Otimização

O Engenheiro está em incessante busca pela redução do consumo, peso, custo, etc... Pela melhoria da eficiência de sistemas. Como sempre, existem várias soluções para um mesmo problema e cabe ao Engenheiro escolher a solução mais adequada, levando em consideração todos os fatores importantes para o projeto. Muitas vezes a solução implementada ainda não é, ou era, a melhor solução, podendo ser otimizada. Tudo pode ser melhorado / otimizado.

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Produto: Aparelhos Celulares Melhoria: Otimização do tempo de duração da bateria. Como: Implantar tecnologia de captação da energia solar no próprio aparelho, para que, quando necessário ou na falta do carregador de bateria, o celular possa ser exposto ao sol para auxiliar no carregamento da bateria. Benefício: Menor consumo de energia elétrica e maior facilidade de utilização do aparelho.

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É o processo de procura por uma solução que forneça o máximo de benefício segundo algum critério, ou seja, é a busca da melhor condição. A busca pelo ótimo nem sempre é alcançada devido à vários fatores, como por exemplo, o tempo. Outro exemplo é a verba disponível para o projeto. E também, muitas vezes, não conhecemos ainda o ótimo, que também limita as soluções de projeto.

Por ÓTIMO entendemos o melhor possível, ou seja, a melhor solução para um problema ou a condição mais favorável de uma parâmetro, que pode aparecer de diferentes formas: Em alguns projetos procuramos pelo máximo (por exemplo: máxima colheita por área cultivada. Ou pelo mínimo (por exemplo: menor custo para produção de um determinado componente). Assim, o processo de otimização da Engenharia deve ser entendido como um processo para maximizar ou minimizar variáveis.

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Otimização é um processo que busca a melhor solução!

Aumentar o desejável.

Reduzir o indesejável.

O processo de otimização não apresenta soluções técnicas para todos os problemas. Muitas das soluções encontradas são intuitivas, considerando a solução totalmente subjetiva. Esta forma de otimização é praticada todos os dias, todas as horas, por todas as pessoas...

Melhorar a disposição de livros em uma prateleira.

Regular a temperatura da água no banho.

Traçar um melhor caminho para chegar em um ponto qualquer na cidade.

Afinar um violão.

Sintonizar uma rádio.

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Se por um lado a otimização pode parecer extremamente simples, num outro extremo está outra categoria de otimização – utilizada sobremaneira pelos Engenheiros – que é identificada pelo emprego sistemático de técnicas específicas. Como por exemplo:

Materiais em estruturas: Escolha dos materiais adequados para cada tipo de aplicação, relativamente à cargas, temperaturas, agressividade do meio ambiente, confiabilidade, etc.

Conservação de energia: Determinar a potência necessária para refrigerar um ambiente qualquer, considerando as variáveis envolvidas de isolamento térmico e fontes internas de calor.

Modelo Otimizante;

Modelo Entrada-Saída

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É um modelo que permite a determinação direta da condição ótima.

Por exemplo: ao conduzirmos um veículo prudentemente, o motorista está sempre corrigindo a trajetória do veículo em função das características da pista, ventos, tráfego, etc...

Outro exemplo de modelos otimizantes podem ser considerados abaixo e são chamados também de sistemas homeostáticos:

Panela de Pressão: cuja pressão interna é mantida dentro de uma faixa limite e é controlada por uma válvula.

Geladeira: um termostato regula a temperatura interna entre um limite mínimo e um limite máximo.

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As variáveis do sistema são substituídas por valores numéricos apropriados – entradas – e é determinado o valor de uma variável de saída, que é dependente das demais – saída. As simulações matemáticas são modelos deste tipo pois substituições e iterações são utilizadas para obter uma saída otimizada.

Exemplo de modelo de entrada-saída:

F = m . A

Equação da segunda lei de Newton.

A saída F vai variar conforme as entradas m / a.

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Diversas técnicas de otimização são aplicados em projetos e/ou nos seus resultados.

O Engenheiro além de conhecer e aplicar estas técnicas, tem de ter um sentido prático e considerar as particularidades de cada caso, com base na sua formação teórica.

Não há um método único e direto para encontrarmos a melhor solução para todos os problemas. O método a ser usado depende da natureza das funções a otimizar, que podem ser, dentre outras: custo, peso, confiabilidade, produtividade, consumo e rendimento.

A experiência e a criatividade do engenheiro em muito ajudam na tarefa da escolha do método de otimização a empregar em cada caso. Em diversas situações, dois ou mais deles serão usados simultaneamente.

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Evolução: Aperfeiçoamento de algo existente;

Intuição: Sentimento, o estado da arte, processo criativo;

Tentativa: Processo iterativo, tentativa e erro;

Gráfico: Análise de esquemas, layouts;

Analítico: Baseado em modelo matemático.

A otimização por evolução muitas vezes está relacionada com a evolução tecnológica. Ela acontece quando um sistema já existente é aperfeiçoado através de alterações e melhorias na sua concepção, processo de fabricação ou mesmo no aspecto estético. Com isso, ao longo do tempo, tem-se um sistema mais eficiente e moderno.

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Um exemplo é a disposição das letras no teclado da

máquina de datilografia.