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UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI ALEX FARIA SANDOVAL

ANDR DE LUCENA ZANCO MATHEUS FURLAN GIMENEZ CASTRO

MAQUETE ELETRNICA: PRODUTIVIDADE, QUALIDADE E COMPETITIVIDADE EM

PROJETOS INDUSTRIAIS

SO PAULO 2011

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Orientador: Professor Eng. Jos Ricardo Fiaminghi

ALEX FARIA SANDOVAL ANDR DE LUCENA ZANCO

MATHEUS FURLAN GIMENEZ CASTRO



Trabalho de Concluso de Curso apresentado como exigncia parcial para a obteno do ttulo de Graduao do Curso de Engenharia de Produo da Universidade Anhembi Morumbi

SO PAULO 2011

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So Paulo em: ____ de_______________de 2011.

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Nome do Orientador: Jos Ricardo Fiaminghi

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Nome do Professor da banca:

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Nome do Professor da banca:

ALEX FARIA SANDOVAL ANDR DE LUCENA ZANCO

MATHEUS FURLAN GIMENEZ CASTRO



Trabalho de Concluso de Curso apresentado como exigncia parcial para a obteno do ttulo de Graduao do Curso de Engenharia de Produo da Universidade Anhembi Morumbi

Comentrios:____________________________________________________________________________________________________________________________

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Comentrios:____________________________________________________________________________________________________________________________

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Dedicamos este trabalho aos nossos familiares, quem sempre nos apoiou. Certamente a maior razo por termos conseguido concluir nossa graduao.

Dedicamos este trabalho tambm a dois profissionais, projetistas da disciplina de tubulaes e amigos. Ao Sr. Alexandre Schorohodoff e ao Marcelo Julio, que nos

ajudaram com muita boa vontade e de maneira fundamental.

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RESUMO

Esta monografia tem o objetivo de apresentar as vantagens do uso de um sistema de modelo tridimensional (3D) integrado com uma ferramenta de banco de dados no desenvolvimento de projetos industriais. O trabalho foi realizado com base em livros da rea de engenharia de produo, livros relacionados engenharia industrial e projetos industriais, monografias e trabalhos de concluso de curso relacionados ao tema, revistas peridicas de desenvolvedores de sistemas deste tipo, consulta aos sites de Internet destes desenvolvedores e tambm sites especializados no assunto, alm de consulta a profissionais das reas relacionadas.

As ferramentas Computer Aided Design (CAD) bidimensionais (2D) esto no limite de sua utilizao e no podem oferecer mais recursos alm dos atualmente oferecidos. A tecnologia CAD limita-se a representar grfica e eletronicamente os desenhos, enquanto os modelos 3D possuem integrao com banco de dados, sendo capaz de armazenar dados de engenharia de extrema importncia para o projeto industrial, alm de representar graficamente toda rea de um projeto de todas as disciplinas, tornando-se tambm, uma ferramenta poderosa para a verificao de colises ou interferncias.

Utilizando as ferramentas CAD 2D, todos os desenhos e relatrios so elaborados manualmente, provocando um retrabalho e uma possibilidade de erros muito elevada. Entretanto, com a utilizao de modelos 3D, atuando de maneira integrada, evita-se fazer o trabalho mais de uma vez e evita-se tambm o erro, j que os relatrios so extrados de um sistema de banco de dados.

No estudo de caso, ser feita e apresentada uma comparao entre a utilizao de uma ferramenta CAD 2D e uma ferramenta de modelo 3D, ambas aplicadas no desenvolvimento de um mesmo projeto.

Os principais objetivos so demonstrar os benefcios da utilizao de um modelo 3D e provar que com a utilizao da maquete eletrnica, a produtividade e a qualidade so elevadas e os custos reduzidos, quando comparados com a utilizao de um sistema CAD 2D.

Os ganhos sero analisados e mensurados atravs de mtricas extradas dos relatrios dos estudos de caso.

Palavras Chave: 2D, 3D, CAD, CAE, modelo 3D, banco de dados, RDBMS, desenho, desenho isomtrico, tubulao, projeto industrial

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ABSTRACT

This monograph aims to present the advantages of using a three-dimensional (3D) model system integrated with a database tool in the development of industrial projects. The study was based on: books in the field of production engineering, books related to industrial engineering and industrial projects, monographs and final works related to the theme, developer journals of these systems, Web sites of these developers and others specialized in this subject, as well as consulting with professionals from related fields.

The Computer Aided Design (CAD) two-dimensional (2D) tools are at the limit of its use and they are not able to offer more features than those that are already offered. CAD technology is limited to represent graphical and electronically the drawings, while 3D models have integration to a database, being capable of storing extremely important engineering data for industrial design, besides representing graphically the entire area of a project with all disciplines and also becoming a powerful tool for verification of collisions or interferences.

Using 2D CAD tools, all drawings and reports are manually prepared, causing rework and a very high rate of errors. However, with the use of 3D models, acting in an integrated way, we avoid making the job more than once and also avoid errors, since the reports are extracted from a database system.

During the case study, it will be made and presented a comparison between the use of a 2D CAD tool and a 3D model tool, both applied in the development of the same project.

The main objectives are to demonstrate the benefits of using a 3D model tool and to prove that with the use of the electronic model, productivity and quality are higher with lower costs, when compared with the use of a 2D CAD system.

Gains will be analyzed and measured through metrics extracted from the reports of case studies.

Keywords: 2D, 3D, CAD, CAE, 3D model, database, RDBMS, drawing, isometric drawing, piping design, industrial design

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LISTA DE FIGURAS

Figura 5.1 Diviso de Mercado CAD 2D (PINTO, 2002) ........................................ 20 Figura 5.2 3D Model Market Share (DARATECH, 2001) ....................................... 29 Figura 6.1 Tela do aplicativo AutoCad 2010 (prprio autor, 2011) ......................... 43 Figura 6.2 Tela do aplicativo SmartPlant 3D 2009.1 (prprio autor, 2011) ............. 47

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LISTA DE TABELAS

Tabela 6.1 Tempos de execuo das atividades em CAD 2D ............................... 44 Tabela 6.2 Custo total do projeto em CAD 2D ....................................................... 45 Tabela 6.3 Tempos de execuo das atividades no modelo 3D ............................ 48 Tabela 6.4 Custo total do projeto em 3D ................................................................ 49 Tabela 7.1 ndices de tempos de execuo por linha ............................................ 53 Tabela 7.2 ndices de custos de execuo por linha .............................................. 53

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

2D Duas dimenses ou bidimensional

3D Trs dimenses ou tridimensional

ABEMI Associao Brasileira de Engenharia Industrial

CAD Computer Aided Design ou em portugus, Desenho Assistido por Computador

CAE Computer Aided Engineering ou em portugus, Engenharia Assistida por Computador

CFTV Circuito Fechado de TV

PC Personal Computer ou em portugus, Computador Pessoal

PLC Programmable Logic Controller ou em portugus, Controlador Lgico Programvel

PME Project Model Environment ou em portugus, Ambiente de Modelo de Projeto

P&ID Process and Instrumentation Diagram ou em portugus, Diagrama de Processo e Instrumentao

RDBMS Relational Database Management System ou em portugus, Gerenciamento de Banco de Dados Relacional

SOP Sistema Operacional

SUBSOP Subsistema Operacional

SPDA Sistema de Proteo Descargas Atmosfricas

VAC Ventilation and Air Conditioning ou em portugus, Ventilao e Ar Condicionado

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SUMRIO p.

1 INTRODUO ..................................................................................................... 1

2 OBJETIVOS ......................................................................................................... 3

2.1 Objetivo Geral ............................................................................................................. 3

2.2 Objetivos Especficos ............................................................................................... 3

3 METODOLOGIA .................................................................................................. 5

4 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 6

5 REFERENCIAL TERICO .................................................................................. 7

5.1 Definies Gerais da Engenharia Industrial e suas Ferramentas ................ 7

5.2 Bases Conceituais a respeito de Sistemas CAD 2D e Modelo 3D ............. 13 5.2.1 Histrico ................................................................................................................... 13 5.2.2 Caractersticas de um Projeto de Engenharia desenvolvido em 2D ............. 17 5.2.3 Principais Sistemas CAD 2D disponveis no Mercado .................................... 19 5.2.4 Caractersticas de um Projeto de Engenharia desenvolvido em 3D ............. 20 5.2.5 Principais Sistemas de Modelo 3D disponveis no mercado .......................... 29

5.3 Dificuldades e Desafios na Utilizao de Modelo 3D ..................................... 34

5.4 Benefcios e Retorno do Investimento .............................................................. 35 5.4.1 Avaliao de benefcios ........................................................................................ 35 5.4.2 Anlise qualitativa .................................................................................................. 35 5.4.3 Anlise Quantitativa ............................................................................................... 37 5.4.4 Trabalho compartilhado Worksahre ................................................................ 39

6 ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 41

6.1 Escopo do Projeto ................................................................................................... 41

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6.2 Caso 1 Execuo de um Projeto de Tubulao em 2D .............................. 42 6.2.1 Mtodos e Ferramentas Utilizadas ..................................................................... 42 6.2.2 Mtricas ................................................................................................................... 43

6.3 Caso 2 Execuo de um Projeto de Tubulao em 3D .............................. 45 6.3.1 Mtodos e Ferramentas Utilizadas ..................................................................... 46 6.3.2 Mtricas ................................................................................................................... 47

7 ANLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 50

7.1 Comparao das Mtricas entre os Estudos de Caso 1 e 2 ........................ 50

7.2 Projeo com base nos ndices dos Estudos de Caso 1 e 2 ....................... 53

8 CONCLUSES .................................................................................................. 55

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ......................................................................... 57

APNDICE A .............................................................................................................. 1

APNDICE B ............................................................................................................ 14

APNDICE C ............................................................................................................ 37

APNDICE D ............................................................................................................ 60

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1 INTRODUO

Um mtodo que pode ser chamado de clssico no desenvolvimento de projetos industriais, ainda hoje, feito atravs de uma ferramenta que usa em sua tecnologia mecanismos de representao de vetores grficos 2D e 3D, conhecida como Computer Aided Design (CAD), o que na viso de muitos especialistas, apenas uma prancheta eletrnica e est no limite de sua utilizao, pois limita-se a representar os desenhos eletronicamente e permite a elaborao de desenhos computadorizados. O processo de elaborao dos desenhos no mudou com a utilizao desta ferramenta, apenas se tornou eletrnico e claro, adicionou velocidade e maior preciso por no haver mais a necessidade de utilizao das pranchetas, lapiseiras, canetas nanquim, esquadros, e outras ferramentas de auxlio ao desenho manual.

