Métodos para geração e priorização de requisitos e seleção de conceitos de projeto baseada em consenso estatístico: uma aplicação em robótica

Abstract

O projeto de sistemas robóticos é um desafio, não só devido a sua característica multidisciplinar, mas também por ser desejável ter experiência tanto na área técnica quanto na área de projeto. No meio acadêmico, o projeto de sistemas robóticos geralmente desenvolve projetos com alto nível de inovação, mas com recursos limitados. Esses projetos também enfrentam outros desafios como rotatividade de membros e a presença de membros com pouca experiência técnica ou em projeto. Além disso, em alguns casos há dificuldade de estabelecer consenso entre os membros da equipe, devido ao tamanho desta e sua composição multidisciplinar. Metodologias de projeto podem ser aplicadas para mitigar os desafios apresentados nestes projetos. Entretanto, algumas atividades e processos requerem que a equipe, como um todo, tenha um conhecimento ou experiência específicos para que sua realização seja ágil e precisa. Em parceria com a Celesc, a UFSC está desenvolvendo um sistema robótico para inspeção de linhas de distribuição elétrica. Neste projeto foram identificadas dificuldades para determinar os requisitos de projeto, assim como para avaliar os requisitos de projeto e concepções de robôs. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de métodos para projeto informacional e conceitual de sistemas robóticos. Em relação a métodos existentes, os métodos propostos visam reduzir o tempo e a necessidade de experiência para avaliar as concepções, determinar e avaliar os requisitos de projeto. O método proposto para determinar os requisitos de projetos consiste na análise dos requisitos de usuário seguida pela síntese dos requisitos de projeto, sendo executada através de dinâmicas em grupo planejadas. Para avaliar as concepções e os requisitos de projeto, é proposto o uso da análise estatística dos votos individuais, adquiridos respectivamente com auxílio do método de Pugh e matriz casa qualidade, para identificação de consenso na equipe. Ao longo deste trabalho são apresentadas metodologias e ferramentas de projeto, os métodos desenvolvidos e um estudo de caso para cada método, com os quais foi possível constatar a efetividade de cada método.

Abstract: The project of robotic systems is a challenge, not only due to its multidisciplinary characteristic, but also because it is desirable to have experience in both technical and project area. In academia, the project of robotic systems generally develops projects with a high level of innovation, but with limited resources. These projects also face other challenges such as member turnover and the presence of members with little technical or project experience. Additionally, in some cases it is difficult to establish consensus among team members, due to team size and its multidisciplinary composition. Project methodologies can be applied to mitigate the challenges presented in these projects. However, some activities and processes require the team, as a whole, to have a specific knowledge or experience so that its development is agile and accurate. In partnership with Celesc, UFSC is developing a robotic system for inspection of electrical distribution lines. In this project, difficulties were identified in determining the project requirements, as well as in evaluating the project requirements and robots concepts. The objective of this work is to develop methods for informational and conceptual project of robotic systems. Compared to existing methods, the proposed methods aim to reduce the time and the required experience to evaluate the concepts, determine and evaluate the project requirements. The proposed method for project requirement determination consists in the analysis of the user requirements followed by the synthesis of the project requirements, being executed by planned group dynamics. To evaluate the conceptions and project requirements, it is proposed to use a statistical analysis of the individual evaluations to identify consensus of the team. These evaluations are acquired respectively with the aid of the Pugh's method and the house quality matrix. Throughout this work are presented methodologies and design tools, the methods developed and a case study for each proposed method, with which was possible to verify the effectiveness of each method.