Desenvolvimento e aplicação de um sistema de planejamento de processo auxiliado por computador em um ambiente de usinagem

A competitividade cada vez mais acirrada e globalizada tem forçado as empresas a desenvolver produtos com maior qualidade em um menor tempo com custos cada vez mais baixos. Para isto, passaram a utilizar tecnologias de ponta na manufatura de seus produtos, que envolvem desde a concepção do produto até sua efetiva produção. Uma das etapas mais importantes na concepção de um produto manufaturado, a partir de um projeto, é o planejamento do processo produtivo. A essência dessa atividade é disponibilizar uma gama de informações bem detalhadas e organizadas para o chão de fábrica que pode incluir a seleção da máquinaferramenta, determinação dos parâmetros de corte, geração do programa NC e as instruções de trabalho. Na maioria das empresas o planejamento do processo é feito por processistas experientes que utilizam técnicas manuais, onde despedem tempo considerável fazendo cálculos, recuperando informações, escrevendo, digitando e detalhando o plano, e nenhuma dessas tarefas agrega valor diretamente ao produto. Assim somente uma pequena parcela do tempo total é utilizado na concepção e análise do produto. A introdução dos computadores na confecção do plano de processo torna o planejamento mais eficiente podendo dispor de mais alternativas além daquelas exploradas manualmente, e ainda há vantagens adicionais, como a realização de várias comparações de planos semelhantes para selecionar o melhor para cada caso, reduzindo o tempo de planejamento, exigindo menor experiência técnica dos processistas, resultando em aumento da produtividade com planos otimizados. O sistema desenvolvido dentro da filosofia de planejamento de processo variante-interativo, um método que se utiliza da tecnologia de grupo para formar famílias de peças, onde para cada família é desenvolvido um plano padrão, no qual torna-se a base de dados para novas peças, exigindo alterações apenas nos detalhes que não forem similares. Quando não existir um plano semelhante para nova peça este é gerado de forma interativa onde o processista tem o auxílio do computador na definição da folha de processo, ao contrário de um sistema generativo que utiliza uma programação mais complexa e cria automaticamente planos de processo distintos para a nova peça. Os planos de processo gerados contem os processos de usinagem, as máquinas para realizar os mesmos, ferramentas e portaferramentas, sistemas de fixação, os parâmetros de corte e o sequenciamento das operações. O sistema foi projetado em Visual Basic, uma linguagem que disponibiliza uma interface gráfica amigável com o usuário. O conjunto das informações estritamente necessárias para o desenvolvimento do programa é armazenado em um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (ACCESS), sistema esse escolhido por ter a vantagem de permitir manipular mais de um aplicativo ao mesmo tempo, estabelecendo relações entre eles, buscando eliminar a duplicidade de informações, impondo integridade referencial, reduzindo o espaço de armazenamento e facilitando a atualização dos dados.

Desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos

Esta dissertação trata do desenvolvimento e avaliação de uma ferramenta computacional multimeios utilizada no auxílio ao aprendizado de projetos de experimentos básicos. A busca da sociedade por novos produtos e processos, cada vez melhores e de forma mais rápida, determina a necessidade da aplicação de técnicas mais objetivas e eficientes para se alcançar estes desafios. O trabalho de execução visando contemplar o mencionado anteriormente, procedeu-se da seguinte forma: (i) revisão e descrição dos conceitos relativos à Engenharia da Qualidade e ao Planejamento, Projeto e Análise de Experimentos (PPAE); (ii) identificação e descrição de métodos ou regras de planejamento experimental; (iii) investigação e identificação dos projetos e análises de experimentos considerados básicos; (iv) desenvolvimento de uma ferramenta multimeios para o auxílio ao aprendizado de PPAE; (v) avaliação da ferramenta desenvolvida, através de um estudo de caso; (vi) conclusões relacionadas ao trabalho desenvolvido. A abordagem adotada para apresentar a técnica experimental, destacou o planejamento, do projeto e análise, detalhando separadamente os mesmos. Este passo almejou, de forma objetiva, identificar aqueles projetos e análises básicos, iniciais ao aprendizado. A elaboração e posterior avaliação da ferramenta multimeios permitiu perceber a potencialidade da mesma, como um meio instrucional para o tema específico de projetos de experimentos, sendo sua aplicação de relativa facilidade. A avaliação mostrou ainda que existe muito a se avançar nos meios físicos de apresentação/execução deste tipo de ferramenta multimeios.