A maquete eletrnica foi concebida para proporcionar ganhos em qualidade e produtividade, alm de aumentar a competitividade em relao aos concorrentes que no fazem uso desta tecnologia. A ferramenta baseada na juno de duas tecnologias, uma delas a tecnologia CAD e a outra uma tecnologia suportada por um gerenciador de banco de dados relacional (RDBMS) repleto de diversas e fundamentais informaes de engenharia, conhecida como Computer Aided Engineering (CAE). Com esta juno possvel representar os elementos grficos de um projeto e adicionar a eles informaes de engenharia, tornando estes grficos inteligentes. possvel ainda ter um ambiente 3D integrado por todas as disciplinas participantes do projeto, o que traz muita qualidade de visualizao e de estudo de solues para um projeto.

A juno destas duas tecnologias pode ser reconhecida pela terminologia CAD/CAE. Algumas empresas chamam de maquete eletrnica, outras de ferramentas ou softwares CAD/CAE, outras de maquete eletrnica 3D e algumas outras de modelo 3D. Todas estas terminologias tratam do mesmo tipo de aplicativo.

Hoje vivemos um perodo de transio das ferramentas CAD para os modelos 3D, ou at mesmo um declnio da utilizao pura e simples de ferramentas CAD, o que

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torna impossvel, dentro das companhias de engenharia, no abordar o tema e no fazer comparaes entre as tecnologias e mtodos.

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2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

O objetivo deste trabalho abordar de forma simples e clara como e porque a utilizao de maquete eletrnica 3D no desenvolvimento de projetos industriais pode proporcionar ganhos relacionados produtividade, qualidade e padronizao do trabalho, obtendo assim, reduo de custos e prazo em relao ao uso de sistemas 2D. Tambm sero comparados estes dois mtodos de execuo de projetos, um mtodo que pode ser chamado de clssico e um mtodo mais moderno, com uso de tecnologias mais avanadas.

2.2 Objetivos Especficos

Especificamente, ser discutido o quo potente podem ser os modelos 3D no desenvolvimento de projetos industriais. Porque automatizar os processos e como obter ganhos de produtividade, de qualidade e com a padronizao do trabalho quando da elaborao de um projeto industrial. Tudo isto comparado maneira clssica de desenvolvimento de projetos, ou seja, de maneira 2D, onde se utilizam ferramentas de desenho computadorizado com tecnologia CAD 2D para elaborar cada planta de uma fbrica, usina, indstria ou unidades industriais, cada desenho tcnico com vista de corte necessrio para visualizao das elevaes, cada relatrio feito de maneira manual ou com o auxlio de planilhas eletrnicas preenchidas de maneira manual, entre outras prticas no automatizadas.

Sero relacionados os assuntos deste trabalho com temas especficos da engenharia de produo, como 5S (com organizao e padronizao), poka-yoke, competitividade, qualidade e produtividade. Por que possvel conseguir melhorar o desenvolvimento de projetos industriais, utilizando modelos 3D ou maquetes eletrnicas para extrair destas ferramentas estes conceitos da engenharia de produo?

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Um estudo de caso analisar a execuo de um projeto de uma disciplina da engenharia industrial, a disciplina de tubulao, feita por dois mtodos de execuo, o mtodo clssico, por meio de ferramentas CAD 2D e planilhas eletrnicas preenchidas de maneira manual para relatrios, e o mtodo que utiliza modelo 3D ou maquete eletrnica, onde os desenhos e relatrios so gerados de maneira automtica.

Com este estudo, esperado que se obtenha resultados que demonstraro que mesmo com custos de softwares de modelo 3D maiores em relao aos softwares CAD 2D, vantajoso fazer uso deste tipo de tecnologia de maquete eletrnica.

Sero mensurados, por meio de mtricas extradas dos estudos de caso, os ganhos relacionados utilizao do modelo 3D versus a utilizao de ferramentas CAD 2D e comparados os dois casos. As mtricas sero relacionadas ao tempo e custo na execuo de cada atividade pertinente a ambos os mtodos, ou seja, sero medidos os tempos para se modelar um projeto em um sistema de elaborao de maquete 3D e para se desenhar este mesmo projeto em uma ferramenta CAD 2D. Sero medidos os tempos utilizados para cada documento, desenho ou relatrio extrado da maquete eletrnica (planta e cortes, desenhos isomtricos, relatrio de materiais) de um projeto e tambm o tempo para executar estes mesmos documentos, desenhos ou relatrios de maneira manual, utilizando um sistema de elaborao de desenhos CAD 2D para execuo do mesmo projeto. E por fim, ser feita uma comparao entre os tempos e custos de execuo entre os dois mtodos e tambm entre os dois tipos de softwares.

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3 METODOLOGIA

Este trabalho foi realizado com base na busca de informaes que sustentam a idia de que os softwares e/ou ferramentas de modelo 3D so mais eficazes e produtivos em relao aos softwares e/ou ferramentas CAD 2D quando da elaborao de projetos industriais.

Para a pesquisa destas informaes foram utilizados livros e notas de aula da rea de engenharia de produo, livros relacionados engenharia industrial e desenvolvimento de projetos industriais, monografias e trabalhos de concluso de curso relacionados ao tema deste trabalho, revistas peridicas de desenvolvedores de sistemas destes tipos, consulta aos Websites de Internet destes desenvolvedores e tambm Websites especializados no assunto, alm de consulta a profissionais das reas relacionadas.

Aps o levantamento das informaes, sero apresentados dois estudos de caso. Um deles analisar a execuo de um projeto de uma disciplina da engenharia industrial, a disciplina de tubulao, feita por um mtodo clssico, por meio de ferramentas CAD 2D e planilhas eletrnicas preenchidas de maneira manual para relatrios. O outro analisar a execuo deste mesmo projeto, porm, feito por um mtodo mais moderno, que utiliza modelo 3D ou maquete eletrnica para automatizar boa parte das atividades manuais, como a de preenchimento manual de planilhas eletrnicas para relatrios e de produo de desenhos por exemplo.

Sero medidos e comparados os tempos e custos das atividades de cada um dos casos. Tempos de execuo do projeto, custos de mo de obra e custos dos softwares envolvidos na elaborao do mesmo.

A comparao dos dois estudos demonstrar que mesmo com o custo do software de modelo 3D mais alto em relao ao custo do software CAD 2D, o resultado positivo e vantajoso quando se faz uso deste tipo de tecnologia de maquete eletrnica, e quanto maior o projeto mais acintosa fica a visualizao destas vantagens.

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4 JUSTIFICATIVA

Alm dos motivos profissionais, pessoais e tcnicos, outra questo que nos chama muito a ateno com relao a este tema a modernidade da tecnologia empregada neste tipo de software, que pode, por exemplo, evitar uma exposio de um trabalhador uma rea de risco dentro do ambiente de uma planta industrial, o que classicamente deveria ser feita de maneira pessoal. possvel que este tipo de atividade seja feita de forma virtual e moderna, dentro de uma sala controlada e afastada de reas que envolvem riscos ao ser humano, ou seja, isto pode evitar acidentes de trabalho. Pode ainda, evitar gastos excessivos com material, pois como tudo est representado em 3D e com um nvel de realidade muito grande, a preciso no levantamento de quantitativos de material enorme. Pode evitar tambm gastos excessivos na resoluo de problemas no campo, ou seja, em fase de construo e montagem do que foi projetado, pois com um ambiente virtual, possvel fazer simulaes, estudos de vrios cenrios de aplicao de uma soluo de projeto, entre outros recursos muito eficazes que podem proporcionar economia e qualidade em nmeros muito significativos em um projeto industrial.

Grande parte da motivao que nos levou escolha deste tema foi o fato de estarmos inseridos profissionalmente em uma rea da engenharia que responsvel por assuntos ligados aos sistemas e/ou aplicativos especficos utilizados pelas disciplinas de engenharia.

Outro motivo muito forte o domnio e segurana sobre questes tcnicas ligadas ao tema, j que a maior parte do grupo atua especificamente na rea abordada.

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5 REFERENCIAL TERICO

5.1 Definies Gerais da Engenharia Industrial e suas Ferramentas

Entende-se como desenvolvimento de projeto industrial ou engenharia industrial basicamente o desenvolvimento de engenharia e projeto de indstrias, ou seja, a elaborao de projetos que envolvem a soluo integrada para a implantao de empreendimentos, fbricas e/ou indstrias, principalmente nos setores de minerao, energia, leo e gs, metalurgia e siderurgia, qumica e petroqumica, alimentcio, farmacutico, papel e celulose e obras civis (ABEMI, 2011; GENPRO ENGENHARIA LTDA., 2011; PROMON ENGENHARIA LTDA., 2011; SETAL SOG-LEO E GS S/A, 2011).

Os clientes de uma empresa de engenharia que desenvolve projetos industriais so os proprietrios e operadores do empreendimento, indstria e/ou fbrica que ser projetado e construdo. Estes proprietrios e operadores ou clientes das empresas de engenharia, so conhecidos nesta rea como owners/operators (TELLES, 2001; DARATECH, 1994)

Conforme Telles (2001) este tipo de projeto industrial desenvolvido de maneira multidisciplinar, ou seja, divido em disciplinas e dentre elas esto as disciplinas de engenharia de processos, de tubulao, de engenharia mecnica, de engenharia eltrica, de instrumentao ou automao e de engenharia civil.

Em um projeto global de uma instalao industrial, prtica corrente subdividir este projeto em atividades ou projetos parciais de responsabilidade de cada uma das disciplinas citadas acima (TELLES, 2001).

Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de engenharia de processos:

- Projeto de processo: Projeto bsico de funcionamento da instalao, incluindo-se seleo do processamento qumico, estudo

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dos balanos de massa e de energia, seleo dos tipos e dimensionamento bsico dos equipamentos principais, determinao dos dimetros das tubulaes de processo. - Projeto de utilidades: O projeto de utilidades o projeto de processo (como descrito acima) dos diversos sistemas de utilidades: gerao de vapor, eletricidade, ar comprimido, tratamento e distribuio de gua, tratamento e destinao de efluentes etc.

Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de engenharia de civil:

- Projeto de construo civil, que compreende:

Terraplanagem, arranjo geral, arruamento, vias de acesso, drenagem pluvial, urbanizao.

Fundaes. Prdios, estruturas (metlicas e de concreto), arquitetura.

Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de tubulao:

- Projeto de tubulaes.

