Em um mundo marcado pela globalização, mercados comuns, grandes grupos corporativos, produção em massa e uma oferta quase ilimitada de produtos industriais, a individualização é um requisito que ganha cada vez mais importância entre os consumidores. O mercado para produtos que expressem sua personalidade e seus gostos, que os identifiquem e os tornem únicos por meio da customização, está em franca expansão. Isto abre uma possibilidade para o design comprometido em desenvolver produtos que atendam essas necessidades individuais, mesmo em produtos produzidos em massa. No entanto, os métodos projetuais usualmente empregados por profissionais do design não contemplam esse novo cenário, gerando uma lacuna a ser estudada. Este trabalho tem como objetivo, identificar etapas e características dos processos metodológicos que incorporam a customização pós-produção. Este trabalho faz uso da investigação exploratória, bibliográfica e qualitativa por meio da aplicação de questionários e entrevistas. A aplicação das entrevistas ocorreu com um grupo de profissionais atuantes nas diferentes áreas do design de produto. A síntese das entrevistas, aliada a uma análise comparativa dos dados convergentes e divergentes, somaram para identificação das principais etapas no desenvolvimento de produtos que levam em conta a customização do usuário pós-produção. Os resultados finais dão conta da importância do pensamento voltado para a customização em diversas etapas do processo de projeto em design. / In a world marked by globalization, common markets, large corporations, mass production and an almost unlimited supply of industrial products, individualization is a requirement that is increasingly gaining importance among consumers. The market for products that express your personality and tastes, identifying them and make them unique by customizing is booming. This opens a possibility to design committed to developing products that meet these individual needs, even in mass produced products. However, projective methods usually employed by design professionals do not consider this new scenario, creating a gap to be studied. This study aims to identify steps and characteristics of methodological processes that incorporate the customization postproduction. This work makes use of exploratory research, and qualitative literature through questionnaires and interviews. The application of the interviews took place with a group of professionals working in different areas of product design. A summary of the interviews, together with a comparative analysis of convergent and divergent data, amounted to identify key steps in developing products that take into account user customization postproduction. Final results realize the importance of thought toward customization in various stages of project design.

Este trabalho tem por objetivo propor uma metodologia de desenvolvimento virtual de produtos por meio da criação de um aplicativo de banco de dados com componentes individuais e utilizando a tecnologia da realidade virtual (VRML) para a visualização do produto final. Para o desenvolvimento do trabalho foram investigados: a influência da difusão das tecnologias de informação e comunicação (TICs) no setor industrial; o processo de desenvolvimento de produtos e suas etapas; o design virtual e os recursos computacionais utilizados atualmente tanto na concepção quanto na prototipagem de produtos; a tecnologia da realidade virtual e sua aplicação nas diversas áreas, em especial, na indústria; e a utilização de padrões de metadados para a modelagem de banco de dados. O processo de intervenção ocorre por meio das seguintes etapas: análise e seleção de produtos para a montagem; projeto dos componentes individuais dos produtos; estruturação dos metadados; desenvolvimento do banco de dados e da metodologia de montagem. A metodologia de montagem é constituída de duas fases: na primeira, são definidos os pontos de inserção dos componentes (onde ocorre a conexão) e obtidas as suas coordenadas em um software CAD, a partir do seu modelo tridimensional, e também os demais metadados que caracterizam cada componente a ser cadastrado no banco de dados; criam-se arquivos em realidade virtual VRML de cada componente. Na segunda fase, modela-se o banco de dados, registrando todas as informações necessárias dos componentes e realizando a montagem dos produtos, através da conexão de dois componentes individuais em cada etapa de montagem. A metodologia de montagem de produtos virtuais está implementada no aplicativo de banco de dados chamado "dvPro", desenvolvido na plataforma do banco de dados Microsoft Access. O aplicativo possui interface amigável, possibilitando o cadastro de componentes, a montagem de produtos e a reutilização de componentes e produtos para a montagem de novos produtos, não exigindo do usuário grande conhecimento em banco de dados e realidade virtual. Apresentam-se dois exemplos de montagem de produtos, nos quais é possível verificar a viabilidade e a eficiência da metodologia proposta. / The objective of this work is to propose a methodology for virtual product development through the creation of a database with individual components and the use of virtual reality technology (VRML) to visualize the final product. For work development, the following subjects were investigated: the influence of information dissemination and communication technologies (ICTs) in the industrial sector; the process of product development, its stages; the virtual design and the computing resources currently used in design and product prototyping; the virtual reality technology and its application in various areas, especially in industry; and the use of metadata standards for database modeling. The intervention process occurs through the following phases: analysis and selection of products for assembly; design of individual product components; metadata structuring; development of database and assembly methodology. The assembly methodology has two steps: in the first, insertion points of components (where connections take place) are defined and its coordinates are obtained using a CAD software, based on the 3D model. Also, other metadata that characterize each component to be registered in the database are obtained and virtual reality VRML file for each component is created. In the second step, the database is modeled, recording all the information from the components and performing the product assembly, through the connection of two individual components in each assembly. The methodology for virtual assembly of products is implemented in a database application named "dvPro", developed on Microsoft Access database system. The application has a friendly interface, allowing component registration, product assembly and reusability of components and products to assembly new products. Only basic knowledge of database systems and virtual reality is needed to use the application. Two examples of assembly methodology are presented, where the feasibility and efficiency of the proposed methodology can be verified.

