sistema de
redes
Enquanto a velocidade de processamento da CPU é
essencial, não se esqueça da importância de uma
rede estável, onde os gargalos podem paralisar a
produtividade. Negligenciar a rede é o maior erro
que as empresas fazem quando implementam um
sistema CAD 3D, de acordo com Lutz Feldman,
diretor de marketing da SolidLine AG. Com sede na
Alemanha, a empresa é uma revenda (VAR) de
sistemas CAD 3D.
“Na maioria dos casos, os clientes tendem a se
concentrar nas estações de trabalho”, diz Feldman.
“Mas o desempenho da rede é ainda mais
importante. Pela nossa experiência, descobrimos
que o maior gargalo está ali. O desempenho é
crucial nessa área para todos os componentes,
entre eles placas de rede, roteadores e switches”.
Na implementação de um CAD 3D, Feldman
acredita que uma boa rede é o componente mais
importante a ser considerado.
A presença de um servidor de engenharia dedicado
ao uso dos engenheiros é outro fator essencial.
Na 3DVision Technologies, Majeski observa que
uma das primeiras perguntas que ele faz às
empresas que estão mudando para o 3D é se haverá
ou não um servidor dedicado à engenharia.
“Se a resposta for não, para nós isso acende um
sinal vermelho”, diz Majeski. “Explicamos que será
necessário obter um servidor de engenharia se
25
pretendem trabalhar em um ambiente colaborativo,
especialmente se os conjuntos de dados forem
grandes. Diria que em 80% dos casos, as empresas
possuem um servidor de engenharia. Para os 20%
das empresas que ainda estão em uma grande rede,
os conjuntos de dados se tornarão um gargalo. Eles
nos ligarão para reclamar que o sistema CAD está
lento, e quase sempre esse será o problema”.
Outro erro comum é ignorar o servidor quando
chega a hora da atualização. As empresas
geralmente definem um prazo para atualizar as
estações de trabalho dos engenheiros, mas
esquecem do servidor, mesmo que um servidor
ultrapassado diminua significativamente o
desempenho dos sistemas de todos.
▼
▼
Os usuários que possuem modelos
muito complexos ou juntam peças em
um conjunto podem achar que já estão
chegando no limite do sistema
operacional de 32 bits. Se a sua
máquina tiver 4 GB de memória e essa
condição for alcançada, você verá com
freqüência uma “tela azul” ou um erro
de “falta de memória”. Esses usuários
precisarão instalar o sistema
operacional Windows XP Professional
de 64 bits e atualizar o aplicativo CAD
3D para 64 bits.
O poder das placas gráficas on-board
Mesmo com o computador mais rápido disponível,
uma placa gráfica inadequada pode levar a taxas de
atualização muito baixas e um comportamento de
tela intermitente. Para exibir geometria na tela,
os aplicativos 3D mais atuais usam placas OpenGL
(desenvolvido pela SGI) ou DirectX ® (desenvolvido
pela Microsoft). Pense em OpenGL e DirectX como
APIs, que os aplicativos, como os programas CAD,
usam para colocar “chamadas” com o intuito de
exibir a geometria.
As placas gráficas padrão e as profissionais têm
suporte para OpenGL e DirectX. Entretanto,
Os fornecedores de software testam cada uma das
placas gráficas profissionais e drivers para
verificar quais funcionam corretamente com o seu
software. Os testes verificam se há problemas, tais
como erros de tela e suporte para monitores duais.
Os fornecedores listam as placas e drivers
compatíveis nos seus sites da Web. Se você
adquirir uma placa gráfica 3D e um driver,
confirme se ela é certificada pelo fornecedor de
CAD.
Quando você escolhe uma placa gráfica, dois
fatores importantes que devem ser consideradas
são a sua unidade de processamento gráfico (GPU)
e o driver de software que utiliza a unidade.
O barramento entre a CPU e a placa gráfica é outra
consideração importante. O barramento PCI
Express oferece a um computador uma linha
bidirecional para a comunicação com a placa
gráfica, aperfeiçoando a visualização e a
velocidade das imagens gráficas do computador.
Com um caminho livre para a CPU e para a
memória do sistema, o PCI Express oferece uma
maneira muito mais rápida e eficiente para um
computador obter as informações necessárias para
processar gráficos complexos.
Algumas placas gráficas 3D profissionais também
oferecem drivers otimizados que funcionam com
certos aplicativos profissionais. Os tipos de projeto
que você desenvolve são os melhores indicadores
para determinar o tipo de placa gráfica ideal. Se
estiver criando conjuntos relativamente pequenos
em seu sistema CAD 3D, uma placa de boa
qualidade compatível com o seu aplicativo
funcionará bem. Se estiver usando um modelador
de superfície para criar uma proteção complexa
para o corpo de um carro, por exemplo, precisará
de uma placa de alto desempenho para obter as
imagens de qualidade exigidas neste caso.
26
Mudanças em futuros sistemas operacionais darão
às placas gráficas um papel cada vez mais
importante no cenário tecnológico. Com a
apresentação do novo sistema operacional da
Microsoft, cujo codinome é “Longhorn”, a GPU
lidará muito mais com a computação do que nas
versões anteriores do Windows, tornando a
qualidade das placas gráficas ainda mais essencial.
▼
os usuários de CAD precisam de uma placa gráfica
profissional. A principal diferença entre os dois
tipos é o driver. Uma placa gráfica profissional
oferecerá muito mais comandos aceitos do que uma
placa padrão, pois direciona seu processamento
real de comandos para a placa, liberando a CPU do
computador para suas tarefas principais.
Disco rígido: Qual é o espaço suficiente?
Ao utilizar os tempos de leitura/escrita rápidos de
um disco rígido/controladora, você pode aumentar
a taxa em que o software CAD é lido na memória
do computador. Discos e controladoras rápidos
também otimizam a leitura e a escrita de dados,
transformando-os em mais um componente
importante. O tipo de disco rígido, a velocidade de
rotação e a taxa de transferência de dados afetam o
desempenho geral do sistema.
Quando for determinar a quantidade de espaço em
disco necessária, seja generoso. Calcule quanto
espaço você acha que irá precisar pelos próximos
três anos e dobre essa quantidade. Você precisará
dele. E quanto maior o disco rígido, menor é o
custo por megabyte de espaço em disco. Além
disso, faça a revisão regular da quantidade de
espaço livre em disco disponível nas estações de
trabalho CAD. Se houver menos do que 400 MB de
espaço livre em disco, podem ocorrer problemas de
desempenho. Se o sistema operacional tiver pouco
ou nenhum espaço em disco, o sistema pode se
tornar instável ou até congelar.
O espaço em disco disponível deve ser verificado
periodicamente nas unidades de disco locais,
no diretório de backup do sistema CAD,
no diretório temporário do Windows, no diretório
Documentos e Configurações e nas unidades de
rede. Se qualquer um desses locais começar a ficar
sem espaço disponível, você terá duas opções:
adicionar mais espaço em disco ou remover
arquivos e/ou aplicativos para liberar espaço
adicional.
A fragmentação do disco rígido é outro problema
que pode afetar o desempenho do seu sistema. Isso
▼
Vários monitores
O mercado de monitores tem sofrido algumas mudanças
significativas que beneficiaram os setores de CAD e
engenharia. A primeira, as placas gráficas e os sistemas
operacionais de hoje, como o Windows XP da Microsoft,
agora oferecem suporte a monitores duais, o que pode
trazer ganhos de produtividade para os engenheiros que
trabalham com CAD 3D. A outra mudança foi a queda dos
preços dos monitores de tela plana nos últimos anos.
Monitores com resolução e desempenho superiores
permitem que os engenheiros que trabalham com
CAD 3D vejam mais detalhes em seus modelos e no
layout do projeto, devido ao estado real da tela
adicional oferecida pelos monitores maiores. Além
disso, os monitores duais permitem que os
engenheiros exibam seus modelos em uma tela,
enquanto mantêm os comandos na outra.
▼
acontece quando os arquivos tornam-se dispersos
no disco rígido, e assim ele precisará de mais
tempo para acessá-los. Se o disco estiver muito
fragmentado, haverá várias repetições para
desfragmentar seu disco a um nível aceitável. Para
evitar a fragmentação, execute regularmente uma
manutenção agendada em seu sistema.