O projeto de tubulaes geralmente uma parte importante do projeto global de uma instalao industrial; nas indstrias de processo, o projeto de tubulaes chega a atingir 45 a 60% do total de homens-hora gastos em todo projeto global. A rede de tubulaes abrange tambm nesse caso, toda ou quase toda rea do terreno da indstria. Como qualquer outro projeto de engenharia, o projeto de tubulao inclui sempre dois tipos de trabalhos: - Trabalhos de traado, detalhamento e desenho. - Trabalhos de clculo e de dimensionamento.

Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de engenharia mecnica:

- Projetos de caldeiraria: Projeto mecnico e especificao de vasos de presso, tanques, torres, reatores, fornos, caldeiras, trocadores de calor e outros equipamentos de caldeiraria. - Projeto de mquinas: Seleo e especificao de bombas, compressores, turbinas e outras mquinas.

Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de engenharia eltrica:

- Projeto de eletricidade: Projeto de toda rede e demais instalaes e equipamentos eltricos.

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Telles (2001, p.194) lista as seguintes atividades e/ou projetos parciais de responsabilidade da disciplina de instrumentao:

- Projeto de instrumentao: Projeto de todos os sistemas de medio e controle, seleo e especificao dos respectivos equipamentos.

(MIYAMOTO, 2007, p.5 apud MATIOLI, 2010, p.22) descreve as atividades de responsabilidade de cada disciplina em um projeto e cita a seguinte lista de documentos/atividades que cada disciplina deve elaborar:

Processo Realizao de anlise de consistncia do projeto bsico e

emisso de relatrio; Elaborao de fluxograma de processo; Elaborao de fluxogramas de engenharia P&ID; Elaborao de fluxograma de utilidades; Elaborao de fluxograma geral da rede de incndio; Elaborao de folha de dados de processos para

instrumentao; Elaborao de folha de dados de processo de equipamentos; Elaborao de folha de dados de processo de sistemas; Elaborao de lista de consumo; Elaborao de lista de equipamentos, instrumentos, linhas e

itens especiais; Elaborao de matriz de causa e efeito; Elaborao de dados para classificao de rea; Elaborao de memorial de clculo de processo de tubulaes,

equipamentos e vlvulas; Apoio elaborao de manual de operao; Elaborao de memorial descritivo de projeto; Elaborao de plantas de segurana; Verificao mecnica de equipamentos e tubulaes e

diagramas de seleo de materiais.

Mecnica/Caldeiraria/VAC Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de caldeiraria; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de itens especiais; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de rotativos; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de sistemas e pacotes; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de sistema de VAC; Elaborao de especificao tcnica de pintura, isolamento e

controle de rudo; Verificao de memria de clculo de caldeiraria, itens

especiais, rotativos, sistemas e pacotes e VAC; Elaborao de memria de clculo de nveis de rudo e anlise

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acstica geral; Elaborao de planta e isomtrico de sistema VAC; Elaborao de lista de equipamentos; Elaborao de parecer tcnico; Verificao documentos de fornecedor.

Tubulao Elaborao de clculos de flexibilidade; Elaborao de diagrama de carga; Cadastramento de especificao de tubulao; Elaborao de lista de materiais de suportes tpicos e

especiais; Elaborao de lista de suportes tpicos e especiais; Elaborao de lista de materiais de tubulao, vlvulas,

acessrios e isolamento; Elaborao de desenhos isomtricos; Elaborao de lista e detalhes de tie-ins; Elaborao de planta de situao geral; Elaborao de planta de locao de equipamentos; Elaborao de plantas de tubulao; Elaborao de procedimentos de limpeza das linhas, por

SOP/SUBSOP; Elaborao de diagramas de SOP/SUBSOP; Elaborao de levantamento de campo; Elaborao de parecer tcnico; Verificao documentos de fornecedor.

Instrumentao Elaborao de critrios de projeto e filosofia de controle; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de instrumentos; Elaborao especificao tcnica/folha de dados/requisio de

material de sistemas de deteco, monitoramento e CFTV; Elaborao especificao tcnica/folha de dados/requisio de

material de sistema de superviso e PLC; Elaborao de detalhes tpicos de instalao; Elaborao de diagrama de rearranjo; Elaborao de diagrama de malha; Elaborao de diagrama de interligao; Elaborao de diagrama lgico de intertravamento; Elaborao de lista de cabos e eletrodutos; Elaborao de lista de entradas e sadas; Elaborao de listas de instrumentos; Elaborao de listas de materiais de instalao; Elaborao de memrias de clculo; Elaborao de planta de arranjo de sala de controle; Elaborao de planta de instrumentao; Levantamento de campo; Elaborao de parecer tcnico; Verificao documentos de fornecedor.

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Eltrica Elaborao de detalhes tpicos; Elaborao de diagrama de bloco de fora; Elaborao de diagrama de intertravamento; Elaborao de diagrama funcional e conexes; Elaborao de diagramas trifilares; Elaborao de diagramas unifilares; Elaborao de especificao tcnica/folha de dados/requisio

de material de equipamentos e painis eltricos; Elaborao de lista de cabos e eletrodutos; Elaborao de lista de cargas; Elaborao de listas de materiais de instalao; Elaborao de memria de clculo de fora, iluminao,

aterramento, curto-circuito e seletividade; Elaborao de planta de arranjo da subestao; Elaborao de planta de fora e aterramento; Elaborao de planta de iluminao interna e externa; Elaborao de planta de SPDA; Elaborao de planta de classificao de rea; Levantamento de campo; Elaborao de parecer tcnico; Verificao documentos de fornecedor.

Civil / Arquitetura! Metlica Elaborao de desenhos de arquitetura das edificaes; Elaborao de desenhos de drenagem pluvial, oleosa,

contaminada e sanitria; Elaborao de desenhos de forma e armao; Elaborao de desenhos de fundao e estaqueamento; Elaborao de desenhos de terraplenagem e pavimentao; Elaborao de desenhos unifilares de estruturas metlicas; Elaborao de especificaes tcnicas de arquitetura,

concreto, metlicas, hidrulica e pavimentao; Levantamento de campo; Elaborao de listas de materiais; Elaborao de desenhos de canteiro de obras; Elaborao de parecer tcnico de fornecedores de estruturas

metlicas; Elaborao de desenhos de fabricao de estruturas metlicas; Elaborao de memoriais de clculo de concreto, metlica e

hidrulica.

Grande parte do tempo estimado para a execuo de um projeto industrial despendido em atividades que dependem da elaborao de desenhos tcnicos. Historicamente os owner/operators vm exigindo das empresas de engenharia cada vez mais em menos tempo. Em vista disto e da evoluo tecnolgica da informtica, a rea de engenharia industrial buscou os benefcios que aplicativos ou softwares podem trazer, e a tecnologia que mais penetrou nesta rea foi o a tecnologia CAD.

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Tendo em vista o fato de que o principal produto de um projeto de engenharia so desenhos tcnicos, a tecnologia CAD 2D apresentou diversas vantagens que podiam aumentar a produtividade e melhorar a qualidade destes desenhos (PINTO, 2002).

O surgimento de novos recursos tecnolgicos e aplicativos especficos para a engenharia industrial veio acontecendo ao longo das quase duas dcadas de aplicao da tecnologia CAD 2D. As empresas de engenharia possuam muito interesse nestes novos softwares, pois se tratavam de aplicativos que eram capazes de fazer clculos especficos e complexos, de especificar materiais e mtodos de execuo de vrias partes e etapas do projeto alm de armazenar informaes de engenharia e gerar relatrios de sada, bem como memoriais de clculo ou anlise de dados, tecnologia que ficou conhecida como CAE. Para que fosse vivel a utilizao desta nova tecnologia, notou-se a necessidade de integrao destas ferramentas com as ferramentas do tipo CAD 2D, o que no era possvel tecnicamente, pois as arquiteturas de sistema eram incompatveis (PINTO, 2002).

Pinto (2002), descreve que com a motivao de aliar desenho com informao de engenharia, surgiu uma nova tecnologia que foi um avano, uma inovao da tecnologia CAD 2D. Tratava-se de uma ferramenta capaz de proporcionar um ambiente colaborativo, ou seja, onde todas as disciplinas estivessem trabalhando juntas em um mesmo ambiente, baseada em tecnologia CAD 3D, que um sistema CAD, porm, tridimensional. Esta ferramenta CAD 3D ainda aliava desenhos tridimensionais com informaes de engenharia armazenadas em um sistema de banco de dados RDBMS. Com esta inovao, era possvel desenvolver um trabalho simultneo e integrado entre todas as disciplinas de engenharia, o que caracterizou a nova ferramenta como um sistema de informao para elaborao de projetos industriais. Este novo tipo de software conhecido por diversas terminologias. Dentre as mais famosas esto, ferramentas CAD/CAE ou CAD/CAE 3D, maquete eletrnica 3D, modelo 3D e Project Model Environment (PME).

Para Pinto (2002, p.3):

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O uso de sistemas PME traz benefcios para a empresa de engenharia assim como para o cliente final. Estas vantagens convergem em alcanar menor custo, menor prazo e melhor qualidade final do empreendimento. Um sistema PME direciona o trabalho de projetos industriais construir o que foi projetado e documentar o que foi construdo mantendo assim as informaes durante todo o ciclo de vida til da planta industrial. Algumas empresas de engenharia relutam em implantar sistemas PMEs alegando alto custo e mudana drstica na forma de elaborao de projetos e assim podendo provocar relativa inrcia no trabalho de desenvolvimento. inevitvel que as empresas adotem sistemas PMEs e quanto antes isso for feito, antes ter-se- esta barreira vencida e a nova cultura disseminada na empresa. Uma tendncia mundial e agora tambm nacional de que todo cliente final exija que seu projeto seja desenvolvido com alguma ferramenta que utiliza esta tecnologia e, portanto se empresas de engenharia no adotarem-na, provavelmente no estaro mais no mercado na prxima dcada.

5.2 Bases Conceituais a respeito de Sistemas CAD 2D e Modelo 3D

5.2.1 Histrico

Durante muito tempo no Brasil, a rea de engenharia industrial esteve fraca, sem investimentos e isso retardou o processo de desenvolvimento de novas tecnologias na rea de informtica para o uso em projetos industriais, porm, fora Brasil os investimentos no pararam e a rea de informtica desenvolveu, promoveu testes e implementou tecnologias inovadoras para a elaborao de projetos industriais (PINTO, 2002). Alm disto, famoso e histrico o fato de a rea de engenharia industrial ser resistente s novas tendncias no desenvolvimento de projetos industriais, com relao adoo de novos processos e principalmente s novas tecnologias que envolvam a automao de algumas atividades. Aps algum tempo, a rea de engenharia industrial comeou a enxergar que precisava se mexer no sentido de entrar na era da informao. Nada consegue resistir tempo demais aplicao de tecnologias (WEISBERG, 2002).