O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de propor um sistema de transmissão mecânica baseado em engrenagens cônicas e faciais, de razões de velocidades escalonadas, para uso industrial e no setor da mobilidade. Em virtude do grande desenvolvimento das transmissões compostas por engrenagens faciais nos últimos anos, implementado por centros de pesquisa da área e por indústrias do setor aeronáutico, um dos objetivos deste trabalho foi estender o campo de aplicação dessas engrenagens para outros campos da engenharia. Inicialmente, mostra-se um estudo dos principais tipos de transmissões mecânicas presentes na indústria e, principalmente, no setor da mobilidade; área em que, usualmente, encontram-se os requisitos mais elevados de operação. Além disso, foi realizada uma revisão bibliográfica abordando tópicos importantes relacionados às engrenagens em geral e, mais especificamente, às transmissões cônicas e faciais. Esta revisão serviu de base para a implementação dos algoritmos para modelagem das engrenagens do sistema proposto. Para validar o conceito, um protótipo foi construído e testado, tendo como principal objetivo a comprovação da viabilidade e eficácia do sistema proposto, tanto na transmissão do movimento como na alteração da razão de velocidades. Realizados os testes, observou-se que, efetivamente, o sistema atendeu aos atributos funcionais especificados. Para a construção desse protótipo, as engrenagens envolvidas passaram por um processo de modelagem matemática, seguida pela modelagem sólida em software de CAD e pela fabricação em centro de usinagem. Para complementar o estudo, foi implementada uma rotina baseada nas normas AGMA, com foco na determinação das dimensões do pinhão, componente mais crítico do sistema. Desta forma, este trabalho permitiu avaliar os aspectos funcionais e elaborar um procedimento de projeto das engrenagens que compõem a transmissão proposta, concluindo que esta apresenta características herdadas das engrenagens faciais - facilidade de fabricação com custos competitivos - bem como características que a tornam adequada para operação automática em aplicações com alta taxa de flutuação da carga de trabalho, quais sejam: pequena variação da relação de transmissão e simplicidade do mecanismo de alteração da relação de velocidades. / This work was developed with the aim of propose a multi-speed mechanical gear drive based on face and bevel gears, for industrial and mobility field applications. Because of the recent great development of face gears, implemented by gear research centers and by aeronautical industry, one of the present work objectives was the extension of the application of these gears to other areas. The text begins with a brief review of the most used mechanical transmissions in the industry and, mainly, in the mobility field, where usually are found the higher loading and operation requirements. Also, important topics related to all gear transmissions and, more specifically, to bevel and face gears are presented. This review gave support for the algorithms implemented for the gears modeling. In sequence, for concept validation, a prototype was constructed and tested. The main objective of this prototype was proving that the original concept was viable and effective to transmit motion and change the ratio of velocities. After the tests, it was observed that, effectively, the system attended to specified functional attributes. For prototype construction, the related gears have been mathematically modeled, which was followed by the solid modeling in a CAD software and, finally, by the manufacturing process in a CNC milling machine. To extend the knowledge about the proposed transmission, an algorithm based on AGMA standards was implemented to assist in the analysis process related to the pinions, which are the most critical components of the system. As a result, this work allowed to validate the functional aspects and to elaborate a gear design procedure for the proposed system. Such system presents features inherited from face gears - constructive and manufacturing simplicity, meaning competitive costs -as well as features that make it adequate for automatic operation in high working load floating rates, which are: small ratio of velocities variation and mechanical simplicity of gears changing mechanism.