Otimização topológica de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições de flexibilidade e tensão

Neste trabalho é resolvido o problema da minimização do volume de estruturas bidimensionais contínuas submetidas a restrições sobre a flexibilidade (trabalho das forças externas) e sobre as tensões, utilizando a técnica chamada otimização topológica, que visa encontrar a melhor distribuição de material dentro de um domínio de projeto pré-estabelecido. As equações de equilíbrio são resolvidas através do método dos elementos finitos, discretizando a geometria e aproximando o campo de deslocamentos. Dessa forma, essas equações diferenciais são transformadas em um sistema de equações lineares, obtendo como resposta os deslocamentos nodais de cada elemento. A distribuição de material é discretizada como uma densidade fictícia constante por elemento finito. Esta densidade define um material isotrópico poroso de uma seqüência pré-estabelecida (SIMP). A otimização é feita através da Programação Linear Seqüencial. Para tal, a função objetivo e as restrições são sucessivamente linearizadas por expansão em Série de Taylor. A análise de sensibilidade para a restrição de flexibilidade é resolvida utilizando o cálculo da sensibilidade analítico adaptado para elementos finitos de elasticidade plana. Quando as restrições consideradas são as tensões, o problema torna-se mais complexo. Diferente da flexibilidade, que é uma restrição global, cada elemento finito deve ter sua tensão controlada. A tensão de Von Mises é o critério de falha considerado, cuja sensibilidade foi calculada de acordo com a metodologia empregada por Duysinx e Bendsøe [Duysinx e Bendsøe, 1998] Problemas como a instabilidade de tabuleiro e dependência da malha sempre aparecem na otimização topológica de estruturas contínuas. A fim de minimizar seus efeitos, um filtro de vizinhança foi implementado, restringindo a variação da densidade entre elementos adjacentes. Restrições sobre as tensões causam um problema adicional, conhecido como singularidade das tensões, fazendo com que os algoritmos não convirjam para o mínimo global. Para contornar essa situação, é empregada uma técnica matemática de perturbação visando modificar o espaço onde se encontra a solução, de forma que o mínimo global possa ser encontrado. Esse método desenvolvido por Cheng e Guo [Cheng e Guo, 1997] é conhecido por relaxação-ε e foi implementado nesse trabalho.

Otimização em dois níveis da orientação e da topologia de cascas laminadas

Este trabalho é uma contribuição para o conhecimento de metodologias de projeto de estruturas de material composto, aplicando métodos de otimização estrutural a cascas laminadas e apresentando uma estratégia em dois níveis. No primeiro nível é realizada a minimização da flexibilidade da estrutura, tendo como variável de projeto a orientação de cada lâmina da estrutura. Utiliza-se Programação Linear Seqüencial (SLP) e direção de tensão principal para otimização da orientação. No segundo nível minimiza-se o volume de cada lâmina, usando a flexibilidade total da estrutura como restrição e a densidade relativa como variável de projeto, também através de SLP. Para evitar aparecimento de áreas com densidades intermediárias, utiliza-se um Método de Continuação, dividindo o nível de otimização topológica em duas ou mais etapas. As formulações desenvolvidas permitem a solução de problemas com múltiplos casos de carregamento. Para a solução da equação de equilíbrio de casca laminada, utiliza-se um elemento finito de casca degenerado de oito nós com integração explícita na direção da espessura. A implementação desse elemento é feita de modo a facilitar a obtenção das derivadas da matriz de rigidez, necessárias na linearização das funções objetivo e restrições. Evita-se assim o uso de derivadas numéricas. Resultados para vários tipos de estrutura são apresentados, incluindo comparações entre diferentes carregamentos, condições de contorno, número de lâminas, espessuras, etc. As soluções obtidas, formas de análise e possíveis aplicações são discutidas.