Em meados da dcada de 60, nos Estados Unidos e na Europa, a tecnologia CAD 2D saiu na frente, foi pioneira e conseguiu penetrar na rea de desenvolvimento de

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projetos, pois tratava-se de uma tecnologia que trazia muitos recursos para a elaborao de desenhos tcnicos (WEISBERG, 2002). As grandes empresas de engenharia brasileiras s iniciaram a utilizao de CAD 2D em meados da dcada de 80 (PINTO, 2002).

Autodesk (2002) menciona que a histrica resistncia que a rea de engenharia industrial sempre ofereceu, criou alguns problemas e dificuldades que tiveram de ser derrubadas e ultrapassadas. Profissionais da rea tiveram de ser convencidos de que apesar de parecer, algumas das novas caractersticas no eram desvantagens, tais como:

Trocar as tradicionais e grandes pranchetas pelo uso de monitores de computador de tamanhos pequenos;

Treinar todos os profissionais, que at ento s usavam pranchetas; At aquele momento, era difcil encontrar instrutor para os treinamentos, o que

s existia no exterior; Queda de rendimento dos profissionais em fase de transio de um processo

manual para um processo informatizado; Criatividade espontnea para projetar mais inibida com relao ao uso das

lapiseiras, compassos, esquadros e papel; Em funo dos monitores pequenos e falta de hbitos, existia dificuldade na

visualizao de um desenho completo, pelo menos at que este fosse impresso de modo a obter um grande tamanho;

Necessidade do uso constante de eletricidade; Aumento no consumo de papel;

Aps algum tempo, as empresas comearam a implantar a tecnologia CAD 2D, os profissionais comearam a ser treinados em grande escala, comearam a tomar gosto pela utilizao e os maiores problemas, gradativamente vinham diminuindo e aos poucos sumindo. De maneira sutil, esta tecnologia foi se tornando comum e fundamental para as empresas, assim como os computadores pessoais ou PC`s, que ficavam cada vez mais baratos e cada vez mais se tornavam parte do dia a dia das empresas (AUTODESK, 2002).

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Segundo Martins (2005, p.66), uma empresa s sobrevive enquanto mantm alguma vantagem competitiva sobre seus concorrentes. Esta vantagem competitiva ou competitividade se estabelece quando se cria ou agrega mais valor a um produto para o cliente e a tecnologia tem grande potencial e um papel fundamental para ajudar nisto (MARTINS, 2005). Dentre as principais estratgias competitivas, Martins (2005, p.67) cita a informatizao, que tem por definio dispor de um sistema de informaes altamente computadorizado que permita agilidade e preciso nas informaes, antecipando-se aos concorrentes em suas decises. Outro ponto que ajuda demais a aumentar o fator de competitividade de uma empresa o trabalho padronizado (MARTINS, 2005; OLIVEIRA, 2010).

Grandes empresas foram pioneiras e transformaram a aplicao da tecnologia CAD 2D em competitividade. Desenvolveram vrios padres para elaborao de desenhos em CAD e comearam a exigir que seus fornecedores elaborassem os desenhos que seriam recebidos por estas empresas, respeitando estes padres previamente estabelecidos, pois assim ganhariam um tempo precioso em integrar os desenhos de recebidos de fornecedores aos seus prprios desenhos (AUTODESK, 2002).

No incio, os muitos problemas percebidos, principalmente na adaptao do novo mtodo de trabalho, foram grandes, mas o tempo passou e os owner/operators e tambm as empresas de engenharia enxergaram que podiam fazer com que a entrega dos projetos fossem feita de maneira eletrnica, ou seja, que fossem repassados os arquivos digitais dos desenhos tcnicos em formato CAD 2D, bem como relatrios, especificaes e memoriais de clculo armazenados em arquivos de planilhas eletrnicas e documentos escritos em ferramentas eletrnicas. Durante duas dcadas, a tecnologia CAD 2D foi soberana (AUTODESK, 2002).

De acordo com Pinto (2002, p.14):

O simples fato das empresas estarem cada vez mais especializadas na tecnologia aumentou as exigncias sobre os produtos que se apoiam no CAD 2D e estas empresas visualizam que precisam de mais recursos de uma ferramenta, no entanto chega-se ao limite da tecnologia e tambm, depois de muito tempo de explorao, a uma concluso: CAD 2D no passa de uma prancheta eletrnica.

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Algo tinha de ser inserido tecnologia CAD 2D para que esta pudesse ser mais produtiva e inteligente, ou seja, que possusse mais recursos e informaes de engenharia para a automao de processos e no para que fossem apenas vetores burros, ou seja, desenhos eletrnicos sem informao atrelada, para que no fossem mais encarados como somente desenhos como os feitos na prancheta e em papel mas agora com recursos eletrnicos e comandos de Copy e Paste, que trouxeram muita produtividade e competitividade s empresas, porm, j eram caractersticas muito normais em qualquer aplicativo ou programa de computador naquele momento (AUTODESK, 2002). Como j mencionado, Pinto (2002, p.14) cita que CAD 2D no passa de uma prancheta eletrnica.

Ainda na tentativa de manter a tecnologia CAD em alta, no topo das tecnologias para desenvolvimento de projetos industriais, alguns produtos famosos e reconhecido de mercado implementaram ferramentas e recursos para e elaborao de objetos tridimensionais (3D), que dava noo e contornos espaciais ao projeto e poder de visualizao das profundidades e ainda permitia comandos de rotao do contedo 3D. Mesmo com esta inovao, foi possvel perceber que ainda se tratava de tecnologia CAD e com vetores, mesmo que tridimensionais, burros, ou seja, sem ter atrelado a estes vetores algum tipo de informao de engenharia como dados do elemento que estava sendo representado, por exemplo (AUTODESK, 2002).

Passou-se ento a trabalhar em uma soluo tecnolgica que no fosse apenas uma simples visualizao grfica e espacial 3D dos desenhos, mas sim uma soluo que trouxesse informaes de engenharia associadas aos elementos 3D, o que potencialmente auxiliaria na resoluo de problemas que se encontra at hoje, como por exemplo, a antecipao de colises e problemas de instalao, que s eram possveis de serem corrigidos em fase de construo, trazendo grandes gastos no esperados. Com a nova soluo tecnolgica, seria possvel simular e visualizar tudo muito antes de construir, resolvendo problemas de coliso entre elementos e antecipando problemas de instalaes, alm de levantar precisamente os quantitativos de material que seriam necessrios. Tudo isto traria grandes expectativas de avano na rea engenharia industrial e trouxe, principalmente

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avanos relacionados aos prazos de execuo dos projetos e qualidade no desenvolvimento. Esta nova soluo tecnolgica foi chamada de Modelo 3D, ou de Maquete Eletrnica 3D, CAD/CAE 3D ou ainda PME (VOELLER, 2001).

Empresas Internacionais j utilizam este tipo de soluo h algum tempo, desde a dcada de 80 aproximadamente, mas no cenrio nacional, muitas das empresas de engenharia no entendem os benefcios no vislumbram potencialidades e possibilidades que se apresentam na hiptese de uso deste tipo tecnologia (PINTO, 2002).

Alguns dos mais citados pontos que no defendem a utilizao deste tipo de soluo tecnolgica so itens como o preo mais alto em relao ao CAD 2D, a escassez de profissionais especialistas no uso da nova aplicao, troca dos computadores, pois aqueles usados at ento para CAD 2D no so mais os melhores para as novas solues de Modelo 3D, entre outros. Se parecem e muito com os pontos que no defendiam o uso do CAD 2D em sua poca de surgimento (NEWTON, 2001; VOELLER, 2001).

5.2.2 Caractersticas de um Projeto de Engenharia desenvolvido em 2D

Pelo mtodo clssico de desenvolvimento de projetos industriais, a elaborao dos desenhos tcnicos necessrios para a representao destes projetos feita atravs de aplicativos CAD 2D disponveis no mercado. No processo, estas ferramentas so utilizadas por engenheiros e projetistas de todas as disciplinas envolvidas, que trabalham em um desenho eletrnico como se estivessem trabalhando em uma prancheta de desenho. No h possibilidades de trabalho simultneo entre as disciplinas, uma vez que este tipo de ferramenta no permite um ambiente colaborativo e atualizado de maneira instantnea ou online. J que uma disciplina depende da informao da outra, os desenhos precisam ser elaborados em sequncia por ordem de disciplinas (PINTO, 2002).

A sequncia bsica (PINTO, 2002; TELLES, 2001):

Disciplina de Processos;

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Disciplina de Engenharia Civil (com estruturas metlicas e arquitetura) Disciplina de Engenharia Mecnica; Disciplina de Tubulao; Disciplina de Engenharia Eltrica em paralelo com a disciplina de

Instrumentao;

A sequncia apresentada tende a ser modificada na medida em que o projeto comea a demonstrar evoluo e a partir do momento em que as disciplinas comeam a se relacionar dinamicamente entre si, atravs dos documentos emitidos por cada uma delas, a sequncia exatamente idntica ao processo de incio quebrada (PINTO, 2002; TELLES, 2001).

Na sequncia inicial, as disciplinas fazem a elaborao de seus documentos com base no que as disciplinas predecessoras elaboram e assim que estas emitam seus documentos, para que desta forma sejam utilizados como referncia e verificao de integridade entre as disciplinas (PINTO, 2002; TELLES, 2001).

Para a visualizao dos desenhos de disciplinas predecessoras no processo de elaborao, uma disciplina utiliza o recurso de referenciar os arquivos que deseja e tambm o recurso de layers ou camadas, que estabelece um nvel de camada para cada disciplina, com definio de cores mais claras e espessuras mais finas, deixando a camada da disciplina principal em destaque. Todas as ferramentas CAD disponveis no mercado fornecem este tipo de recurso. Este um recurso anlogo ao processo de utilizao de desenhos elaborados em papel vegetal, onde utiliza-se o fator de transparncia do papel para ter os vrios desenhos, um sobre o outro, em forma de camadas, obtendo-se a visualizao do conjunto de disciplinas e desta forma possibilitando a verificao da integridade entre todas as disciplinas, integridade como a de assegurar-se que no h colises entre nenhuma disciplinas (AUTODESK, 2011; BENTLEY, 2011; PINTO, 2002; TELLES, 2001).