Parceria com uma VAR
Hoje, a revenda de valor agregado (VAR) cumpre
uma função essencial na implementação do sistema
3D. Uma VAR eficiente fará quase todo o trabalho
externo para um cliente que está implementando
uma solução de CAD 3D e ajudará as empresas à
medida que elas forem adicionando ferramentas de
software integradas de terceiros. As VARs estavam
no negócio primordialmente para revenderem o
software, porém, seu papel evoluiu. Agora os
clientes já contam com o “valor agregado”,
que inclui suporte e experiência.
Como resultado, as revendas (VARs) não estão
simplesmente empurrando as “caixas”,
mas desempenhando um papel fundamental na
entrega de soluções completas a seus clientes.
As revendas (VARs) estarão envolvidas em todas as
facetas da implementação 3D: seleção de produtos,
integração, treinamento, suporte à implementação
e automação. As VARs podem fazer recomendações
sobre as necessidades de hardware, assim como
solucionar armadilhas potenciais, como problemas
de rede, gerenciamento de arquivos e como lidar
com dados legados.
“Somos muito mais parceiros de nossos clientes do
que éramos no passado”, diz Setzer, da Graphics
Systems Corporation. “De muitas maneiras, nos
tornamos uma ramificação de seus departamentos
de TI, uma vez que é cada vez mais difícil separar
problemas de software de problemas de rede e de
placas. Portanto, ficamos muito mais envolvidos
em outras áreas de negócios da empresa. E mais,
estamos treinando não só os engenheiros nas novas
técnicas em 3D, mas também os profissionais
de TI”.
O ponto de vista do gerente: Todd Mansfield,
chefe de equipe da Engenharia de Sistemas,
ECCO
P: Qual é a maior mudança de hardware que uma
empresa deve prever durante a transição para 3D?
R: É preciso um computador muito melhor para
executar um sistema 3D do que um que execute um
27
2D. Com o AutoCAD ® você pode escapar disso sem
atualizar suas máquinas regularmente. Mas quando
você muda para 3D, haverá mais dados para
processar e isso exige sistemas mais potentes.
Como o custo dos PCs está caindo, isso não será
mais uma barreira. Em 2000, para comprar uma boa
estação de trabalho CAD você tinha que investir
entre US$ 2.000 a US$ 3.000. Hoje, você pode
comprar uma estação que executa o software CAD
3D sem problemas por US$ 1.000 ou menos, mesmo
com 1 GB de RAM.
P: Na sua opinião, quais são os componentes de
hardware indispensáveis?
R: Todos sempre falam na CPU, mas a memória
RAM é definitivamente um dos principais, senão o
principal componente a ser considerado. O volume
de processamento que essa Memória de Acesso
Aleatório (RAM) pode gerenciar é fundamental.
Porque quando você utiliza todo o seu limite, ela
começará a paginar e utilizar o disco rígido - e
então se tornará muito mais lenta.
O disco rígido é o outro componente fundamental
que os engenheiros de CAD devem levar em conta.
Eu recomendaria um disco rígido com um tamanho
decente e capaz de armazenar seus arquivos, já que
pagora em vez de lidar com arquivos de 250K, você
estará lidando com arquivos de 25MB. Esses
arquivos 3D são maiores porque obviamente
armazenam mais dados. Uma de nossas lentes é um
arquivo de 25MB, e essa é apenas uma parte.
Apesar da importância desses fatores, na verdade o
que importa mesmo é o sistema inteiro. Você
precisa de um processador rápido para manipular
os dados, um barramento frontal grande para
passar as informações, muita memória RAM para
que não seja necessário paginar, um disco rígido
grande para armazenar todos os arquivos e um
disco rígido com RPM alto para pesquisar com
rapidez.
28
P: Que alterações as empresas precisam fazer com
relação às suas redes?
R: A transferência de arquivos será essencial.
Em vez de transferir arquivos de 256K, você estará
enviando arquivos de 3, 5 ou 7MB pela rede.
Portanto, a velocidade e a conectividade da rede
são de suma importância. Você deve ter pelo menos
uma rede Ethernet 10/100 com bons hubs e
switches, porque o tempo que você gastará sentado
no computador esperando a chegada dos arquivos
está diretamente relacionado à qualidade de sua
rede.
P: Quais as considerações sobre o servidor da rede
devem ser feitas pelas empresas?
R: O principal nesse quesito não é apenas o
tamanho do servidor, mas também a sua tolerância
a falhas. Se o servidor será o seu repositório, você
precisa espelhar suas unidades e gravá-las em fitas
de backup. Você também vai querer ter um servidor
com um desempenho decente. Há dois erros que as
empresas cometem no que diz respeito a
servidores. Um é assegurar que o seu servidor é
bom o suficiente. Tipicamente, as pessoas
instalam um servidor e depois nunca o atualizam.
Ao contrário do computador, no qual você trabalha
diariamente e o dia inteiro, as empresas não se dão
conta de que trabalham em um servidor todos os
dias também. Já que ele não é visível, eles não
percebem a degradação do desempenho com o
passar do tempo. Como ele é ignorado, nunca é
atualizado.
O segundo erro envolve o número de serviços
executados em um servidor. As empresas menores
terão um ou dois servidores. Neles serão
executados serviços DNS, servidores de impressão,
antivírus da rede e assim por diante. No final do
dia, o tráfego é um fator de preocupação.
Portanto um servidor dedicado, se for possível,
é importante. Todos aqueles serviços estão
ocupando o tempo de CPU. Mais uma vez você
não está observando o desempenho do servidor
da maneira como deveria. Em nosso caso,
a engenharia comprou um servidor dedicado
somente ao nosso sistema PDM vault (cofre) e a
nossos arquivos de engenharia. É mais complicado
para as empresas menores porque os recursos são
finitos, mas algumas vezes elas estão realmente
dando um tiro no próprio pé. Muitas pessoas não
consideram o ROI (retorno sobre o investimento)
sobre os custos envolvidos em manter um
engenheiro caro sentado e esperando pelos dados.
O ponto de vista do gerente: Thad Perkins,
diretor da Mechanical Engineering, empresa
de máquinas de conversão de papel.
P: Qual é a maior mudança de hardware que uma
empresa deve prever durante a transição para 3D?
R: Aumentar a freqüência na qual você substitui
suas máquinas, o que significa ir de um ciclo de
dois a três anos para um ciclo de 12 a 18 meses.
A longevidade real das próprias estações de
trabalho é vital. O poder das estações de trabalho,
a quantidade de memória e a placa de vídeo
também são importantes. Você precisa fazer uma
análise muito cuidadosa para avaliar qual é a
melhor configuração para o seu aplicativo.
Enquanto nos preparamos para atualizar nossas
máquinas, na verdade conduzimos um teste de
desempenho fornecido pelo nosso fornecedor de
CAD 3D para avaliar as diferentes estações de
trabalho e placas de vídeo. Acho que isso é
realmente primordial.
P: Na sua opinião, quais são os componentes de
hardware indispensáveis?
R: A RAM é essencial, mas a CPU e a placa de vídeo
também são ingredientes fundamentais.
P: Que alterações de rede devem ser feitas pelas
empresas?
R: Você quer que a limitação seja em suas estações
de trabalho, não em sua rede. Independentemente
de estar trabalhando localmente ou remotamente
em outras instalações, você não deseja que sua
29
rede seja o elo fraco. Você também deve considerar
quais são as atualizações de hardware necessárias
para manter sua rede atualizada e aceitar o sistema
CAD.
Atualmente, estamos analisando repositórios
separados, que nos dariam a capacidade de
transferir apenas os dados que foram alterados,
em vez de transferir tudo. Estamos tentando tornar
nossas operações na Itália mais rápidas. Eles
compartilham alguns projetos conosco, portanto
precisamos de uma conectividade melhor com eles.
Se continuarmos com uma conexão típica, será
muito lento. Talvez seja necessário chegar ao
extremo de obter uma configuração de servidor
idêntica à nossa e transferirmos somente os dados
alterados.
P: Quais considerações sobre o servidor da rede
devem ser feitas pelas empresas?
R: O maior problema é a compatibilidade. Você
precisa certificar-se de que o servidor é compatível
com os sistemas CAD reais - não só o sistema
mecânico mas também o sistema elétrico (ECAD) e
os sistemas hidráulico, pneumático e de
lubrificação (HPL).