Contribuições ao uso de novas tecnologias da informação e comunicação no ensino de engenharia

Neste trabalho, descreve-se o processo de produção de tecnologias educacionais e de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs), relacionando-as ao uso do ensino em Engenharia Geotécnica. Desenvolveu-se um sistema de informação baseado num modelo que integra recursos educacionais produzidos em diferentes formatos eletrônicos e um software baseado na Web para gestão destes recursos e das informações da disciplina Fundações. O software, denominado ENGEO, auxilia a estruturação do conhecimento envolvido no domínio de aplicação, fornecendo ao professor, ou equipe de gestão, ferramentas remotas de administração dos conteúdos e dos recursos educacionais. Aos alunos, a aplicação ENGEO fornece disponibilidade de informações e de conteúdo em um ambiente flexível. Este aplicativo foi desenvolvido para o curso de Engenharia Geotécnica, particularizado para Engenharia de Fundações, com o objetivo de introduzir e incentivar a utilização de sistemas baseados na Web para compartilhamento de conteúdo das disciplinas, implementar Tecnologias de Informação e Comunicação em aplicações para fins educacionais e fomentar discussões a respeito da identidade e perfil do Engenheiro e o papel da TICs no processo de formação do profissional de Engenharia.

Avaliação da satisfação e motivação dos técnico-administrativos em uma instituição de ensino superior : um estudo de caso

A busca pela satisfação e motivação de uma categoria de funcionários públicos de uma instituição de ensino superior é o tema do presente trabalho, o qual aborda as seguintes questões: como motivar funcionários que estão com o seu salário defasado? Será que um reajuste salarial irá motivá-Ios? Ou há outros fatores que determinam a satisfação e motivação dos funcionários? Visando responder essas questões e elaborar um plano de ação que aumente a satisfação e motivação dos funcionários, o presente trabalho apresenta um estudo sobre a satisfação no trabalho e as principais teorias motivacionais. As particularidades de uma organização pública também são abordadas. O trabalho envolve um estudo aplicado, o qual inicia apresentando o perfil da categoria de funcionários públicos que será estudada: os técnico-administrativos da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Através de pesquisas, foi possível aprofundar o conhecimento relativo aos 116 funcionários da instituição, identificando o seu nível de satisfação e os fatores de trabalho que consideram mais importantes. A participação da Direção da Escola de Engenharia da UFRGS no estudo aplicado foi relevante, na medida em que foram estudadas as propostas contidas no Plano de Gestão 2001 - 2004 da Direção da Escola, que possuem potencial para afetar a satisfação e motivação dos seus funcionários. Finalizando o estudo aplicado, o plano de ação para motivar e satisfazer os funcionários da Escola de Engenharia da UFRGS foi apresentado e questionado com relação ao seu potencial motivacional.

Correlação de alarmes e diagnóstico no gerenciamento de sistemas supervisionados por computador

Este trabalho investiga a aplicação de métodos e técnicas de correlação de alarmes na detecção e diagnóstico de falhas em sistemas supervisionados por computador. Atualmente, alguns centros de supervisão ainda não se utilizam destas técnicas para o tratamento das informações recebidas de suas redes de supervisão, ficando para os operadores a responsabilidade de identificar estas correlações. Com o crescente volume de informações recebidas pelos centros de supervisão, devido ao aumento da heterogeneidade e do número de equipamentos supervisionados, torna a identificação manual da correlação dos alarmes lenta e pouco precisa. Objetivando melhorar a qualidade do serviços prestados pelos centros de supervisões, este trabalho propõe o uso de uma rede Bayesiana como método de correlação de alarmes e uma técnica de limitação de escopo para atingir uma melhor performance na propagação desta correlação. Através dos conceitos desenvolvidos neste trabalho, foi implementado um protótipo de correlação de alarmes para um sistema de supervisão existente no mercado, neste protótipo modela-se a rede Bayesiana em um banco de dados relacional e, como resultado desta implementação apresenta-se a interface desenvolvida para a supervisão.