A presente pesquisa teve por objetivo a geração de diretrizes de projeto para o desenvolvimento de Próteses de Membros Inferiores, que atendesse as necessidades funcionais dos usuários que resulte na simplificação do objeto. Para isso, investigou-se o usuário, percebendo suas necessidades físicas e psicológicas, com conhecimento de leis federais existentes para o auxílio a esse público. Também, foram examinados a anatomia humana e os procedimentos cirúrgicos para a amputação de membros inferiores, a fim de compreender sua influência na concepção de uma prótese. Outro enfoque da pesquisa foi o estudo da biomecânica para reconhecer os movimentos realizados por uma pessoa sadia durante a deambulação, observando-se as etapas da sua marcha em comparação à marcha de indivíduos amputados que utilizavam próteses. Ainda foram analisados distintos tipos de próteses de membros inferiores e a tecnologia empregada em cada uma de suas partes: sistema de encaixe ao coto, joelho protético e sistema pé-tornozelo. Esses estudos originaram dados empregados na aplicação da metodologia do Design for X, para avaliar as próteses atuais em seus aspectos e construção, com o objetivo de gerar diretrizes de projeto para a elaboração de próteses simplificadas. Constatou-se que a aplicação do método originou diretrizes de projeto que poderão ser empregados durante o desenvolvimento de projetos de próteses de membros inferiores, visando à redução de custo do produto. / This research aims to generate design requirements for the development of Lower Limb Prosthetics that meet the functional needs of users, leading to a simplification of the object. For this, we investigated the users regarding their physical and psychological needs, with full knowledge of the existence of federal laws in order to help people. Human anatomy and surgical procedures for lower limb amputation were also examined in order to understand their influence on the design of a prosthesis. Another focus of the research was the study of biomechanics to recognize the movements performed by a healthy person when walking, observing the steps of their march comparing them with the march of amputees who used prosthesis. For the simplified development of prosthesis different types of prosthetic legs have been examined, technology has been employed in each of its parts such as fitting the stump prosthetic knee and the ankle-foot system. These studies yielded useful data used in the application of the methodology of Design for X to assess current prosthetic aspects and construction, to achieve design requirements for the development of simplified prosthesis. It was found that the application of the method originated design requirements that may be employed during the development of lower limb prosthesis projects, aiming to reduce product cost.

A reutilização aumenta e valoriza o ciclo de vida dos produtos sem necessidade da desintegração do material, proporcionando um destino adequado e o aproveitamento da configuração formal, da energia e matéria-prima agregadas e das propriedades inerentes ao produto que é descartado. Este trabalho teve como objetivo identificar e propor parâmetros técnicos de resistência, absorção, recobrimentos e corte a laser, visando possibilitar a reutilização de tubos de papelão, provenientes de descarte, no desenvolvimento de produtos. Por meio do panorama sobre o descarte deste material no recorte geográfico da cidade de Porto Alegre, realizado através de visitas a empresas dos segmentos de confeccção e gráfico, selecionou-se como padrão de tubo a ser pesquisado o de diâmetro interno 76,2mm (encontrado geralmente nas espessuras 3mm, 4mm, 5mm e 6,5mm), cujo destino recorrente é o recolhimento por catadores de materiais recicláveis. Para a realização dos ensaios técnicos, efetuou-se a coleta dos tubos até ser atingida a quantidade necessária, aferiram-se suas medidas e confeccionaram-se os corpos de prova. Em seguida, após a caracterização do material através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (ATG), foram realizados ensaios técnicos de resistência à compressão axial e diametral; flambagem; absorção de água; testes de recobrimento, corte a laser e experimentações sobre métodos de união. Como resultados, a temperatura de combustão, identificada na ATG, indica que até os 210°C existe uma faixa de segurança na utilização dos tubos. Pelos resultados dos ensaios de compressão axial e diametral, concluiu-se que que a direção mais adequada e com maior relevância de utilização dos tubos de papelão é a vertical, com o sentido da carga aplicado paralelamente à seção transversal. O ensaio de flambagem permitiu verificar que as falhas apresentadas não são repentinas; a amostra permaneceu estável, já que não houve ruptura súbita. No teste de absorção de água, constatou-se que os tubos são higroscópicos, necessitando de impermeabilização; para reconhecer um material de recobrimento adequado para os tubos de papelão, refez-se o ensaio de absorção de água com os tubos revestidos por tintas e vernizes à base de água. O melhor resultado foi apresentado pelo verniz marítimo em três demãos, revestimento que foi analisado por MEV. Após ensaios técnicos, foram realizados experimentos de corte a laser e métodos de união dos tubos. Concluiu-se a viabilidade da aplicação da tecnologia de corte a laser no material, determinando-se a potência e velocidades adequadas para o corte mais eficiente em cada espessura; e