Como gerenciar dados no
mundo 3D
CAPÍTULO 4
>>
No primeiro capítulo, abordamos os vários
benefícios do projeto 3D, entre eles alterações de
engenharia com mais rapidez, criação automática
de desenhos, reutilização de projetos, bem como
mais facilidade na execução e gerenciamento de
projetos de conjuntos. Outro subproduto de uma
implementação 3D é a enorme quantidade de dados
3D que uma empresa deve gerenciar e compartilhar
com outros departamentos, como Manufatura e
Compras. Enquanto os sistemas 2D legados
produzem um tipo de arquivo de engenharia
(desenhos), os sistemas CAD 3D produzem vários
tipos de arquivos de engenharia, incluindo arquivos
de conjuntos, peças e desenhos.
▼
Os arquivos de peças são normalmente reutilizados
em vários desenhos e conjuntos. Portanto,
um cuidadoso rastreamento dos relacionamentos
entre as peças e seus respectivos conjuntos deve
ser mantido para garantirmos um gerenciamento
efetivo. Também pode haver a necessidade de
associarmos os documentos que não sejam CAD
(imagens de produtos, análises e resultados de
testes) ao arquivo CAD a partir do qual eles foram
criados. Em empresas que estão implementando o
CAD 3D em um grupo de trabalho de vários
usuários com parceiros da cadeia de suprimentos e
clientes que precisam ter acesso aos dados 3D,
talvez seja necessário implementar algum tipo de
sistema de gerenciamento de dados.
Os fatores do gerenciamento de arquivos
Um fator importante para o sucesso de qualquer
implementação de CAD 3D é um gerenciamento de
arquivos eficaz. Nos sistemas de projeto 2D,
30
os próprios engenheiros muitas vezes nomeiam
seus arquivos de maneira diferente dos outros
usuários. Isso pode funcionar em sistemas 2D, mas
é muito provável que leve um ambiente 3D muito
rico em dados ao caos. Um esquema de controle
cuidadosamente pensado, que englobe totalmente
os procedimentos e padrões apropriados deve ser
desenvolvido nos primeiros estágios da
implementação.
A maioria dos sistemas CAD 3D possui meios pelos
quais os conjuntos são criados pela combinação de
peças, uma metodologia lógica, uma vez que
engenheiros desenharão peças individuais para
montá-las mais tarde. Essa metodologia,
entretanto, pode provocar uma grande confusão
mais adiante se o processo não for
controlado. Os usuários precisam
ser capazes de encontrar a última
versão dos arquivos 3D e também
de distinguir com facilidade um
conjunto 3D e os relacionamentos
entre as peças. O relacionamento
entre as peças deve ser rastreado,
e os engenheiros devem ser
capazes de determinar com
rapidez “onde-foram-usadas” para
apurarem o impacto das
alterações do projeto.
Os sistemas PDM ajudam as equipes de
projeto a gerenciar todos tipos de informações
sobre o projeto, documentos e dados,
incluindo propriedades como descrição,
status, número e custo.
Todd Majeski, presidente da 3DVision
Technologies, uma revenda de valor agregado
(VAR) de sistemas CAD 3D, acredita que o grande
aumento de dados produzidos por sistemas CAD 3D
torna mais difícil a utilização de métodos manuais
de gerenciamento de arquivos por parte das
empresas.
▼
“Em um sistema CAD 2D, a estrutura de arquivos
pode ser gerenciada manualmente com grande
facilidade, mas quando você usa o 3D, incorpora no
mínimo três tipos diferentes de arquivos: peças,
conjuntos e desenhos”, diz Majeski. “Por causa da
propagação das alterações em um sistema
paramétrico, a maioria dos aplicativos 3D mantém
um histórico dos inter-relacionamentos entre os
arquivos. Gerenciá-los por um processo manual
será pesado quando você estiver em um ambiente
com vários usuários. O sistema PDM
(Gerenciamento de Dados de Produtos) simplifica
o processo para determinar a localização do
arquivo e qual é a versão mais atual”.
Gerenciamento de dados: por que ele é
necessário
A maioria dos sistemas CAD 3D oferece alguma
funcionalidade de gerenciamento de dados
incorporada ao seu sistema, que pode fornecer
recursos para o gerenciamento de dados,
colaboração, bem como recursos de visualização e
marcação pela Internet. Para empresas menores e
grupos de trabalho de engenharia, esse tipo de
funcionalidade deve ser suficiente, mas para a
maioria dos fabricantes será necessário um sistema
de gerenciamento de dados complementar.
As soluções PDM tipicamente recaem em duas
categorias: sistemas para grupos de trabalho e
empresas. As soluções PDM de grupo de trabalho,
que se concentram nas necessidades específicas do
grupo de trabalho de engenharia, capturam
automaticamente históricos de revisão de arquivos
e permite que os membros da equipe de projeto do
produto acessem instantaneamente os arquivos
desejados, determinem os responsáveis e vejam
exatamente quais foram as alterações feitas.
As soluções PDM de grupo de trabalho podem ser
31
As soluções PDM oferecem um cofre para armazenamento de
arquivos, que permite que os membros da equipe de projeto
compartilhem arquivos sistematicamente, verificando-os na entrada e
na saída do cofre para evitar que os arquivos sejam sobrescritos ou
que as pessoas trabalhem na revisão incorreta.
facilmente configuradas, exigem um suporte
técnico mínimo, não precisam de personalização e
oferecem controles para que a equipe de projeto
consiga evitar outros erros que possam atrasar o
cronograma do projeto.
Para evitar que os engenheiros e projetistas
sobrescrevam arquivos ou percam tempo
trabalhando na versão errada de um arquivo,
os sistemas PDM de grupo de trabalho protegem os
arquivos guardando-os em um cofre. Esse sistema
permite que os membros da equipe de projeto
compartilhem arquivos sistematicamente, fazendo
uma verificação na entrada e na saída do cofre.
O acesso aos dados guardados no cofre só é
possível através da interface do usuário, que utiliza
controles administrativos estabelecidos pelo grupo
de trabalho e proibe o acesso não autorizado aos
valiosos dados de projeto.
Além dos arquivos de engenharia, os sistemas PDM
de grupo de trabalho gerenciam todos os tipos de
documentos e dados de projeto, inclusive
propriedades como descrição, status, número e
custo. Algumas soluções PDM de grupo de trabalho
também oferecem a atualização automática das
dados e automatizar o fluxo de trabalho em vários
locais, as soluções PDM empresariais ajudam a
integrar as atividades de desenvolvimento do
produto entre divisões corporativas,
departamentos, clientes e fornecedores espalhados
em diversas regiões.
Assim como os sistemas PDM de grupo de trabalho,
o software PDM empresarial permite que as
empresas controlem com facilidade o
armazenamento, a avaliação e a modificação de
arquivos 3D. Um cofre seguro permite que todos os
grupos de trabalho autorizados encontrem e
O software PDM de grupo de trabalho captura automaticamente
históricos de revisão de arquivos e permite que todos os membros
da equipe de projeto do produto acessem instantaneamente os
arquivos desejados, determinem os responsáveis e vejam
exatamente quais foram as alterações feitas.
▼
listas de materiais (BOMs). Para alterar os dados
que estão no cofre, os engenheiros simplesmente
selecionam os itens, digitam os valores atualizados e
o software atualiza automaticamente todos as BOMs
e relatórios associados.
PDM para a empresa
Com o aumento da terceirização, as empresas
também precisam ser capazes de colaborar
eficientemente nos projetos com os fabricantes,
fornecedores e clientes, que podem estar a
milhares de quilômetros e em fusos horários muito
diferentes. Quando as equipes de projeto que
estão trabalhando em um modelo virtual de um
produto se conectam usando uma rede digital,
o processo é chamado de engenharia colaborativa.
Um subproduto da engenharia colaborativa é a
grande quantidade de informações digitais
capturadas durante o desenvolvimento dos
produtos projetados em parceria.
Com as soluções PDM empresariais, os fabricantes
podem automatizar os processos, além de criar,
gerenciar e compartilhar dados de projeto com
eficiência dentro da empresa e também junto a
parceiros e clientes externos da cadeia de
suprimentos. Ao melhorar o gerenciamento dos
32
Para facilitar a colaboração, alguns sistemas de software PDM
permitem que usuários que não usam CAD, como o pessoal de
vendas ou de manufatura, possam acessar e adicionar documentos
que não sejam CAD ao cofre.
acessem rapidamente os arquivos mais atuais.