Processos de inovação curricular : a experiência dos cursos de Agronomia e Engenharia Florestal do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal de Santa Maria

Esta dissertação aborda os processos de inovação curricular dos Cursos de Agronomia e Engenharia Florestal do Centro de Ciências Rurais da Universidade Federal de Santa Maria, enquanto um movimento que ainda está acontecendo, com o objetivo de compreender o que significam mudanças curriculares inovadoras e contribuir com reflexões sobre a formação dos profissionais da Área das Ciências Agrárias. Esta área apresenta problemas que se agravaram nas últimas décadas. Para atender a necessidade de maior produtividade, mecanizou-se, passando a utilizar os recursos naturais como se fossem inesgotáveis, acarretando enormes problemas ambientais. Com isso, exige-se rever a formação desses profissionais, buscando maior comprometimento com o modelo de desenvolvimento sustentável, englobando os aspectos econômico, social e ambiental. A opção metodológica para o desenvolvimento da pesquisa foi a qualitativa, na perspectiva da pesquisa participante, pois houve uma atuação prolongada e comprometida da minha parte como pesquisadora, assim como dos demais participantes da pesquisa. Os sujeitos da pesquisa foram aqueles diretamente envolvidos com o processo de mudança, professores dos Colegiados de Curso, uma representação de alunos dos diversos semestres, egressos e agricultores da Região do COREDE/Centro1. No primeiro capítulo discuto a importância das determinações das políticas públicas e institucionais na definição dos currículos. No segundo, o referencial teórico que diferencia as concepções de currículo, reforma e inovação no ensino superior, emanadas da Nova Sociologia da Educação e da Teoria Crítica do Currículo, em autores que vêem o currículo como uma construção cultural, imbricado no contexto sócio-cultural onde é gerado e desenvolvido. Examino também as racionalidades que orientam ou podem orientar o profissional em relação às questões ambientais No terceiro, faço a descrição da dinâmica do processo de mudança curricular, detalhando como foi desencadeado com a finalidade de apontar caminhos para outras experiências de reformulação curricular, inclusive na própria Universidade. No quarto, analiso como os sujeitos-participantes interpretam as legislações e vêem os problemas e perspectivas para os currículos, quais sejam: a concepção de currículo e de ensino; a função social atribuída aos cursos, a falta de integração entre as disciplinas e a desatualização dos currículos. Incluo ainda, a visão externa da atuação profissional dos egressos formados pelos currículos vigentes. No quinto, analiso a importância da inserção ambiental nos currículos. E, finalmente no sexto, faço as considerações finais a que cheguei nesta pesquisa. No processo de mudança curricular dos cursos estudados, observam-se sinais de inovação curricular, devido ao modo como está acontecendo esse processo, valorizando a participação de todos os segmentos nas discussões e tomada de decisões, mas também pelo currículo que está sendo construído, não se restringindo a formação de caráter técnico, incluindo as dimensões social, política, cultural e ambiental. Ressalte-se ainda que sua reelaboração deverá inserir seus currículos em forma de Projetos Político-Pedagógicos de Curso, como forma consistente de organização de um curso.

Movimentos do real : a autonímia na escrita coletiva de textos no computador

Este trabalho é sobre produção de sentidos. Seu propósito está relacionado à investigação das relações do sujeito com a linguagem na sua forma de escrita alfabética no processo de produção textual escolar. O fato de ocorrer a partir da análise de falas de crianças ao escreverem coletivamente histórias no computador possui dois objetivos; de um lado, interrogar sobre a representação do sujeito no texto e, de outro, questionar a utilização do computador nas escolas como uma nova tecnologia da escrita. Para que fosse possível dar alguma visibilidade ao processo de produção textual e não restringir-se apenas ao produto final, quer dizer à história pronta, optou-se por uma metodologia que permitisse algum tipo de acesso ao modo como a criança produzia o texto. Uma solução viável foi encontrada na gravação das situações interativas de conversação, em que cada grupo de alunos estaria produzindo sua história no computador. Esta gravação tornou-se o material a ser analisado. O referencial teórico está fundamentado na psicanálise, a partir de Jacques Lacan, na lingüística enunciativa, representada por Jaqueline Authier-Revuz e na análise de discurso inaugurada por Michel Pêcheux. Seguindo estas teorias, analisamos o sujeito da enunciação e o inconsciente enquanto discurso do Outro. A análise buscou a indicação de autonímias, onde destacam-se as “não-coincidências do dizer”, termo cunhado por Authier-Revuz para explicitar a presença do outro na constituição do discurso. A partir da análise apontamos para o sujeito como um efeito de leitura do discurso do Outro, um acontecimento que reconfigura a estrutura. Disso segue que todo discurso parte de uma escrita, pois se abre à leitura. Também apontamos para a escrita como a presentificação da diferença. Neste sentido postulamos que a autonímia é constitutiva do discurso pedagógico no que se refere à aprendizagem da língua escrita. Ela é um recurso necessário ao alfabeto. Sem a possibilidade da autonímia seria impossível o ensino da língua.. A partir destes resultados temos indícios que confirmam a hipótese de que o computador é uma nova tecnologia da escrita, assim como foram uma vez o papiro, o alfabeto, a imprensa. De certo modo a questão do sujeito e da linguagem ainda é a mesma, ou seja, diante do real o que o sujeito demanda é que ele seja representável. A forma que esta representação vai tomar depende dos discursos em questão.