O processo de elaborao e emisso de documentos burocrtico por envolver diversas, fases como (PINTO, 2002; TELLES, 2001):

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A elaborao, que no trata-se apenas da tarefa de desenhar, mas tambm do trabalho de concepo do que deve ser projetado;

As etapas de reviso do documento desenvolvido, pois o projeto dinmico ao longo de sua elaborao e precisa ser revisado durante este perodo;

A aplicao das correes por parte de quem elaborou o documento, percebidas na etapa de reviso;

Nova reviso para verificao das alteraes solicitadas pela etapa anterior de reviso;

Encaminhamento do documento para um nvel superior da hierarquia para assinatura e aprovao, etapa que efetivamente emite o documento para a utilizao das demais disciplinas ou para a construo do que foi projetado;

O processo como um todo pode ser considerado lento para os atuais nveis de exigncia dos owner/operators. Tambm pode ser visto como lento pelo fato de haver um grande nmero de pessoas envolvidas em todas as etapas do processo e tambm pela elevada quantidade de documentos gerados por cada disciplina, o que provoca uma inrcia no trabalho das disciplinas subsequentes (PINTO, 2002).

5.2.3 Principais Sistemas CAD 2D disponveis no Mercado

Dois sistemas destoam muito do resto no cenrio mundial das ferramentas CAD. Um deles o AutoCad desenvolvido pela Autodesk, conhecido e com utilizao difundida no mundo, e o outro o MicroStation, desenvolvido pela Bentley Systems (AUTODESK, 2011; BENTLEY, 2011; PINTO, 2002).

Para demonstrar a superioridade dos dois sistemas no cenrio mundial, um grfico abaixo mostra a diviso do mercado de CAD 2D. Apesar de ser um grfico da dcada de 80 ainda hoje vlido (PINTO, 2002).

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Diviso de Mercado CAD 2D

AutoCad60%

Bentley20%

Outros20%

Figura 5.1 Diviso de Mercado CAD 2D (PINTO, 2002)

O AutoCAD um aplicativo do tipo CAD desenvolvido pela Autodesk Inc. em 1982 e comercializado por ela desde ento, com alguns representantes e distribuidores oficiais espalhados pelo mundo. utilizado na elaborao de desenhos tcnicos em 2D e na elaborao de desenhos 3D. amplamente utilizado na rea de arquitetura, na rea de engenharia, mecnica, eltrica, civil, geogrfica e em muitos outros segmentos da indstria. O AutoCAD est disponvel em verses para o sistema operacional Microsoft Windows e Mac OS, embora j tenham sido comercializadas verses para UNIX (AUTODESK, 2011).

O MicroStation uma plataforma CAD desenvolvida pela Bentley Systems em meados de 1980 e comercializada por ela ao redor do mundo. Trata-se de um poderoso aplicativo para desenvolvimento de projetos da rea de arquitetura, engenharia, construo e operao. uma soluo completa para projetos multidisciplinares. A partir de 2000, a Bentley fez revises em seu formato de arquivo (extenso .DGN) e fez com que o subconjunto do AutoCad e seu formato de arquivo (extenso .DWG) passe a ser interpretado pelo MicroStation (BENTLEY, 2011).

5.2.4 Caractersticas de um Projeto de Engenharia desenvolvido em 3D

Modelo nico A principal caracterstica dos modelos 3D concentrar o desenvolvimento do projeto em uma nica fonte de dados o qual o prprio modelo tridimensional. Este modelo desenvolvido por profissionais de cada rea de projeto (disciplina de projeto)

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simultaneamente e neste ambiente que so colocadas as idias e concepes do projeto (PINTO, 2002).

O projeto elaborado em uma ferramenta 3D faz com que todas as disciplinas trabalhem quase que simultaneamente pois o produto compartilha o nico documento de projeto, o modelo 3D e banco de dados vinculado, com todos participantes e em tempo real. Cada projetista estar trabalhando em seu prprio arquivo de banco de dados e este visualizado por todos os outros projetistas de qualquer que seja a disciplina. O que um projetista cria, modifica ou elimina no projeto, instantaneamente visualizado pelos outros (PINTO, 2002).

Este recurso possibilita que todas as decises e discusses sejam altamente dinmicas, fazendo com que problemas que somente seriam detectados aps a emisso do documento possam ser verificados e resolvidos no exato momento. As alteraes efetuadas no projeto por uma disciplina ser de conhecimento de todas outras no exato momento que esta for efetuada no modelo 3D e assim todas podero tomar as providncias necessrias (PINTO, 2002).

No significa que o trabalho executado em 3D no seja passvel de reviso por outros ou de uma aprovao de um membro superior da hierarquia, isto tambm considerado nesta forma de trabalho pois, em termos de reviso, muito mais membros estaro fazendo-a j que existem vrios projetistas compartilhando dinamicamente as idias de quem criou, podendo desta forma discut-las (PINTO, 2002).

Os sistemas de modelo 3D possuem ferramentas que executam verificaes automaticamente, como por exemplo interferncias fsicas de componentes de projeto, consistncia tcnicas de especificaes de projeto, entre outros. Outros tipos de verificaes podero ser feitas nos modos convencionais, ou seja, extraindo desenhos para a reviso por parte de outros profissionais ou, da forma mais apropriada aplicao de um produto deste tipo que a verificao atravs do prprio ambiente 3D (PINTO, 2002).

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Existem subprodutos destas ferramentas as quais tm exatamente a funo de possibilitar a reviso e anotao de eventuais comentrios sobre o prprio modelo 3D. Estas ferramentas so visualizadores do modelo, no possuem a capacidade de criao e edio mas podem agregar solicitaes que sero direcionadas a quem deve aplicar as alteraes para que o projeto seja aprovado (PINTO, 2002).

Gerenciamento Os sistemas CAD/CAE possuem caractersticas de gerenciamento de projeto, pois podem aplicar direitos e restries a elementos e regies do projeto para as diferentes equipes que estaro trabalhando (PINTO, 2002).

Usurios, ou seja os projetistas e engenheiros, so cadastrados no sistema, estes so inseridos em times do projeto, que geralmente representam cada disciplina ou funo do usurio. Cada equipe tem acesso para alterao e criao em suas respectivas reas de atuao e somente visualizao para as outras reas que pertencem s outras equipes. Mesmo, particularmente dentro da mesma equipe possvel criar subequipes de forma a impedir que projetistas da mesma disciplina interfiram no trabalho dos seus parceiros mas possam acompanhar o desenvolvimento (PINTO, 2002).

Alguns usurios podem estar cadastrados no sistema somente como visualizadores a fim de efetuarem as revises de projeto assim como fazer o acompanhamento do progresso do projeto (PINTO, 2002).

O sistema exige a figura de um administrador o qual ter acesso a todas as reas do projeto, tendo condies de alterar qualquer elemento do modelo 3D. Este usurio o responsvel pelo cadastramento dos demais e diviso destes em suas respectivas equipes (PINTO, 2002).

Por possuir um banco de dados, o sistema exige do administrador tambm atividades de manuteno como a maioria de banco de dados (PINTO, 2002).

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Toda elaborao de bibliotecas de elementos que aceleram o trabalho de produo responsabilidade do administrador, assim como a execuo de customizaes necessrias todo sistema (PINTO, 2002).

Conforme sugesto dos desenvolvedores dos produtos, a funo do administrador no deve agregar atividades de projeto, isto , o administrador deve estar totalmente ligado manuteno do sistema em termos de banco de dados, customizaes, bibliotecas, relatrios, otimizao de processos, treinamento, eventualmente suporte usurios, etc. a fim de estar todo tempo dedicado implantao de todos os recursos do sistema (PINTO, 2002).

Disciplinas de engenharia envolvidas Equipamentos - No tem como objetivo o projeto de equipamentos e sim, atravs de folhas de dados de, definitivas ou preliminares, fazer o estudo de layout de equipamentos. Os profissionais que executam a modelagem destes equipamentos so da disciplina de engenharia mecnica, os quais usam o modelo 3D para a concepo do layout ou ainda pode ser executado, o que ocorre na maioria dos casos, pela equipe da disciplina de tubulao, atravs de um layout bsico definido na etapa de engenharia bsica (PINTO, 2002).

Tubulao - Todo projeto de detalhamento de tubulao deve ser definido dentro do modelo 3D em uso. Utilizando os recursos especficos para esta disciplina dentro do sistema, tais como, verificao de interferncias, verificao de consistncia de projeto, especificaes dos materiais de tubulao a serem adotadas no projeto, entre outros, o desenvolvimento do projeto torna-se fcil e confivel. O profissional que executa este trabalho deve ser da especialidade de tubulao (PINTO, 2002).

Civil, Arquitetura e Estruturas Metlicas - O projeto de estruturas metlicas dentro do modelo 3D pode ser desenvolvido com o objetivo de estudo para layout ou ainda com o objetivo de se chegar detalhes de fabricao. Para o primeiro caso, os principais modelos 3D de mercado j encontram-se perfeitamente habilitados, porm, para detalhes de fabricao necessrio desenvolver customizaes a fim de inserir, dentro da biblioteca, os padres utilizados no projeto corrente ou mesmo

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da empresa. Para este trabalho, se o objetivo for apenas o estudo de layout, pode ser utilizado um profissional da disciplina de engenharia civil (PINTO, 2002).

Eltrica - Nesta disciplina, uma ferramenta de modelo 3D pode ser muito proveitosa para arranjo de bandejas ou leitos de cabos os quais podem ser totalmente estudados e definidos, j que o trabalho todo feito no mesmo ambiente 3D de todas as demais disciplinas e desta forma possvel verificar interferncias ou colises on-line com todas elas. Toda bandeja utilizada no projeto est obedecendo a uma especificao a qual deve ser inserida no sistema. O mesmo pode ser feito para estudo de eletrodutos e locao de painis eltricos e outros equipamentos considerados equipamentos eltricos. O profissional a executar este trabalho deve ser da prpria disciplina de engenharia eltrica (PINTO, 2002).

VAC (Ar Condicionado e Ventilao) - Todo o projeto do layout dos dutos deve ser elaborado dentro do modelo 3D, utilizando todos os recursos disponveis, os quais facilitam muito esta atividade. O ideal a utilizao de um profissional desta mesma especialidade o qual poderia conceber o projeto tomando todas as decises necessrias. Em algumas empresas, esta especialidade est ligada disciplina de mecnica (PINTO, 2002).