Oferecer acesso à última versão de documentos e
dados organiza o processo de desenvolvimento do
produto e mantém todos os membros da equipe de
desenvolvimento, como também de engenharia,
manufatura, compras e marketing, sincronizados.
As soluções PDM empresariais facilitam a
colaboração e automatizam processos, como os
pedidos de alteração de engenharia (ECOs), o que
pode ajudar a reduzir erros e aumentar a eficiência.
Esses sistemas de níveis superiores também podem
ajudar as empresas a automatizarem a criação de
BOMs, o que pode eliminar processos manuais
A despeito da sua escolha, a solução PDM facilitará
muito a capacidade de sua empresa em gerenciar
as enormes quantidades de dados do produto
criadas pelos atuais sistemas CAD 3D e em evitar
erros que podem aumentar o tempo e o custo dos
projetos. Os dois sistemas também permitem uma
supervisão melhor e mais eficaz no que se refere a
colaboração de projetos, dentro do grupo de
trabalho ou nas áreas relacionadas à empresa.
Jeffrey Setzer, gerente de serviços técnicos da
Graphics Systems Corporation, VAR de sistemas
CAD 3D com sede em Wisconsin, EUA, declara que
os sistemas PDM facilitam enormemente os
esforços colaborativos da engenharia e evitam a
sobrecarga na rede dentro das empresas que
utilizam o CAD 3D. “As ferramentas de projeto 3D
criam volumes de dados que precisam ser
compartilhados pela rede em um ambiente
colaborativo. Sem um sistema PDM, os usuários
estariam carregando todos os dados através da
rede sempre que abrissem os arquivos, engolindo
quantidades enormes de largura de banda”, diz
Setzer.
▼
Ele acrescenta, “um sistema PDM alivia o problema
da largura de banda da rede ao copiar todos os
arquivos necessários ao projeto para a máquina
local do usuário, de forma que os processos de
salvar os arquivos feitos a cada minuto sejam
totalmente locais. Apenas quando o usuário desejar
‘registrar’ as alterações é que algo deverá passar
pela rede, e mesmo assim, o sistema PDM enviará
automaticamente apenas os arquivos que foram
realmente alterados, em vez de todo o conjunto de
dados”.
Como levar a solução PDM além
Um sistema de gerenciamento do ciclo de vida do
produto (PLM) permite que a empresa automatize,
monitore e rastreie o desenvolvimento do produto
e processos de revisão com seus clientes,
fornecedores e funcionários, além de obter uma
33
maior conformidade com as leis, terceirização e
responsabilidade sobre o produto. Tipicamente,
os sistemas PLM são integrados aos sistema de
Planejamento de Recursos da Empresa (ERP),
e por meio disso estendem a visibilidade das
informações vitais sobre o produto e os processos
que estão além dos departamentos de engenharia,
propagando-os pela cadeia de suprimentos.
Enquanto os sistemas PDM controlam a
movimentação do produto pelo processo de
engenharia, os sistemas PLM guiam o produto por
todo o seu ciclo de vida. A tecnologia PLM promete
aperfeiçoar o ambiente de projetos oferecendo uma
visão integrada da engenharia, manufatura e
recursos de fábrica com relação ao produto.
Os sistemas PLM aplicam um conjunto consistente
de soluções empresariais em apoio à criação,
gerenciamento e utilização de informações para
definição do produto de forma colaborativa.
Os sistemas PLM exigem um nível muito mais alto
de suporte de TI, manutenção e personalização do
que a maioria das soluções PDM.
▼
propensos a erro e permitir uma colaboração
melhor entre a engenharia, a manufatura e outros
grupos de desenvolvimento do produto.
Como lidar com os dados legados
A maioria dos novos projetos não é iniciada do
zero, mas baseada em projetos existentes. Quase
sempre esses dados legados existem apenas na
forma 2D, mais freqüente do que não armazenados
em DWG (formato do AutoCad (r)). Para muitas
empresas, os dados legados são um bem importante
e que deve ser protegido e mantido a todo custo.
Essas empresas levaram anos acumulando esse
repositório de dados, e ser capaz de usar e
gerenciar esses dados é um componente importante
a ser considerado na transição para 3D.
Para esses tipos de empresas, é importante
escolher um sistema CAD 3D que ofereça um meio
de converter dados legados para uma forma
utilizável. O sistema CAD 3D deve aceitar a
conversão de desenhos 2D existentes para sólidos,
e claramente alguns sistemas fazem isso de uma
forma melhor do que outros.
Para alguns desenhos, a conversão para 3D pode
ser simples. Para outros, ela não será. Os desenhos
2D simples sem visualizações auxiliares
desenhadas com correção podem ser de pouca
valia. Alguns programas CAD 3D oferecem
ferramentas automáticas que podem ou não
conseguir salvar esses tipos de desenhos simples.
Os sistemas CAD paramétricos podem ajudar, pois
permitem que o usuário alinhe margens e recursos
através de vistas do desenho.
A conversão de desenhos 2D - que foram definidos
com matrizes 3D para posicionar os planos de
projeção de cada visualização - é muito mais
simples. A conversão desses tipos de desenhos
pelo sistema de modelamento de sólidos é bem
simples.
A conversão de complexos modelos 3D delineados
(wireframe) e de superfície também pode ser
difícil. Mesmo que os dados sejam 3D, as
dimensões do desenho pode ser pouco claras e
incompletas. Os sistemas mais antigos usados na
criação de alguns desses desenhos delineados
(wireframe) podem não ser compatíveis com os
novos sistemas CAD 3D. Talvez os usuários tenham
que corrigir o desenho costurando ou unindo as
superfícies para que possam convertê-las para 3D.
A maioria dos sistemas CAD 3D oferece alguma
forma de importar ferramentas com as quais os
usuários podem mover seus projetos 2D para o
sistema 3D. Depois de exportar o desenho para um
sistema 3D, algum tipo de ferramenta de edição
deve ser fornecida para que o usuário possa editar
os arquivos. Para facilitar a edição, alguns sistemas
CAD 3D oferecem comandos e uma interface que
imita a interface do programa 2D, para que os
usuários possam editar os desenhos sem
precisarem aprender uma interface e uma estrutura
de comandos totalmente novas. Levando isso um
pouco mais além, alguns sistemas CAD oferecem
ferramentas de edição no formato DWG nativo,
para que os usuários possam abrir e salvar
qualquer arquivo nativo do AutoCAD com a
conversão do arquivo.
Outro gargalo potencial na conversão de dados
legados para 3D é o uso de sistemas de
modelamento de sólidos que não aceitam os
34
conversores padrão do mercado. Leve em
consideração o tempo, o custo e o esforço
necessários para a conversão dos dados legados
para 3D antes de prosseguir. Pode não ser
necessário transferir todos os seus dados legados
para o novo sistema CAD 3D, pois talvez seja
necessário converter apenas alguns componentes.
Há várias opções para a conversão de todos os
dados legados, e todas elas devem ser
cuidadosamente avaliadas antes do início da
conversão.
Lutz Feldman, diretor de Marketing da SolidLine
AG, VAR de sistemas CAD 3D sediada na Alemanha,
acredita que não é essencial tentar converter todos
os dados 2D em 3D. “Em minha experiência no
mundo real, eu diria: não converta nada”, diz
Feldman. “Projete novos produtos em 3D e
mantenha os dados antigos no sistema-fonte desses
dados. Se você tiver dados DWG, utilize um editor de
DWG. Se houver uma necessidade concreta de peças
da biblioteca 3D, procure um parceiro externo para
converter os dados necessários”.
Muitos concordam com essa estratégia para lidar
com os dados legados. Majeski, da 3DVision
Technologies, acredita que as empresas possuem
percepções erradas em comum sobre o valor dos
dados 2D legados. “Eles ainda pensam que há muito
valor naqueles dados 2D. Mas a verdade é que
depois que as pessoas já estão utilizando a
tecnologia 3D e sentindo-se mais produtivas,
a necessidade daqueles dados 2D diminui
exponencialmente. Eles simplesmente não os
acessam tanto. Ocasionalmente eles terão de fazer
pequenas edições, ou ECOs, em produtos
existentes que estão no mercado, mas recomendo
usarem seu sistema 2D legado para fazer essas
pequenas alterações”, diz Majeski.