os métodos de união estudados possibilitam elaborar uma variedade de combinações aplicáveis na configuração de produtos. Por fim, acredita-se que o estudo e reconhecimento de características peculiares de novos materiais é um ponto determinante para a inserção destes no Design. / The reuse increases and enhances the life cycle of the product without the disintegration of the material, providing a correct destination and use of formal configuration, energy and raw material and aggregate properties inherent to the product or material that is discarded. This study aims to identify the technical parameters of resistance, absorption, coatings and laser cutting to reuse cardboard tubes, from disposal in product development. Through the overview of the disposal of this material in the city of Porto Alegre, conducted through visits to businesses in the segments of clothing and printing industry, was selected as standard tube to be researched the inner diameter of 76,2mm (found usually in thicknesses 3mm, 4mm, 5mm and 6,5mm), whose destination is the collection by waste pickers. For conducting technical trials, performed the collection tubes until reach the required amount, have assessed up your measurements and sewed up the specimens. Then, after the characterization of the material by scanning thermal gravimetric analysis (TGA ) and electron microscopy (MEV), technical tests of resistance to axial and diametrical compression, buckling, water absorption, coating testing, laser cutting and experiments on joining methods were performed. As a result, the combustion temperature the ATG identified, indicates that even at 210°C there is a range of safety of the tubes. The results of the tests diametral and axial compression, it was concluded that the most appropriate and most important use of paper tubes is the vertical direction, with the direction of the load applied parallel to the cross-section. The buckling test has shown that the problems presented are not sudden, the sample remained stable, since there was no sudden break. In the water absorption test, it was found that the pipes are hygroscopic, requiring waterproofing; to recognize a material suitable for coating cardboard tubes, the water absorption test is remade and tubes were coated with paints and varnishes water-based. The best result was presented by three coats of marine varnish, coating was analyzed by MEV. After technical tests, experiments of laser cutting and joining methods were performed. The conclusion of the feasibility of applying laser cutting technology in the material, determining the appropriate speed and power for efficient cutting each thickness, and the possible joining methods studied prepare a variety of combinations applyable on a product’s configuration. Finally, it’s believed that the recognition and study of specific characteristics of new materials is a key factor on its insertion in product design.

O presente trabalho é resultado de estudos e considerações sobre a inserção de requisitos ambientais na metodologia de projeto em design, investigando quais as contribuições da ferramenta de Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) como método de incorporação desses requisitos, uma vez que permite quantificar o desempenho ambiental dos diferentes produtos e processos, colaborando para a tomada de decisões na prática de projeto. Primeiramente, são selecionadas algumas propostas metodológicas de autores do design, verificando quais podem ser adaptadas ou atualizadas de acordo com critérios ambientais referentes ao ciclo de vida do objeto. Em seguida, apresenta-se a ACV e a sua relação com o campo em questão, finalizando com o estudo de caso do ciclo de vida da lata de alumínio para a indústria de bebidas brasileira, e com a avaliação dos seus impactos ao meio ambiente. O resultado discute as possíveis aplicações de aspectos ambientais presentes na ACV para representar requisitos do ciclo de vida do produto na metodologia de projeto em design, discutindo a sua representatividade como referência para abordagens que priorizam a área do design e da sustentabilidade, bem como a problemática efetiva da não consideração da ACV neste contexto. / This dissertation is a result of studies and considerations on the inclusion of environmental requirements in the project methodology of design, investigating which are the contributions of Life Cycle Assessment (LCA) instrument as a method for inclusion of those requirements, since it allows quantifying the environmental performance of different products and process, collaborating for decision-making in the project practice. At first, some methodological proposals are selected from the authors of the design, verifying which of them may be adapted or updated in accordance with environmental criteria related to the life cycle of the object. Thereafter, LCA and its relationship with the concerned field are presented, ending with the case study of the life cycle of aluminum cans for the Brazilian beverage industry, and with the assessment of their impacts on the environment. The result discusses the possible applications of environmental aspects considered in the LCA to represent requirements of product life cycle in the project methodology in design, discussing their representativeness as a reference for approaches that prioritize design and sustainability areas, as well as the actual problem of non consideration of LCA in this context.