SADA sistema virtual de ensino com análise de desempenho e aplicação de avaliação na Web

Este trabalho apresenta um sistema virtual para suporte ao ensino, denominado SADA. O sistema se baseia na análise do desempenho durante a aprendizagem para implementar técnicas de adaptação para apresentação dos links. Tendo como objetivo principal auxiliar o ensino presencial, e caracterizar as possibilidades para se adaptar a navegação no conteúdo do curso através da forma de apresentação dos links. O SADA utiliza ferramentas computacionais de domínio público na Web, e possui um conjunto de opções para criação e divulgação de cursos com conteúdos didáticos, e questões de múltipla escolha para avaliação do desempenho do aluno. Um sistema de ensino como o SADA, mediado por computador e baseado na Internet (Web), pode ser uma ferramenta complementar ao trabalho do professor, por acrescentar maior dinâmica aos cursos ou disciplinas devido às novas formas de interação com o aluno.

Epistemologia versus pedagogia : o locus do professor de engenharia

Partindo do pressuposto de que as concepções epistemológicas do professor norteiam a sua ação docente, a pesquisa apresentada nessa Dissertação foi realizada objetivando explicitar essas concepções e identificar e descrever as suas conseqüências na pedagogia empregada pelo professor de engenharia. O corpus dessa pesquisa constituiu-se de um grupo de professores, na quase totalidade engenheiros de formação, e de alunos da etapa profissionalizante do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, o que representa um recorte do universo de professores e alunos dos cursos de engenharia no Brasil. Em função da longa tradição da Instituição focalizada na formação de engenheiros, entende-se que este recorte reflete parte da realidade de cursos congêneres em instituições públicas. A pesquisa realizada é de caráter etnográfico, caracterizada pela imersão da pesquisadora no ambiente pesquisado. Os dados foram coletados a partir de falas de professores e de falas de alunos desses professores, cujos depoimentos foram registrados em fitas magnéticas de áudio. A complementação desses dados deu-se através da observação e do acompanhamento das aulas desses mesmos docentes. Na seqüência desse trabalho, foram analisadas essas manifestações e observações, feitas in loco, à luz de um referencial teórico fortemente embasado no construtivismo. Na Dissertação essas análises aparecem, em um primeiro momento, focadas nas falas individuais dos Professores. Em uma segunda etapa, é apresentada uma análise comparativa entre as diferentes falas individuais a partir do que foram identificados pontos em comum nas opiniões emitidas. O mesmo procedimento é adotado em relação às falas dos alunos. Como resultado dessas análises, ao final, é apresentado um diagnóstico da situação atual em termos de concepções epistemológicas e das estratégias pedagógicas utilizadas pelos professores-engenheiros. Ao final também, são feitas sugestões que visam a subsidiar a implantação de uma proposta pedagógica de cunho construtivista, em cursos de engenharia.