Uma opção recomendada por Majeski aos seus
clientes para que eles mantenham os dados 2D é
criar arquivos PDF ou TIFF de todos os seus
documentos permanentes a partir dos arquivos
legados para que os dados possam ser acessados e
recriados em 3D mais tarde, mas apenas quando isso
for realmente necessário.
O ponto de vista do gerente: Todd Mansfield,
chefe de equipe da Engenharia de Sistemas,
ECCO
P: Como empresa, como você lidou com os
problemas cada vez maiores de gerenciamento de
arquivos trazidos pelo uso do CAD 3D?
R: Lidamos com eles implementando um sistema
PDM. Muitas empresas fazem um ótimo trabalho de
gerenciamento de seus desenhos ou de seus
documentos, mas não fazem um bom trabalho
gerenciando seus dados eletrônicos a partir dos
quais tais desenhos são criados. Como os números
de peças e configurações aumentam à medida que as
empresas crescem, isso se torna ingovernável. Em
um sistema não gerenciado, você terá pequenos
reinos tanto nas unidades locais como na rede para
cada operador, que salva arquivos em uma estrutura
de pastas diferente, nomeia objetos e faz revisões de
maneira diferente. Você acaba com um grupo de
trabalho de 10 pessoas que têm 10 maneiras
diferentes de armazenar seus dados. À medida que
você cresce, percebe uma necessidade cada vez
maior de padronizar o ambiente de trabalho, e uma
ferramenta como o PDM faz isso por você muito
bem feito. Ele exige uma nomenclatura, revisão e
estrutura de arquivos formalizados e assim todos
trabalham no mesmo local, isto é, o cofre. Você não
quer reprimir a criatividade das pessoas, mas
precisa adotar alguns padrões.
P: Por que o PDM é tão essencial para empresas
que estão migrando para projetos 3D?
R: Eu acho que é extremamente importante. No 2D,
você possui um arquivo. Mas quando você faz
projetos em 3D, agora terá quatro arquivos que
constituem aquela única peça. O nível de
gerenciamento de arquivos necessário para o 3D
tem uma economia de escala maior do que os
sistemas 2D. Quando faz a transição do 2D para o
3D, você muda para um sistema de vários arquivos
com inúmeros relacionamentos e referências e,
portanto, as exigências para manter todos esses
arquivos em ordem aumentam de forma
correspondente. Obviamente, o que você obtém em
retorno é muito melhor, mas há um custo nisso.
35
P: Como o PDM é usado em sua empresa?
R: Nós temos um cofre com 10.000 arquivos e
80 gigabytes de dados que nosso software PDM está
gerenciando para nós com todas as revisões e
históricos. Adquirimos também um módulo servidor
avançado de portal Web adicional para o software,
através do qual mais de 30 usuários adicionais
podem acessar o cofre com um acesso de somente
leitura para esses documentos. Tem sido incrível,
porque ele possibilitou que nós disponibilizássemos
o aplicativo para um número ilimitado de usuários
evitando assim a compra de qualquer software
adicional. Acima de tudo isso, fomos um passo além
com o portal Web e o disponibilizamos ao nosso
fornecedor e a nossa base de clientes.
O fornecedor, por exemplo, têm acesso a nossos
dados em tempo real. O nosso fabricante de placas
de circuito impresso (PCB), sediado na Costa do
Pacífico, por exemplo, possui acesso direto.
Portanto, se fizermos uma revisão de A para B hoje
e fizermos um pedido, eles poderão entrar em
nosso cofre, pegar o último conjunto de desenhos e
usá-los na fabricação da peça. Ele realmente
aperfeiçoou nossa comunicação com os
fornecedores e também melhorou a qualidade do
fornecimento.
P: Os seus clientes podem acessar dados que estão
no mesmo cofre?
R: Estendemos o acesso de nossos clientes para
arquivos de projetos, para que eles possam ver,
24 horas por dia, 7 dias por semana, o progresso de
seus projetos e produtos finais. Nesse cofre, não só
temos todos os desenhos dos produtos finais e os
desenhos anteriores ao conjunto, mas também temos
as certificações. Nós realmente consideramos essa
uma ferramenta de intimidade com o cliente, que nos
permite ter uma parceria com clientes que
demandam esse tipo de aplicativo.
P: Qual é a diferença para os sites de outros
fabricantes?
R: Normalmente, quando as empresas possuem um
site, elas despejam um monte de desenhos em um
diretório virtual. São eles que serão exibidos no
site da Web. O problema é que os desenhos são
alterados diariamentes, portanto a desvantagem é
que você sempre precisa lembrar-se de colocar os
novos desenhos naquele diretório ou os clientes
consultarão desenhos obsoletos. Criamos uma
página asp que redireciona nossos clientes para o
cofre a fim de obter a última revisão. Dessa forma,
todos os nossos clientes têm certeza de que estão
tendo acesso às últimas revisões de tudo.
P: Quanta administração de TI é necessária para
manter o sistema no ar?
R: Todos fazem sua parte na manutenção do
sistema, portanto não temos um administrador em
tempo integral. Ele é estável o suficiente para
simplesmente ficar no ar, e cada indivíduo que
trabalha no sistema foi treinado para fazer certas
tarefas além da inclusão dos dados, portanto temos
sido capazes de dividir a carga de despesas entre
todos os membros da equipe. Não há grandes
despesas com TI. A grande vantagem do sistema é
que não temos que gerenciá-lo por se tratar da
mesma ferramenta utilizada por nós, por nossos
fornecedores e cliente, bem como pelo público em
geral para obter e que o público em geral utiliza
para retirar informações. Portanto, todos estão
sempre na mesma página. É a ferramenta que
utilizaríamos de qualquer forma, que também nos
permitiu matar dois coelhos com uma cajadada só
sem custos adicionais.
P: No início, as pessoas estavam céticas sobre a
necessidade de aprenderem a usar mais um sistema
de software?
R: Em um primeiro momento pode haver algumas
pessoas que fiquem apreensivas em mudar para um
sistema assim, mas depois elas conseguem ver os
benefícios. Um sistema PDM acaba com o tempo
que eles levariam procurando pelas coisas. Com
todos os dados e informações oferecidos por um
sistema PDM, os 20 a 30% de um dia de um
engenheiro gastos em tarefas administrativas não
existem mais. Conseqüentemente, eles podem se
dedicar mais ao projeto.
36
P: Qual era o plano para lidar com os dados
legados?
R: Quando você muda para 3D, a primeira passo é
decidir se vai trabalhar em um cofre controlado ou
não. Não é possível trabalhar em dois mundos.
Decidimos transferir tudo da nossa unidade de rede
para o cofre, mas para não permitir que houvesse
lixo entrando e saindo, usamos a mudança como
uma oportunidade para fazermos uma limpeza.
Infelizmente, tínhamos algumas práticas ruins,
portanto muitos de nossos conjuntos foram para o
espaço, e, em muitos casos, foi mais fácil excluí-los
do que corrigi-los. Quando aparecer um aviso de
alteração de engenharia (ECN) em um desenho do
AutoCAD, iremos convertê-lo para 3D. Nós
literalmente desinstalamos o AutoCAD de todas as
estações de trabalho e confirmamos que agora
estávamos na era 3D. Tomamos a decisão e
desinstalamos tudo para que ficasse indisponível.
Ao fazermos isso, percebemos que, para o ano
seguinte, quando houver a necessidade de fazer
uma alteração de cinco minutos em um desenho
2D, ela levará cerca de duas horas pois ela será
convertida para 3D. Será exaustivo, mas no final
será vantajoso para todos nós. E de fato foi isso
que aconteceu. Foi assim que fizemos, conforme o
necessário, e o desgaste foi o tempo dedicado a
essa conversão feita dentro da empresa. Muitas
empresas - nós acabamos de adotar esse
procedimento - irão contratar serviços
terceirizados para lidar com essas conversões.
É uma decisão que cabe a cada empresa.