Instrumentao - Todos os instrumentos in-line, ou seja, instrumentos instalados em uma tubulao, so inseridos no modelo 3D pela disciplina de tubulao. Bandejas de instrumentao e eletrodutos devem ter as mesmas consideraes feitas anteriormente para a disciplina de eltrica. Painis de controle tambm podem ser alocados dentro do modelo 3D. O envolvimento de um profissional de instrumentao dentro do sistema recomendvel, principalmente para os estudos das bandejas (PINTO, 2002).

Suportes de tubulao - O estudo das tubulaes para suportao deve ser feito fora do modelo 3D, atravs do uso de uma interface com o sistema de anlise de flexibilidade e tenses de tubulaes em uso no projeto, ou ainda com a extrao de documentos de referncia para a equipe especialista em suportao, tais como plantas preliminares, desenhos isomtricos, entre outros. Aps a definio dos suportes e sua alocao, estes podem ser inseridos no modelo 3D atravs do

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desenvolvimento de uma customizao com o intuito de definir uma biblioteca com os suportes tpicos necessrios. Este trabalho de insero dos suportes no modelo 3D executado pela equipe da disciplina de tubulao (PINTO, 2002).

Produo de Documentos Para a empresa usuria de modelo 3D, a caracterstica que mais chama a ateno a extrao de documentos, ou seja elaborao automtica ou semiautomtica dos mais comuns documentos de engenharia j que este o recurso que mais evidencia o aumento de produtividade (PINTO, 2002).

Estes documentos, que em tecnologias anteriores, eram executados manualmente e quase que artesanalmente, so simplesmente produtos consequentes da concepo e desenvolvimento do projeto no modelo 3D (PINTO, 2002).

O modelo 3D, sendo o prprio documento geral de engenharia, ento utilizado a fim de gerar todos os documentos necessrios para construo. Estando as informaes grficas 3D vinculadas com informaes alfanumricas no banco de dados e ainda centralizadas em uma nica fonte, este pode fornecer dados necessrios e atravs de algoritmos gerar os documentos padres da engenharia convencional (PINTO, 2002).

Os principais produtos extrados do sistema so:

Relatrios de consistncia entre o projeto de detalhamento e o projeto conceitual A verificao de consistncia pode ser executada atravs de relatrios extrados pelo sistema o qual ir comparar o detalhamento executado pelo projetista contra os fluxogramas elaborados durante a fase de projeto bsico ou em tempo real enquanto o projetista est desenvolvendo o detalhamento. Usando a ltima forma apresentada, o projetista ir trabalhar com duas janelas na tela sendo uma apresentando o ambiente 3D de desenvolvimento e outra, somente para leitura, com o desenho de fluxograma que representa a respectiva rea em desenvolvimento naquele momento. O sistema ter rotinas sendo executadas em background as quais estaro comparando o que o projetista est desenvolvendo no momento contra o que foi desenvolvido no projeto bsico e a sada dos resultados no ser

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em forma de relatrios mas sim atravs da alterao da cor do elemento no fluxograma, sendo determinada cor indicando uma construo coerente e outra indicando inconsistncia (PINTO, 2002).

Relatrio de Produtividade O sistema armazena arquivos de log os quais registram os horrios de entrada e sada de cada usurios no sistema, alm de registrar em cada elemento construdo no modelo 3D e consequentemente no banco de dados, o usurio que o criou. Sendo assim possvel criar relatrios que apontam o que cada usurio desenvolveu no decorrer do avano do projeto (PINTO, 2002).

Relatrios de materiais Como todos os elementos de projeto inseridos no modelo 3D possuem suas informaes de engenharia registrados no banco de dados, a qualquer momento do projeto pode-se extrair a lista de material formatada conforme necessidade. O processo de extrao e formatao destes relatrios varia de acordo com o banco de dados em uso. Os modelos 3D possuem apenas a capacidade de extrao de listas de materiais e respectiva totalizao, porm no possuem ferramentas que gerenciam o suprimento e estoque, sendo necessrio para isto, o uso de um produto especialista para este objetivo. Alguns produtos possuem caractersticas que podem gerar estes relatrios em formatos padres de mercado como planilhas eletrnicas (PINTO, 2002).

Lista de linhas Da mesma forma que os relatrios de materiais, cada linha e tubulao inserida no modelo 3D cadastrada no banco de dados e devero ter seus atributos de engenharia preenchidos. Os atributos de engenharia aplicados a linhas de tubulao so geralmente inseridos na fase de projeto bsico e se durante o uso do modelo 3D uma interface for utilizada com produtos geradores de esquemticos, como fluxogramas por exemplo, possvel a transferncia daquelas informaes para o banco de dados vinculado ao modelo 3D, a fim de evitar-se toda a reentrada de dados. Feito isto, pode-se extrair os relatrios de engenharia conhecidos, como a listas de linhas por exemplo, com a formatao desejada e de acordo com as necessidades de cada projeto (PINTO, 2002).

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Lista de Equipamentos O mesmo critrio usado para as listas de linhas aplicado para o documento de engenharia denominado lista de equipamentos, que pode ser completamente gerado a partir do modelo 3D (PINTO, 2002).

Lista de Instrumentos Atravs da identificao nica do instrumento na especificao do projeto, possvel a transferncia geomtrica do instrumento representado no fluxograma para o modelo 3D e consequentemente todos seus atributos de engenharia sero tambm migrados para o bando de dados do modelo 3D. Tendo as informaes armazenadas no banco de dados, tambm a conhecida lista de instrumentos do projeto poder ser gerada a qualquer momento durante o avano do mesmo (PINTO, 2002).

Lista de Materiais Todo elemento inserido no modelo 3D somente poder estar disponveis ao projetista para uso no projeto, se estes estiverem cadastrados em uma biblioteca de componentes e disponibilizados para o projeto atravs de uma especificao inserida no banco de dados. Nesta especificao estaro todos os dados tcnicos de engenharia de cada componente e desta forma qualquer elemento que o projetista acrescentar no modelo 3D ter agregado a si aquelas informaes da especificao, possibilitando a extrao de relatrios parciais durante o projeto, o que se torna extremamente interessante pois pode antecipar o processo de compra com prazos maiores de fornecimento e consequentemente criar melhores condies de negociao j que estes itens de tubulao geralmente possuem altos preos (PINTO, 2002).

Desenhos Isomtricos Um dos mais atrativos recursos dos modelos 3D para as empresas de engenharia a capacidade de gerao de desenhos isomtricos automaticamente a partir do modelo 3D desenvolvido e ainda com toda a respectiva lista de material. A elaborao deste documento em um processo de projeto de engenharia usando a tecnologia CAD 2D usava ndices de 3 a 4 horas de trabalho para cada documento,

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enquanto que utilizando-se a tecnologia de maquete eletrnica, este numero caiu para menos de 1 minuto por documento (PINTO, 2002).

Plantas, Cortes e Vistas Isomtricas Estes documentos so extrados automaticamente a partir do modelo 3D desenvolvido porm, diferentemente dos desenhos isomtricos, estes precisam ser trabalhados, ou como se costuma dizer nas empresas de engenharia, maquiados, para adio das informaes alfanumricas necessrias como as dimenses, indicao nomenclatura de equipamentos, indicao nomenclatura de tubulaes, identificaes de colunas, etc. Alguns tipos de sistemas de modelo 3D disponveis no mercado possuem ferramentas que facilitam este trabalho inserindo algumas daquelas informaes automaticamente, mas sempre necessrio um trabalho manual de acabamento e adio de outras informaes que no foram executadas de maneira automtica. A produo destes documentos no processo de elaborao de projetos utilizando a tecnologia CAD 2D usava ndices entre 40 e 60 horas por documento, enquanto que com o uso de um modelo 3D pode-se alcanar ndices de 16 a 24 horas para cada documento. O que possvel ser observado que projetos elaborados com maquetes eletrnicas acabam por eliminando a necessidade destes documentos, desde que o prprio modelo 3D seja usado como documento de engenharia no campo, isto , no local da construo (PINTO, 2002).

Modelo Walk Through Com a gerao do modelo 3D do projeto possvel o uso de um produto at ento no considerado pelo mercado da engenharia industrial, que o modelo 3D com a possibilidade de navegao pela fbrica virtual projetada. Este modelo pode ser usado para revises de projeto, para anlise de arranjos de layout, para conhecimento do projeto pelo cliente, etc. O que se usa normalmente na rea da engenharia industrial so maquetes plsticas das unidades industriais, porm, estas so extremamente caras e profissionais para seu desenvolvimento so raros no mercado. Estas maquetes plsticas tendem a ser substitudas pelo modelo 3D com a possibilidade de navegao pela maquete eletrnica, por isto o modelo 3D tambm conhecido como maquete eletrnica (AVEVA, 2011; INTERGAPH, 2011; PINTO, 2002).

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Animaes 3D para apresentaes e Simulaes de movimentao no ambiente 3D Assim como o modelo Walk Through, este um produto novo a ser considerado com a utilizao do modelo 3D. Abre-se a possibilidade, com este produto, da elaborao de vdeos ou animaes, promocionais ou apresentaes animadas para os clientes. Voltado para a rea tcnica, pode-se elaborar animaes com simulaes a fim de estudos de movimentao de carga, por exemplo, o estudo de posicionamento de grandes equipamentos dentro de um prdio pode ser feito virtualmente a verificao de qual a melhor estratgia a ser adotada a fim de evitar interferncias fsicas ou colises, assim como a contratao de equipamentos de movimentao (guindastes, etc.) mais apropriados ao servio (AVEVA, 2011; INTERGAPH, 2011; PINTO, 2002).

5.2.5 Principais Sistemas de Modelo 3D disponveis no mercado

Dos sistemas de modelo 3D, trs so os que mais se destacam no cenrio mundial. O Plant Design Management System (PDMS), desenvolvido pela Aveva, o Plant Design System (PDS), desenvolvido pela Intergraph e o SmartPlant 3D (SP3D), desenvolvido pela tambm pela Intergraph (AVEVA, 2011; DARATECH, INTERGAPH, 2011; PINTO, 2002; SISGRAPH, 2011).

Para demonstrar a superioridade dos trs sistemas no cenrio mundial, abaixo temos um grfico que demonstra o mercado de modelos 3D divido por desenvolvedores (DARATECH, 2001).

Figura 5.2 3D Model Market Share (DARATECH, 2001)

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O PDMS, hoje desenvolvido pela Aveva e no passado pela Cadcentre Ltd., teve seu desenvolvimento no final da dcada de 60 na universidade de Cambridge e iniciou como um banco de dados para projetos de engenharia. Seu ambiente CAD foi incorporado mais tarde (AVEVA, 2011).