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M.Ing. (Engineering Management) / The growing need for customized solutions and faster product delivery obliges the product development industry to develop new strategies that can enable the rapid and flexible design of products. Several design approaches have been developed to address this issue: one such is Knowledge-Based Engineering (KBE), which is a design technique that enables the automation of the design process. This approach consists of using computational intelligence to capture the design rules related to a product family in order to generate automatically customized designs adapted to particular customer requirements. Knowledge-Based Engineering is also used to facilitate the performance of design evaluation activities such as finite element analysis (FEA) and computational fluid dynamics (CFD) as part of multi-disciplinary design optimization (MDO). The application of this approach led to impressive results mostly in the automotive and aeronautical industry. Owing to this method, some companies manage to reduce the duration of the design process by 90%. Despite the excellent results obtained through the use of Knowledge-Based Engineering, there are still very few companies that make use of this approach in their design process. The review of the relevant literature showed that the lack of a standard easy-to-use methodology of implementation is one of the major obstacles to the expansion of Knowledge-Based Engineering. The knowledge processing phase constitutes one of the main challenges of the KBE implementation process. This phase consists of extracting and documenting the knowledge embedded in the design team in order to convert it in a programming code. Available methodologies such as MOKA and KNOMAD do not seem to provide easy-to-use methods to represent the design knowledge in a form that makes it easy to be programmed. The lack of a preliminary stage that justifies the adequacy of KBE for a particular design process is also an important gap identified in the literature.This dissertation discusses a detailed method that addresses issues related to knowledge processing and suitability analysis in KBE implementation. The knowledge processing method suggested is based on the Work Breakdown Structure (WBS) which is used widely in the system engineering approach and consists of a very logical classification of the design knowledge. The strength of this method lies in its ability to represent the design knowledge in a form that makes it understandable for both engineers and programmers. Appropriate representation of this sort shortens the duration of the knowledge processing and facilitates the knowledge programming phase. Regarding the rationale for choosing of KBE, a detailed suitability assessment method is proposed.

Aus Punkt 1.: "We state a growing importance in of implicit factors in user's decision making. The products they choose to use are no longer sufficient only addressing the basic functional requirements. Due to higher living standards, the users now ask for more than just the consideration of accessibility terms. "[…] People have gradually enhanced their survival mentality from the materialistic fulfilment into the emotional one. This phenomenon has transcended producers’ role in the market. They do not only manufacture products and provide goods, but they should also create a kind of product that can create atmosphere and stories, so that consumers can experience deeper satisfaction and emotions in their purchase behaviour." (Huang & Guan 2014) There is a stronger focus on emotional aspects affecting users' product selection as ever before. Physiological UCD, however, already is a challenging task itself, regarding all parties and factors influencing its decision making process, so the concentration on other, more subjective factors still remain widely unconsidered. Recent User Centred Design (UCD) approaches already take up this fact, but still this is at the very beginning regarding UCD implementation (Law et al. 2010). ..."

Collaboration between Designers and Scientists in the Context of Scientific Research This thesis presents the results of a research project that examines collaboration between product designers and scientific researchers. For this purpose, it initially illustrates the objectives and scope of the research and examines current relevant literature on the subject, highlighting its reach and limitations. The core research question is then introduced: How can product designers and scientists collaborate and, as a result, how might designers contribute towards scientific research activity? This question is subsequently answered in several stages. First, the relevant literature is reviewed in order to produce an analytical framework. It examines the disciplinary characteristics of designers and scientists, the characteristics of both design work and scientific research, and the nature of interdisciplinary collaboration. This analytical framework is then used as the basis for a collaboration matrix to record and examine the collaboration between designers and scientists. Secondly, the analytical framework is also employed to help explore findings from five case studies (three exploratory and two development cases) in which designers worked alongside scientists. Finally, results from the case studies are compared with current theoretical work on the subject, highlighting differences and commonalities. As a result of this analysis, the thesis answers the research question posed and presents as a main contribution: -The main ways in which designers collaborate with scientists. -The roles that designers might have while collaborating with scientists. -The contribution that designers can offer to scientific research. -The barriers to and enablers of collaboration between designers and scientists. -The areas of scientific research in which design intervention can make an impact.