Como usar o 3D para aperfeiçoar todos os
aspectos do
desenvolvimento de produto
CAPÍTULO 5
▼
Programas de software certificados
AAo longo dos anos, os fornecedores de sistemas CAD
3D trabalharam arduamente para construir
relacionamentos sólidos com terceiros, oferecendo aos
usuários as melhores soluções integradas do mercado
visando reduzir os custos da produção e diminuir o
tempo de entrada no mercado. Esses programas de
parceria incluem programas de software complementares
para uma grande variedade de funções, desde a
manufatura e análise até a engenharia reversa e a
prototipagem rápida.
A maioria dos fornecedores de sistemas CAD oferece aos
usuários uma ampla seleção de programas de software
complementares, líderes de mercado e totalmente
integrados ao sistema CAD base. Para que o software seja
certificado como totalmente integrado, ele deve passar
por testes rigorosos a fim de assegurar sua qualidade,
compatibilidade e nível de integração. Após a
certificação, o software deve manter a compatibilidade
com as versões subseqüentes do produto CAD para
acompanhar a nova funcionalidade.
Entretanto, os níveis de integração são diferentes.
A integração pode significar que o software pode ler
arquivos nativos em seu próprio software. Alguns
produtos de software oferecem a integração em uma
37
única janela, o maior nível de integração oferecido.
Os fornecedores de produtos de software amplamente
integrados têm acesso à interface de programação do
aplicativo (API) do sistema. Assim, o software
complementar pode usar o mesmo ambiente de
modelamento de sólidos e ser totalmente ativado a partir
do sistema CAD.
A vantagem para os usuários que escolhem um software
certificado relacionado nessas listas é a garantia que
esses produtos oferecerão interoperabilidade,
associatividade e integração de dados com os seus
sistemas CAD. Isso, por sua vez, resulta em tempos de
projetos mais rápidos e menos espaço para erros.
▼
>>
Um dos benefícios mais significativos para as empresas
que estão mudando para o 3D é o fato de que ele abre
uma porta para um mundo de produtos de software e
hardware complementares. Além disso, elas se tornam
ainda mais competitivas ao possibilitar que aperfeiçoem
seu cronograma de desenvolvimento e entreguem
produtos de qualidade superior e realmente otimizados
aos clientes. Apesar do grande número de produtos
complementares a serem discutidos neste artigo, vamos
nos concentrar em alguns produtos que podem ajudar os
fabricantes a elevarem o valor de seus projetos 3D.
Simulação e Análise
A análise e simulação de software trazem benefícios
tangíveis e quantificáveis ao processo de
desenvolvimento do produto. O software de análise incluindo análise de tolerância, análise de elemento
finito (FEA), dinâmica de fluido de computação (CFD) e
software de cinemática/dinâmica - permite que os
projetistas testem a integridade estrutural,
as características térmicas e de fluxo, e o movimento
físico de produtos novos enquanto os projetos ainda
estão no formato digital.
As vantagens do processo de desenvolvimento de
produto - tanto em termos de redução do tempo total do
ciclo de projeto quanto dos custos associados aos
métodos de teste tradicionais - são inúmeras. Em resumo,
os engenheiros podem projetar produtos melhores mais
rapidamente quando podem se dar ao luxo de executar
vários cenários do tipo “e-se” enquanto os projetos ainda
estão em estado flexível e facilmente alteráveis. Depois
que as peças de metal ou plástico são cortadas, quaisquer
alterações de projeto subseqüentes poderão inflar os
orçamentos do projeto e atrapalhar os cronogramas.
O software de análise permite aos usuários estudarem
vários projetos com parâmetros exclusivos, possibilitando
uma comparação rápida do desempenho do projeto. Neste
exemplo, um suporte de conjunto projetado pela Peerless
Industries para televisores de plasma é testado com
vários carregamentos.
inverso, os custos de hardware de computadores
caíram consideravelmente, o que levou a uma
adoção mais ampla de ferramentas de análise,
já que o software CAE exige muito mais dos
sistemas de computador em termos de potência do
que outros tipos de software.
Uma vez território de especialistas, um número
crescente de fornecedores de software estão
desenvolvendo suas próprias ferramentas de
análise específicas para engenheiros que lidam com a
geometria criada em uma variedade de sistemas CAD e
precisam de respostas rápidas para perguntas
hipotéticas (“what-if”). Dessa forma, os projetos
propostos podem seguir adiante com mais rapidez e
segurança. Como resultado, mais ferramentas de análise
estão totalmente integradas aos sistemas CAD para
mecânica (MCAD). Os engenheiros e projetistas podem
executar simulações e análises em geometria MCAD
nativa, eliminando a necessidade de qualquer conversão
de dados. Alguns softwares totalmente integrados
também oferecem associatividade total com os
principais sistemas MCAD, portanto as alterações feitas
no modelo MCAD original são automaticamente
refletidas no modelo de simulação.
Vários fatores contribuíram para o aumento do uso das
ferramentas CAE entre os engenheiros de projeto.
O custo dos materiais usados para construir protótipos
aumentou, encarecendo-os de tal forma que tornou-se
praticamente impossível não executar alguma forma de
análise ou simulação para testar o seu projeto. De modo
38
CFD. O software de dinâmica de fluidos computacional
vem sendo usado por engenheiros de desenvolvimento de
produto cada vez mais cedo no processo para validar
projetos propostos enquanto ainda estão na prancheta de
desenho digital. O software CFD permite que os
engenheiros analisem o fluxo do fluido e/ou a
transferência de calor em e ao redor dos novos projetos.
Sem esse software, seria necessário fazer testes de
desempenho muito caros e demorados. Mesmo com os
testes físicos, muitos fenômenos de fluxo e de
transferência de calor ocorrem dentro de um produto uma válvula dentro de uma torneira ou fluxo de ar
através de um recipiente eletrônico, por exemplo tornando impossível sua visualização sem as simulações
de computador.
FEA. FEA é uma técnica numérica que calcula o
comportamento das estruturas mecânicas. Usando
ferramentas FEA, as estruturas são divididas em
unidades pequenas e simples, chamadas de “elementos”.
▼
como proporcionar alteração de
engenharia (ECOs), ciclos de
projetos mais breves e a
possível diminuição de
produtos com falhas.
Ao analisarem este cano automotivo com o software CFD,
os engenheiros podem entender melhor a quantidade de gás
que atravessa cada cano de descarga individual e assim alterar
o projeto de forma a atender os seus critérios específicos.
Quando o software FEA soluciona uma equação,
o sistema exibe o comportamento físico de uma estrutura
com base em seus elementos individuais. Os engenheiros
utilizam as ferramentas FEA para calcular a força,
o desvio, a tensão, a vibração, a flambagem e outros
comportamentos para reduzir o peso ou maximizar a
força de uma peça.
Jeffrey Setzer, gerente de serviços técnicos da Graphics
Systems Corporation, VAR de sistemas CAD 3D com sede
em Wisconsin, EUA, acredita que as ferramentas FEA
ajudam os engenheiros a guiarem os projetos pelo
processo de desenvolvimento. “A FEA permite que o
projetista tome decisões mais rápidas e baseadas em
informações mais precisas”, diz Setzer. “Isso é possível
porque o `teste´ virtual pode ser feito diretamente no
modelo do sólido, no próprio software. Sempre que o
engenheiro encontra uma bifurcação na estrada, onde ele
se pergunta `devo ir nesta direção, naquela ou tentar uma
terceira opção´, a FEA lhe dará uma visão clara do
problema, ajudando-o a tomar uma decisão acertada”.
Tanto a FEA como a CFD são usadas para inovar e
otimizar os projetos mecânicos sem a necessidade de
extensos testes físicos. Quando usados apropriadamente
e durante o processo de projeção, a começar pela fase de
conceituação, os softwares de FEA e CFD podem bem
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Manufatura Auxiliada
pelo Computador
O software CAM totalmente
integrado pode ajudar as
empresas a diminuírem o tempo
dos ciclos de projeto, reduzirem
os custos de produção e a
evitarem erros dispendiosos que
normalmente não aparecem até
que as peças estejam prontas
para serem cortadas e quando as
correções serão extremamente
caras e demoradas. _ Por
outro lado, ele permite que uma
empresa siga direto para a manufatura, usando o mesmo
modelo de sólido criado na fase de projeção, eliminando
portanto qualquer conversão de dados que pudesse levar a
erros na fabricação.