O PDMS possui um ambiente CAD proprietrio, isto , no executado sobre nenhum produto CAD de mercado. O ambiente CAD 3D deste produto no armazena arquivos grficos em disco rgido, mas sim exibe na tela do computador um relatrio grfico contendo a representao 3D dos elementos armazenados no banco de dados de acordo com sua escala, direo e sentido (AVEVA, 2011).

Uma caracterstica marcante no PDMS a capacidade da manipulao do modelo 3D de maneira dinmica no display usando a visualizao em render, ou seja, visualizao que representa os elementos com aspectos slidos, enquanto que outros sistemas apresentam a representao WireFrame, ou seja, o que representado so apenas os contornos dos elementos, como uma vista de arame, o que polui muito a representao pela quantidade de linhas por elemento, tendo a representao em render apenas em vistas estticas (AVEVA, 2011).

A base de dados do PDMS tambm proprietria e seus relatrios so gerados dentro do prprio sistema atravs de sua interface grfica, no sendo possvel acess-lo por produtos de terceiros devido ao fato de ter um banco de dados proprietrio, mas apesar disto, possibilita uma fcil formatao dos relatrios conforme a necessidade do projeto (AVEVA, 2011).

Os desenhos so gerados automaticamente a partir do modelo 3D e assim como no ambiente 3D, no existem arquivos grficos armazenados em disco, os desenhos 2D so registros em banco de dados os quais representam na tela uma vista para o modelo 3D em forma de desenho 2D convencional. O que armazenado em banco de dados para o desenho 2D so a escala de representao, limites da regio a ser representada e direo de observao. Desta forma os elementos representados no desenho 2D so exatamente os mesmos que so vistos no modelo 3D, isto , trata-se do mesmo registro no banco de dados, provocando, desta forma uma dinmica

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entre o status do 2D com o modelo 3D, qualquer alterao no modelo 3D instantaneamente representado no documento 2D de projeto (AVEVA, 2011).

Segundo a Aveva (2011), o PDMS possui as seguintes ferramentas:

Modelamento de Tubulao; Modelamento de Equipamentos; Modelamento de Instrumentao; Modelamento Estrutural (Metlica e Civil); Modelamento de Ventilao e Ar Condicionado; Modelamento de Bandejamento Eltrico; Modelamento de Suportes de Tubulao/Dutos de Ar Condicionado e Bandejas

Eltricas; Verificao de Interferncias ou Colises; Extrao de Desenhos Isomtricos para Tubulao; Elaborao de Desenhos Ortogrficos; Elaborao de Relatrios;

O PDS desenvolvido pela Intergaph e foi um dos produtos que mais cresceu no incio do desenvolvimento dos modelos 3D. Seu desenvolvimento foi em meados da dcada de 80. No Brasil, sua comercializao feita pela Sisgraph, representante exclusiva da Intergraph no pas, j nos demais pases do mundo a prpria Intergraph faz a comercializao (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

O PDS usa como base o produto de mercado MicroStation (j mencionado anteriormente) como ambiente CAD. Adiciona interface do Microstation funes para facilitar o trabalho 3D alm de todas as ferramentas para criar o vnculo dos elementos grficos do ambiente CAD com os registros do banco de dados RDBMS (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

O PDS pode usar bancos de dados comerciais como Oracle, SQL Server e Informix e trabalha sobre os sistemas operacionais da Microsoft (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

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A gerao de relatrios feita atravs de uma interface que acessa a base de dados e extrai os dados necessrios, transparente ao usurio, independente do tipo de banco de dados em uso, Oracle, SQL Server ou Informix (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

Os desenhos gerados so automaticamente colocados no ambiente 2D do MicroStation criando seus arquivos na extenso padro do MicroStation (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

O PDS se caracteriza por ser um produto modular por disciplina de engenharia tendo o cliente, a vantagem de poder adquirir cada mdulo independente, de acordo com a necessidade do projeto (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

Segundo a Intergraph (2011), o PDS possui as seguintes ferramentas:

Modelamento de Tubulao; Modelamento de Instrumentao; Modelamento de Equipamentos (Mecnica); Modelamento Estrutural (Metlica e Civil); Modelamento de Ventilao e Ar Condicionado; Modelamento de Bandejamento Eltrico; Verificao de Interferncias ou Colises; Extrao de Desenhos Isomtricos para Tubulao; Elaborao de Desenhos Ortogrficos; Elaborao de Relatrios;

O SP3D, desenvolvido pela Intergaph e foi um dos produtos pioneiros em aliar sua tecnologia o conceito de data-centric (centralizador de dados). Seu desenvolvimento iniciou-se no fim da dcada de 90, porm, sua comercializao s comeou a ser feita a partir do ano de 2000. No Brasil, sua comercializao feita pela Sisgraph, representante exclusiva da Intergraph no pas, j nos demais pases do mundo a prpria Intergraph faz a comercializao.

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Esta uma soluo que veio para substituir o PDS, que j est em seu limite tecnolgico e do ponto de vista de sistemas, no tem mais possibilidades de evoluir (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

O SP3D possui um ambiente CAD proprietrio, isto , no mais executado sobre nenhum produto CAD de mercado, como o PDS por exemplo, que utiliza o MicroStation como base CAD. O ambiente CAD 3D deste produto no armazena arquivos grficos em disco rgido, mas sim exibe na tela do computador um relatrio grfico contendo a representao 3D dos elementos armazenados no banco de dados de acordo com sua escala, direo e sentido (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

Assim como em outras ferramentas de mercado, uma caracterstica marcante no SP3D a capacidade da manipulao do modelo 3D de maneira dinmica no display usando a visualizao em render, ou seja, visualizao que representa os elementos com aspectos slidos, enquanto que outros sistemas apresentam a representao WireFrame, ou seja, o que representado so apenas os contornos dos elementos, como uma vista de arame, o que polui muito a representao pela quantidade de linhas por elemento, tendo a representao em render apenas em vistas estticas (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

O SP3D pode usar dois tipos de bancos de dados relacionais ou sistemas RDBMS comerciais, o Oracle e o SQL Server e trabalha sobre os sistemas operacionais da Microsoft (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

Os desenhos so gerados automaticamente a partir do modelo 3D e assim como no ambiente 3D, no existem arquivos grficos armazenados em disco, os desenhos 2D so registros em banco de dados os quais representam na tela uma vista para o modelo 3D em forma de desenho 2D convencional. O que armazenado em banco de dados para o desenho 2D so a escala de representao, limites da regio a ser representada e direo de observao. Desta forma os elementos representados no desenho 2D so exatamente os mesmos que so vistos no modelo 3D, isto , trata-se do mesmo registro no banco de dados, provocando, desta forma uma dinmica entre o status do 2D com o modelo 3D, qualquer alterao no modelo 3D

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instantaneamente representado no documento 2D de projeto (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

A gerao de relatrios feita atravs de uma interface que acessa a base de dados e extrai os dados necessrios, transparente ao usurio, independente do tipo de banco de dados em uso, Oracle ou SQL Server (INTERGRAPH, 2011; SISGRAPH, 2011).

Segundo a Intergraph (2011) e a Sisgraph (2011), o SP3D possui as seguintes ferramentas:

Modelamento de Tubulao; Modelamento de Equipamentos; Modelamento de Instrumentao; Modelamento Estrutural (Metlica e Civil); Modelamento de Ventilao e Ar Condicionado; Modelamento de Bandejamento Eltrico; Modelamento de Suportes de Tubulao/Dutos de Ar Condicionado e Bandejas

Eltricas; Verificao de Interferncias ou Colises; Extrao de Desenhos Isomtricos para Tubulao; Elaborao de Desenhos Ortogrficos; Elaborao de Relatrios;

5.3 Dificuldades e Desafios na Utilizao de Modelo 3D

A utilizao de ferramentas deste tipo j relativamente antiga em empresas internacionais, porm, no Brasil as empresas de engenharia no conseguem entender as reais vantagens e at no conseguem visualizar as possibilidades que se abrem com a utilizao deste tipo de produto (PINTO, 2002).

Segundo Pinto (2002), os principais argumentos contra a implantao destas ferramentas so:

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o preo do produto; a falta de profissionais especializados; necessidade de troca dos equipamentos j que aqueles em uso para CAD 2D

no sero adequados para CAD 3D; perda de produtividade durante a fase de transio; e, por incrvel que parea, algumas empresas ainda no esto a par do que

possvel conseguir com a nova tecnologia;

Fica claro que estamos repetindo a maioria dos problemas enfrentados quando da implantao do CAD 2D (PINTO, 2002).

5.4 Benefcios e Retorno do Investimento

5.4.1 Avaliao de benefcios

A anlise de benefcios atrelada utilizao de qualquer tecnologia pode ser aquela balizada em mtricas e ndices de produtividade/rendimento (anlise quantitativa) ou a anlise de benefcios indiretos, alteraes de processo de trabalho e ganhos de qualidade (anlise qualitativa) (DARATECH, 1994).

Deve-se tambm considerar que certos ganhos no so intrnsecos utilizao isolada dos sistemas, mas sim advm da integrao de um ou mais software e a migrao de dados entre estes (DARATECH, 1994).

5.4.2 Anlise qualitativa

Existe um ganho direto na automao de qualquer trabalho que aquele da padronizao do processo. Utilizando determinado sistema possvel, de forma ideal, garantir que determinada tarefa ser executada de maneira tal a refletir procedimento ou prtica adequada. parte deste benefcio, h os ganhos particulares por tipo de sistema (DARATECH, 1994).

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Existe uma grande diversidade de tarefas de projetos industriais passveis de automatizao e por consequncia uma grande oferta de sistemas de automao de engenharia disponveis no mercado (DARATECH, 1994).

O resultado de um projeto elaborado em uma ferramenta de modelo 3D uma maquete eletrnica tridimensional e desta se extraem plantas ou desenhos ortogrficos, desenhos isomtricos para tubulao, listas de materiais e demais documentos executivos (DARATECH, 1994).