CaTLeT : ferramenta computacional de apoio ao ensino/aprendizado de teoria das categorias

Teoria das Categorias é uma ramificação da Matemática Pura relativamente recente, tendo sua base sido enunciada ao final da primeira metade do século XX. Embora seja Teoria de grande expressividade, sua aplicação efetiva tem encontrado até o momento grandes obstáculos, todos decorrência natural da brevidade de sua História. A baixa oferta de bibliografia (e predominantemente em língua inglesa) e a falta de uniformidade na exposição do que sejam os tópicos introdutórios convergem e potencializam outro grande empecilho à sua propagação - a baixa oferta de cursos com enfoque em Teoria das Categorias. Consegue, a despeito destes obstáculos, arrebanhar admiradores em inúmeros centros de reconhecida excelência técnica e científica. Dentre todas as áreas do conhecimento, atrai em especial a atenção da Ciência da Computação, por características como independência de implementação, dualidade, herança de resultados, possibilidade de comparação da expressividade de outros formalismos, forte embasamento em notação gráfica e, sobretudo, pela expressividade de suas construções [MEN2001]. No Brasil, já conta com o reconhecimento de seu papel no futuro da Ciência da Computação por parte de instituições como SBC e MEC. Os obstáculos aqui descritos, entretanto, ainda necessitam ser transpostos. O presente trabalho foi desenvolvido visando contribuir nesta tarefa. O projeto consiste em uma iniciativa aplicada em Ciência da Computação, a qual visa oportunizar o franco acesso aos conceitos categoriais introdutórios: uma aplicação de computador que faça amplo uso de representação diagramática para apresentar a proposição de conceitos básicos do grupo de pesquisa em Teoria das Categorias do Instituto de Informática da UFRGS. A proposição e implementação de uma ferramenta, embora não constitua iniciativa inédita no mundo, até onde se sabe é a segunda experiência desta natureza. Ademais, vale destacar que os conceitos tratados, assim como os objetivos visados, são atendidos de forma única e exclusiva por esta aplicação. Conjuntamente, vislumbra-se a aplicação desenvolvida desempenhando importante papel de agente catalisador na propagação da visão dos Grupos de Pesquisa em Teoria das Categorias da UFRGS e da PUC/RJ do que sejam os "conceitos categoriais introdutórios".

MEPSOM : método de ensino de programação sônica para músicos

Esta tese de doutorado apresenta o MEPSOM - Método de Ensino de Programação Sônica de Computadores para Músicos. O MEPSOM consiste em um sistema de computação que disponibiliza um conjunto de atividades para programação de software musical composto de exemplos e exercícios. O método foi idealizado para ser uma ferramenta de auxílio ao professor em cursos de Computação Musical, disponibilizando recursos didáticos para o ensino de programação nas áreas de composição e educação musical. O MEPSOM foi implementado sob a forma de programas de computador e utilizado em cursos de Computação Musical na UFRGS. Nesta Tese de Doutorado apresentamos o projeto e a organização do MESPCM, a implementação do método, relatos de sua aplicação e os resultados obtidos. Também expomos a utilização do método em laboratório, através de estudo de caso, e os resultados da sua avaliação por estudantes que participaram de pesquisas de levantamento. Por fim, a partir da análise dos dados obtidos, sugerimos um conjunto de aspectos considerados relevantes para futuras aplicações do MEPSOM.

Usuários e o computador : produção de sentidos de universitários mediados pelo uso do computador : por uma forma de olhar sistêmica

O objeto de estudo deste trabalho: os sentidos produzidos na relação entre o usuário e o computador nos alunos em final de curso de graduação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul no ano de 2002/2, descrevendo e analisando esses sentidos e seus reflexos na Sociedade do Conhecimento. Foram descritas e analisadas algumas respostas da coleta sobre a relação entre o usuário e o computador, observadas através das emoções, aprendizagem e linguagem, quais foram as relações trazidas e a produção de sentidos decorrentes dessa relação como facilitadores ou não da apropriação ao uso da máquina, visando a possibilidade de constituição da Sociedade do Conhecimento. O enfoque teórico está baseado em Maturana para compreender e analisar os resultados desta pesquisa. Trata-se de uma forma de olhar para o sujeito e sua relação com o computador, através das emoções, aprendizagem e linguagem e suas influências diretas no viver de cada um.