O software CAM é totalmente integrado ao software
MCAD e compartilha uma interface comum, porque os
fornecedores de software CAM totalmente certificado
têm acesso à API do software CAD. Através da API,
os desenvolvedores de CAM podem usar o mesmo
ambiente de modelamento de sólidos. Assim os usuários
podem ativar integralmente a complexa funcionalidade
CAM a partir de seu modelador de sólidos.
Entretanto, os usuários devem tomar cuidado. Enquanto
algumas empresas podem se autodenominar como
totalmente integradas, isso pode significar apenas que o
software lê arquivos CAD nativos em seu sistema
independente, que pode ter recursos de modelamento de
sólidos limitados. Isso pode resultar na perda de dados
que seriam comprovadamente úteis para a manufatura.
Geralmente, os dados MCAD e CAM precisam ser salvos
em arquivos separados nesses tipos de sistemas.
O CAM totalmente integrado não exige a conversão de
dados CAD 3D. Conseqüentemente, a manufatura pode
usar todos os dados para determinar o melhor processo
para a fabricação. Quando você trabalha com formatos
de arquivo de outros sistemas MCAD, os dados podem
ser importados para o modelador de sólidos e corrigidos,
se necessário, antes da geração dos dados de fabricação.
▼
Projeto de moldes
Para usuários de 2D que trabalham em projetos de
moldes, há vários motivos atraentes para que eles optem
por projetos em 3D. A criação de moldes para peças 3D
complexas em sistemas 2D exige muitas horas de
trabalho. No mercado de criação de moldes onde tempo é
dinheiro, permanecer no ambiente de projeto 2D
eventualmente levará a perda de negócios. E, como o
retrabalho é a maior ameaça à lucratividade, acertar de
primeira é muito importante.
Alguns sistemas MCAD 3D oferecem ferramentas
específicas para o projeto de moldes, tais como análise
de esboço e análise de baixo-relevo. Para projetos de
moldagem complexos, ferramentas como núcleo
automático e recursos de cavidade, núcleo adicional e
criação de elevador, linhas de peças e controles de
redução podem ajudar os projetistas de moldes na
execução do seu trabalho. As superfícies podem ser
usadas para ajudar a projetar núcleos e cavidades em
um molde.
Produtos de software complementar otimizam o projeto
de moldes eliminando a suposição que tradicionalmente
acontece na criação de projetos de molde. Esses
aplicativos ajudam os engenheiros a construírem e
analisarem todos os tipos de sistemas de montante,
roldanas e válvulas; ajustam automaticamente os
sistemas de roldanas para alcançarem o fluxo uniforme
em moldes com várias cavidades e de família;
determinam os melhores locais para válvulas e a melhor
combinação ou melhores parâmetros de processamento;
calculam o peso da braçadeira, o tamanho do molde e o
tempo exigido em cada ciclo; e fazem estimativas
detalhadas dos custos das peças.
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▼
Além disso, tanto os dados CAM como os dados CAD são
salvos no mesmo arquivo. Como as alterações de projeto
são inevitáveis, ter uma solução CAM totalmente
integrada é um recurso valioso. Nesse estágio do
processo, as alterações quase sempre possuem um efeito
nos prazos finais da produção. Quando há alterações de
projeto, esses programas atualizam automaticamente o
arquivo CAM para refletir a mudança ou notificam os
usuários que alterações adicionais são necessárias.
Um programa CAM independente pode oferecer
associatividade limitada ou pode exigir um novo começo
durante a importação de um modelo que foi alterado,
aumentando a probabilidade de erros e atrasos.
Prototipagem rápida
Apesar das belas representações altamente realistas
criadas pelos sistemas CAD 3D de hoje, há vários
aspectos intangíveis nos projetos que simplesmente
não podem ser transformadas com precisão em
representações digitais. Ser capaz de segurar fisicamente
um projeto proposto em sua mão pode responder as
seguintes perguntas: como as peças se encaixam umas
nas outras? Como o projeto será usado? Ele funciona da
maneira como deveria? Ele tem a percepção correta?
Os protótipos rápidos (RP) também podem ajudar na
colaboração, especialmente aos membros não técnicos
da equipe de projeto, como as equipes de vendas e de
marketing, cuja opinião é crucial nos primeiros estágios
do projeto. Muitos desses membros da equipe têm
dificuldade em entender as nuances de uma visualização
isométrica de uma peça em um computador. Além disso,
uma peça real sempre transmite o tamanho físico
verdadeiro da peça ou produto.
Usar a prototipagem rápida também pode ajudar a evitar
erros de manufatura durante a produção. Alguns
problemas são difíceis de apontar na tela, mas serão
muito aparentes quando você estiver examinando uma
peça física. Os sistemas de modelamento de sólidos são
capazes de gerar produtos de quase todas as formas e
tamanhos. Entretanto, esses mesmos produtos podem
não ser viáveis ou muito caros de fabricar. As peças de
RP forçam os engenheiros e projetistas a pensarem nas
etapas de manufatura e podem resultar em alterações de
projeto que tornam a construção das peças finais mais
fácil e mais econômica.
Para algumas indústrias, os protótipos físicos são
especialmente importantes, diz Setzer, da Graphics
Systems Corporation. “A prototipagem rápida, algumas
vezes chamada de impressão em 3D, é indispensável para
qualquer um envolvido na projeção de itens tendo a
ergonomia em mente”, diz Setzer. “Não importa o quanto
o modelo pareça bom na tela, você não é capaz de dizer
como ele será sentido nas mãos de alguém, a menos que
um modelo físico seja criado. Com as tecnologias de
impressão em 3D de hoje, um modelo de plástico ABS
durável pode ser modelado em uma questão de horas.
Depois de passar por uma reunião de revisão de projeto,
o modelo sólido pode ser alterado e outra peça física
impressa em uma impressora 3D.”
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Apesar do crescimento de agências de prototipagem
rápida, Todd Majeski, presidente da 3DVision
Technologies Corporation, uma VAR de sistemas CAD
3D, testemunha que é cada vez maior o número de
empresas que compram suas próprias máquinas de RP.
“Há muito interesse nas máquinas de prototipagem
rápida, especialmente nos setores de produtos de
consumo e projetos médicos”, diz Majeski. “Essas são
empresas que no passado terceirizavam, mas que agora
decidiram comprar suas próprias máquinas, uma vez que
o preço delas caiu. O custo de adquirir uma máquina e
mantê-la em funcionamento é menor do que o custo de
contratar uma agência”.
Engenharia reversa
Freqüentemente os engenheiros mecânicos precisam
recriar rapidamente ou transformar uma peça física
existente ou um protótipo em uma geometria 3D
reutilizável que possa ser editada ou modificada.
O processo de recriação de uma peça que foi
originalmente criada sem computadores ou desenhos é
chamada de “engenharia reversa”. Com 80% de novos
projetos originados de projetos existentes, a engenharia
reversa está ganhando cada vez mais espaço entre os
fabricantes.
O primeiro passo da engenharia reversa é capturar a
geometria 3D da peça física, o que é feito com uma
máquina de medição por coordenadas (CMM) ou
scanners 3D a laser. Depois que os pontos de dados são
capturados, eles são importados para um software de
engenharia reversa, que também existe em duas
variedades.
Um tipo de software de engenharia reversa, às vezes
chamado de software “de ponte”, permite a importação
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de dados de nuvens de ponto (point cloud) de
equipamentos de digitalização. Em seguida, modifica os
dados para um formato que pode ser trazido para o
sistema CAD do usuário para edição. O outro tipo de
engenharia reversa captura os dados da peça diretamente
dos dispositivos de imagem para criar modelos
paramétricos totalmente editáveis.
O último tipo de software de engenharia reversa é
totalmente integrado a sistemas CAD 3D, permitindo que
os usuários capturem dados de uma parte existente e
criem um modelo inteligente baseado em recursos - tudo
isso feito a partir do sistema CAD. Com essa metodologia
baseada em recursos, você poderá criar com rapidez
modelos de sólidos a partir de peças existentes ou
protótipos usando um processo que é muito mais rápido
e com menos dados do que os métodos de digitalização
de geração de nuvens de pontos mais tradicionais.
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As duas tecnologias mais usadas na construção de
protótipos rápidos são a estereolitografia (SLA) e a
Modelagem por Fusão e Deposição (FDM).