Segundo o Daratech (1994), estes sistemas, por sua natureza integradora, esto entre aqueles que mais vantagens trazem. H vrios sistemas no mercado destacando-se PDS, PDMS e Smartplant3D, dos quais os benefcios em comum principais so:

Interferncias descobertas e resolvidas antecipadamente, pois estes sistemas permitem a identificao de interferncias fsicas de forma antecipada emisso de desenhos e demais documentos executivos. Pode-se, portanto evitar muitos problemas nas fases subsequentes de fabricao e montagem. Existem tecnologias especficas (laser scanning, fotogrametria, fotografias areas, etc.) que permitem a extenso destas vantagens a projetos brown-field (reas existentes);

Melhoramento da qualidade de projetos via mudanas mais rpidas e efetivas, uma vez que todas as disciplinas trabalham de forma integrada em tempo real, as alteraes de projeto efetuadas por determinado projetista podem ser prontamente analisadas pelos demais participantes;

Padronizao, pois uma vez estabelecidos os padres dos documentos de sada estes so vlidos para todos os usurios;

Os relatrios de MaterialTake-off (MTO) ou lista de materiais so precisos e disponveis a qualquer momento do projeto. possvel retirar listas de materiais modelados virtualmente a qualquer momento. Estes levantamentos podem ser

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exportados para sistemas de gerenciamento de materiais garantindo preciso e reduo nos desperdcios;

Visualizao da sequncia de construo. possvel utilizar a maquete eletrnica para simulao de sequncia de construo ou manuteno de equipamento ou de qualquer componente;

Treinamento dos operadores com a utilizao direta do ambiente tridimensional antes do Start-Up (ou incio de operao) da instalao industrial;

Revises de acessibilidade durante a fase de projeto com a utilizao direta do ambiente tridimensional, o que pode antecipar problemas de acesso dos operadores no dia a dia da operao de uma instalao industrial;

Base para reviso de procedimentos de segurana e definio das rotas de fuga com auxlio da utilizao direta do ambiente tridimensional;

5.4.3 Anlise Quantitativa

A anlise quantitativa abaixo um compndio de ndices divulgados por companhias participantes do congresso realizados pela instituio de pesquisas da rea, chamada Daratech em 1994.

Deve-se levar em considerao que no h uniformidade nas mtricas e critrios aplicados, sendo estes particulares de cada companhia ou instituio. Estes nmeros so, portanto, meras referncias (DARATECH, 1994).

O primeiro nmero a se destacar o crescimento deste mercado de sistemas de engenharia. H anos que o mesmo cresce a taxas de 10% em faturamento/ano. Pesquisa da Daratech aponta que cerca de 60% das indstrias e empresas de engenharia e construo, planejavam aumentar investimentos em sistemas de engenharia em 2006. Isto por si s um indicador que o mercado v vantagens nesta automao (DARATECH, 2006).

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Com relao aos modelos 3D, certas companhias acreditam em ganhos diretos em produtividade ou homem/hora (H/H), enquanto outras veem que o maior benefcio da utilizao de modelos 3D so os ganhos nas fases subsequentes de construo (DARATECH, 1994):

IFC Kaiser Utilizao de modelos 3D traz ganhos de at 2% no custo total do projeto;

Daratech Utilizao de modelos 3D traz ganhos de 10% em custos de fabricao, 5% em custos de materiais, resultando em uma mdia de 5 a 10% nos custos de construo;

M.W. Kellog Company Retrabalho em campo pode ser reduzido de 12% para 2% uma vez que o projeto seja elaborado com modelos tridimensionais;

Shaw Stone Webster Atesta que o uso de tecnologias de modelamento tridimensional pode acarretar ganhos de at 30% na produtividade dos projetistas de tubulao;

Du Pont Utilizao de sistemas tridimensionais acarreta economia de 8 a 10% no custo total do projeto;

Fluor Daniel A utilizao de modelos tridimensionais diminui o nmero de desenhos utilizados em projetos de minerao a do nmero original;

J em relao aos sistemas de gerenciamento de bancos de dados, o que os modelos 3D tambm podem ser, os benefcios esto na centralizao e disponibilidade de informaes em banco de dados nico (DARATECH, 1994):

AIPM (Companhia de celulose e papel) Engenheiros e projetistas gastam 40% de seu tempo buscando informao;

Fluor Daniel Engenheiros gastam aproximadamente 35 % do tempo coletando informaes necessrias ao projeto;

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Technip Utilizao de ferramenta de gerenciamento de banco de dados acarreta ganhos da ordem de 30 a 35% nas horas de engenharia.;

Outro ponto que se pode explorar como benefcio em modelos 3D a capacidade de integrao que este tipo de ferramenta pode oferecer. H benefcios notveis oriundos da integrao entre sistemas (DARATECH, 1994):

Companhia vale do Rio Doce (CVRD) e atualmente VALE Utilizao de ferramentas de automao de engenharia integradas traria ganhos de at 3% no custo total do empreendimento;

Chematur Engineering Utilizao de sistemas integrados de automao reduz retrabalho em cerca de 10 a 15%, aumenta a eficincia da engenharia em at 20% e reduz o custo total de investimento em at 10%;

Dow Chemical O alinhamento (integrao) de sistemas de engenharia traz a maior percentagem dos ganhos (cerca de 40%) entre todas as iniciativas da empresa para reduo do custo total de investimento;

National Institute of Standards and Technology (NIST) Custo de interoperabilidade inadequada (falta de integrao) de U$15 bi/ano nos Estados Unidos, sendo U$ 5 bi em empresas de engenharia e construo e U$ 10 bi nas indstrias;

5.4.4 Trabalho compartilhado Worksahre

Com o avano nas tecnologias de comunicao nos ltimos tempos, as empresas de desenvolvimento de sistemas de modelo 3D tm concentrado seus esforos em possibilitar o uso de recursos de redes e a prpria Internet na aplicao do produto (AVEVA, 2011; INTERGRAPH, 2011; PINTO, 2002).

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O objetivo principal possibilitar o desenvolvimento de projetos a partir de diferentes locais geograficamente distribudos (AVEVA, 2011; INTERGRAPH, 2011; PINTO, 2002).

Desta forma, uma indstria a ser construda no Brasil pode ter seu projeto desenvolvido, por exemplo, nos Estados Unidos e a equipe que estar trabalhando na construo pode estar consultado simultaneamente os dados deste projeto. Outra alternativa este projeto estar distribudo em diferentes regies do mundo, por exemplo, no Brasil estar sendo desenvolvido determinada rea da nova unidade industrial e nos Estados Unidos outra e assim uma das localidades poder acompanhar simultaneamente o desenvolvimento da outra (AVEVA, 2011; INTERGRAPH, 2011; PINTO, 2002).

Isto estrategicamente interessante para empresas de engenharia multinacionais, que podem distribuir o projeto de acordo com interesses de custos, recursos globalmente localizados ou ainda por tecnologia melhor desenvolvida em determinado local do mundo. Esta possibilidade pode ser ainda expandida com a eventual terceirizao de servios com outras empresas tambm dispersamente localizadas (AVEVA, 2011; INTERGRAPH, 2011; PINTO, 2002).

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6 ESTUDO DE CASO

6.1 Escopo do Projeto

Devido ao tempo que se leva para execuo de um projeto industrial de mltiplas disciplinas, ainda que de pequeno porte, foi escolhido um projeto de porte bastante modesto e de apenas uma disciplina, a disciplina de tubulao, que possui o maior nmero de documentos e desenhos entre as disciplinas, o que ir ilustrar melhor este estudo. Para que se tenha noo das caractersticas e da complexidade dos projetos industriais, um projeto de engenharia (sem considerar a construo e montagem, apenas o projeto) de pequeno porte pode levar em mdia de 4 a 8 meses e envolver de 25 a 50 pessoas entre todas as disciplinas da engenharia. No caso da disciplina de tubulao, um projeto considerado de pequeno porte possui em mdia de 100 a 300 linhas (tubulaes), de 50 a 140 equipamentos, de 8 a 16 plantas de tubulao e entre 300 e 500 folhas de desenho isomtrico.

Pelo exposto acima, o projeto escolhido para este estudo foi um projeto da disciplina de tubulao de porte bastante modesto, cerca de quinze por cento (15%) de um projeto considerado de pequeno porte. Foi desenvolvido por um projetista snior de tubulao com mais de 30 anos de experincia e possui o seguinte escopo:

16 tubulaes (tambm chamadas de linhas) 4 equipamentos 1 pipe rack (estrutura para apoio das tubulaes) 9 instrumentos de medio 1 planta de tubulao (contendo 1 corte e 1 detalhe) 17 folhas de isomtrico de tubulao

So duas (2) linhas de gua, quatorze (14) linhas de leo, nove (9) instrumentos de medio que interligam quatro (4) equipamentos, um (1) vaso de leo, um (1) trocador de calor e duas (2) bombas que fazem a descarga do leo para utilizao do fludo em outra unidade.

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6.2 Caso 1 Execuo de um Projeto de Tubulao em 2D

Neste estudo de caso iremos executar um projeto de tubulao no mtodo convencional, em 2D. Trata-se de um projeto j desenvolvido (a mo livre) com a concepo pronta que representaremos de maneira formal, com a apresentao correta de um projeto de tubulao industrial.

Para isto ser utilizada uma ferramenta CAD 2D para a representao dos desenhos ortogrficos e isomtricos e um software de elaborao de planilhas eletrnicas para a elaborao da lista de materiais utilizados no projeto.

6.2.1 Mtodos e Ferramentas Utilizadas

A concepo do projeto, ou seja, o projeto desenvolvido, est apresentado nos conhecidos skids ou croquis, que so uma espcie de rascunho, porm, com detalhes especficos de projeto, medidas, tags (nomenclaturas prprias), dados de processo, em suma, toda a ideia do projeto apresentada desta forma. Os skids ou croquis so feitos a mo livre e sem escala e possuem cotas ou dimenses com os valores de cada medida, alm de informaes dos tipos de conexo, que podem ser consultados em catlogos especficos e tambm nas especificaes de tubulao, j que so conexes de tubulao que so padronizadas no mercado.

Existem treze (13) folhas de croquis que representam o projeto deste estudo. Uma folha para a planta de tubulao e outras doze (12) com os esboos dos desenhos isomtricos. Todos estes croquis so mostrados no apndice A.

A partir do projeto j desenvolvido e apresentado em croquis foi utilizada a ferramenta AutoCad 2010 para elaborao da planta, do corte, do detalhe e dos desenhos isomtricos da maneira correta em que se apresenta um projeto de tubulao formal, ou seja, a partir dos croquis executamos e apresentamos o projeto no mtodo que chamamos de convencional, em 2D.

Abaixo mostrada uma imagem da tela do AutoCad 2010:

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Figura 6.1 Tela do aplicativo AutoCad 2010 (prprio autor, 2011)

Com base no projeto apresentado em CAD 2D, foram levantados os materiais utilizados no projeto e feita uma lista atravs do a

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