Os fabricantes também podem comprar máquinas RP
para o uso interno ou podem recorrer a agências
externas. Vários serviços on-line já estão disponíveis para
permitir que engenheiros obtenham cotações de
protótipos rápidos em minutos e tenham a peça em suas
mãos em questão de dias. O engenheiro simplesmente faz
o upload da geometria CAD 3D e define as especificações
do projeto. A agência avalia a geometria da peça, os
materiais necessários, o tempo de duração e a
quantidade. Em seguida, ela apresenta ao usuário um
orçamento para produzir a peça solicitada.
Projeto eletrônico
Várias empresas de manufatura costumam executar dois
tipos de projetos simultaneamente: o projeto dos
eletrônicos e o projeto mecânico da estrutura ou da peça
externa do produto. Esse cenário de projeto representa
muitos tipos diferentes de produtos, dos brinquedos e
rádios relativamente simples até computadores e carros
altamente sofisticados. Vários produtos de software
existem para facilitar a troca de informações sobre o
projeto entre os ambientes de projeto mecânico (MCAD)
e de projeto eletrônico (ECAD).
Esses sistemas de software agem como conversores
bidirecionais entre o sistema CAD e o Formato de Dados
Intermediários (IDF). Padrão da indústria de eletrônicos,
o IDF permite a troca dos dados de projeto da placa de
circuito impresso (PCB) entre os sistemas ECAD e MCAD
usando dados ASCII. Com esses sistemas de projeto
eletrônico, os engenheiros podem criar conjuntos
mecânicos de projetos PCB, modificá-los se for
necessário e enviar as alterações de volta ao seu software
de projeto PCB.
Alguns desses produtos de software utilizam bibliotecas
de peças para posicionarem os modelos de componentes
na placa, produzindo um conjunto muito preciso da placa
preenchida. Se um modelo de componente não estiver
disponível na biblioteca de peças, alguns sistemas
utilizarão as medidas do componente para depois prensálo na altura determinada e gerar um modelo de
componente para uso futuro.
Uma vez criada o conjunto mecânico da PCB,
os engenheiros poderão então colocá-la no conjunto de
seu produto para verificarem se há interferências
mecânicas ou outros erros de projeto mecânico.
Se problemas forem detectados, os engenheiros poderão
corrigi-los no conjunto da PCB. Os usuários podem
alterar o local das peças, mover os furos de conjuntos ou
editar a forma da PCB, para então enviar alterações ao
sistema de projeto da PCB criando dados IDF a partir do
conjunto.
O ponto de vista do gerente: Todd Mansfield, chefe
de equipe da Engenharia de Sistemas, ECCO
P: Que tipo de produtos de software complementar vocês
utilizam na ECCO?
R: Atualmente usamos um software de representação
com base em fotos realistas, um software de
reconhecimento de recursos, uma ferramenta de
publicação na Web, um pacote de projeto de eletrônicos e
um software de análise.
P: Como o software de representação é usado?
R: Ele é usado para ilustrar produtos para os quais não
temos protótipos físicos. Muitas vezes estamos sob
pressão para cumprirmos os prazos do catálogo. A equipe
de marketing quer fotos dos novos produtos, mas ainda
não temos peças para eles em nossa empresa. Para o
nosso catálogo novo, fornecemos ao departamento de
marketing e de vendas uma imagem processada a partir
de uma imagem processada a partir de uma foto de vários
produtos para que ela usada como se fosse uma
fotografia real. Ela também é usada internamente para
conceituação e visualização durante a fase de
desenvolvimento do conceito do produto. Eles nos
entregarão um desenho em um guardanapo com o que
eles querem e os engenheiros usarão o software de
processamento para criarem dois ou três conceitos
daquela idéia. É uma ferramenta conceitual excelente que
usamos bastante, além de ser muito fácil de aprender.
P: O que faz o software de reconhecimento de recursos?
R: Quando você recebe um modelo IGES, STEP ou de
qualquer outro formato neutro, ele perde todo seu
histórico e se torna basicamente um bloco de geometria
sem graça. O corpo importado é utilizável, mas não
editável. O software de reconhecimento de recursos
interroga o corpo importado e tenta recompor o
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componente ou a peça. Ele examina a peça e preenche
novamente o gerenciador de recursos com todos aqueles
recursos. O grande benefício é que quando tudo está
pronto, um usuário pode editar recursos. Quando o
modelo for preenchido novamente, você pode entrar no
recurso, alterar seu valor e redimensioná-lo
automaticamente, o que o torna paramétrico novamente.
É uma ferramenta muito poderosa. Nós compramos outra
empresa há alguns anos e eles usavam outro sistema
CAD. Quando trouxemos seus arquivos CAD, eles não
estavam totalmente preenchidos. Executando esse
software, fomos capazes de preencher novamente muitos
recursos naqueles componentes para tornar a peça mais
editável e completa.
P: Como a ECCO utiliza a ferramenta de publicação na
Web?
R: Essa ferramenta permite que o usuário publique um
site instantaneamente em um servidor, permitindo que
você publique um site 3D instantâneo na Web, o que
também possibilita a existência de um ambiente
colaborativo. Se eu estiver fazendo um projeto e quiser
que ele seja revisado e comentado por outras pessoas, ,
posso publicá-lo em um site e enviar o URL para você.
Assim que o receber, você clica nele e o site instantâneo é
exibido. Você analisa o projeto e envia os seus
comentários. A vantagem é que nesta empresa temos
pessoas do mundo inteiro trabalhando constantemente
em projetos. Dessa forma se estivermos tentando
executar um projeto com a nossa equipe de vendas, basta
publicá-lo no site e eles poderão mandar seus
comentários de qualquer lugar do mundo, desde que
tenham acesso à Internet. Acabei de passar algumas
semanas na China e estava sempre atualizado por causa
dessa ferramenta. Ela é muito poderosa.
P: E quanto ao software de automação de projetos
eletrônicos?
R: Esse software nos permite pegar dados de nosso
pacote elétrico (ECAD) e convertê-los em modelos de
conjunto nativos do MCAD. Temos um projetista de
desenhos que desenhará uma placa de circuito impresso
(PCB) e criará seu projeto. Em seguida, converteremos
esses dados para um conjunto mecânico para que o grupo
de mecânica possa colocar um gabinete em torno dela.
Eles utilizam o software complementar para converter os
dados do ECAD em dados nativos do MCAD, que depois
podem ser usados no projeto mecânico.
P: Qual era o procedimento antes da utilização do
software EDA?
R: Ou o procedimento não incluía o conjunto de uma
placa de circuito impresso, o que era assustador, já que a
única maneira de testarmos se tudo se encaixava era
construí-la fisicamente, ou fazíamos uma representação
do conjunto da placa de circuito. Entretanto, uma
representação nem sempre é dimensionalmente precisa.
Esses pacotes nos ajudam a construir uma representação
dimensionalmente perfeita não só da PCB, mas também
de todos os seus componentes elétricos internos. Nós
criamos bibliotecas de componentes para que o software
retire-os de lá e carregue a placa com componentes reais.
A precisão dimensional é muito importante porque não
temos espaço para erros. Nossa tolerância está abaixo de
centésimos de milésimos de uma polegada.
P: Como o software de análise é usado na ECCO?
R: Ele é utilizado para executar análises básicas de
tensão em nossos componentes para vermos onde estão
as concentrações de tensão. Se tivermos problemas em
nossos testes, recuamos e fazemos uma análise para ver
onde podemos otimizar o projeto a fim de melhorarmos a
força ou reduzirmos o peso. Não temos o pacote
completo de software de análise, mas esse é
provavelmente o próximo software que compraremos,
porque estamos chegando a um ponto onde com certeza
faremos uso de algumas de suas funcionalidades.
Há agora testes de queda, assim como análises solares e
térmicas no produto completo. Portanto, esperamos
utilizar mais análises e menos testes físicos para
conseguirmos acertar logo de primeira. Não podemos
mais construir algo até que ele quebre, como fazíamos.
O nome do jogo agora é “otimização.”
P: Qual a importância de comprar produtos
complementares que sejam certificados por seus
fornecedores CAD?
R: Do ponto de vista de um cliente, o que é bom no
programa de parceria é que conhecer os critérios rígidos
normalmente cumpridos pelos parceiros é uma ótima
garantia. Eu hesitaria muito em comprar um produto que
não estivesse no programa de parceria. Ele deixa no
consumidor uma boa impressão, porque você sabe que
esses produtos são bem testados.
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