O SISFCO (AL) foi inteiramente implementado no ambiente de desenvolvimento integrado (IDE – Integration Development Environment) NetBeans IDE (http:/www.
netbeans.org) totalmente projetado em código aberto (open source) e livre (free). O SISFCO
(AL) também foi implementado inteiramente com a linguagem de programação JavaTM
(http://java.sun.com/), também um projeto em código aberto e livre. Além disso, o SISFCO (AL) foi projetado, desenvolvido e implementado de acordo com o paradigma da programação orientada a objeto (POO). Adicionalmente, o sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD) do SISFCO (AL), também, é totalmente orientado a objeto – SGBDOO. Nesse sentido, o SGBDOO analisado, testado e aprovado para o projeto do SISFCO (AL) foi o DB4Object que é um banco de dados orientado a objeto de código aberto (http://www.db4o.com/) nativo para as linguagens de programação ‘Java’ e ‘.Net’. A
implementação do SISFCO (AL) em JavaTM
tornou o código-fonte do sistema portável para outros sistemas operacionais como, e.g., Linux, Mac, Solaris, Windows. Desta forma, o SISFCO (AL) tornou-se multiplataforma.
O SISFCO (AL) foi projetado, desenvolvido e implementado para cumprir a principal meta desta tese, que é inventariar o conhecimento funcional incluído nas sentenças funcionais utilizadas pelos projetistas durante a modelagem funcional de peça. Todavia, para que essa meta fosse cumprida, foi necessário esforço de pesquisa adicional para organizar, analisar, sistematizar e propor um modelo de função baseado na abordagem lingüística capaz de formalizar o conhecimento funcional explícito/implícito em qualquer sentença funcional
durante a modelagem funcional de peça – conforme mostrado na Figura 6-1. Subseqüentemente, implementou-se um sistema orientado pelo modelo de função baseado na abordagem lingüística para suportar a formalização de conhecimento funcional durante a modelagem funcional de peça na atividade de análise da etapa do projeto conceitual.
Figura 6-1 – Esquema sistemático em UML do fluxo da informação no SISFCO (AL)2
A Figura 6-1 ilustra um esquema sistemático em UML (Unified Modeling Language – linguagem de modelagem unificada) do fluxo da informação no SISFCO (AL), onde o: (i) módulo do editor de sentenças funcionais de peça suporta a recuperação, edição, adição e exclusão de conhecimento funcional incluído na árvore de sentenças funcionais de peça – ilustrado no lado esquerdo da Figura 6-1; (ii) módulo do SPLN baseado em uma metodologia lingüística para tratar as sentenças funcionais descritas em linguagem natural da língua portuguesa do Brasil – ilustrado no lado direito da Figura 6-1; (iii) módulo do sistema de
Frame que, também, é baseado em uma metodologia lingüística para tratar as estruturas
gramaticais das sentenças funcionais descritas em linguagem natural da língua portuguesa do Brasil – ilustrado no lado direito da Figura 6-1.
O módulo do editor de sentenças funcionais de peça implementa e referencia a abordagem funcional no SISFCO (AL). Assim, esse módulo pode emular o processo de decomposição funcional de Pahl e Beitz (1996) possibilitando a transformação da: (i) função global da peça em subfunções de funções parciais; (ii) funções parciais da peça em subfunções de funções elementares. Enfatiza-se que o diferencial o SISFCO (AL) é a necessidade do esclarecimento da intenção de projeto (ver Glossário) dos projetistas através da determinação do propósito
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funcional da sentença funcional. A priori, o SISFCO (AL) disponibiliza seis propósitos gerais para as sentenças funcionais – cf. na Figura 6-2. Desses, os quatro primeiros propósitos funcionais foram propostos por Keuneke (1991) – ver secção 2.4.6.3 do Capítulo 2:
(1) ToMake: realizar um estado parcial específico; (2) ToMaintain: realizar e sustentar um estado desejado;
(3) ToPrevent: manter um sistema fora de um estado indesejado e
(4) ToControl: controlar mudanças de estados através de um inter-relacionamento funcional conhecido.
O quinto propósito funcional foi proposto por Sasajima et al. (1995): (5) ToEnable: habilitar um estado desejado
Finalmente, o sexto propósito funcional foi proposto por Santos e Dias (2007d):
(6) ToStructure: unir duas ou mais estruturas geométricas diferentes em uma única estrutura desejada. Esse propósito funcional pode auxiliar a inventariar o conhecimento funcional de um grande número de tipos de operações de manufatura específicos utilizados na combinação de duas ou mais geometrias críticas, ou as mais importantes, de uma peça. Como exemplo, pode-se citar a modelagem da peça denominada de “biela de um compressor alternativo” cuja função global é “Transformar movimento circular em movimento alternativo”. Na biela, as duas geometrias críticas são os anéis de acoplamento – anel maior e anel menor. Assim, a questão é “Que tipo de estrutura geométrica foi imaginada para interligar os anéis de acoplamento?” e “Que tipo de operação de manufatura foi pensada para unir os anéis de acoplamento com a estrutura geométrica de interligação?”.
Figura 6-2 – Interface para se descrever a sentença funcional em linguagem natural, mas só depois de se escolher um dos possíveis própositos funcionais disponibilizados no SISFCO (AL)3
A Figura 6-3 ilustra como o editor textual de função em linguagem natural estrutura as camadas funcionais da peça em: (i) camada funcional da função global de peça; (ii) camada funcional das funções parciais de peça; (iii) camada funcional das funções elementares de peça. Com o editor textual de função o projetista pode organizar e formalizar em um esquema
representacional as funcionalidades e os seus respectivos propósitos funcionais da árvore de funções da peça a ser modelada funcionalmente em sistema CAD. Também, o editor textual de função apóia o projetista não só na descrição textual da sentença funcional da estrutura física da peça, e seleção da intenção de projeto para cada um dos detalhes geométricos da estrutura física da peça, como também auxilia o projetista na pesquisa, (re)uso efetivo, (re)modificação e exclusão de funcionalidade, imagem de peça e imagem da árvore de
features da peça (cf. na Figura 6-3). No momento, o propósito funcional pode apenas ser
trocado por outro disponibilizado no próprio Editor Textual de Função em linguagem natural do SISFCO (AL) (cf. na figura 6-2).
Figura 6-3 – Interface do SISFCO (AL) exemplificando uma estrutura de sentenças funcionais de uma peça cujo ModeloPeça é um pino cilíndrico.
O módulo do SPLN é baseado na abordagem lingüística e comportamental. A primeira abordagem proporciona a utilização de dois métodos: (i) método da análise sintática, ou gramatical; (ii) método da análise comportamental. O SPLN é constituído dos seguintes módulos:
(1) Módulo de análise sintática; (2) Módulo de análise semântica; (3) Módulo de análise do discurso; (4) Módulo de análise pragmática.
Uma estrutura geral do SPLN implementado no SISFCO (AL) pode ser analisada na Figura 6-4.
Figura 6-4: Estrutura geral do SPLN implementado no SISFCO (AL)3
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No SPLN, a:
(1) Análise sintática dos constituintes da sentença funcional é realizada pelo sistema CoGrOO – disponível em http://cogroo.sourceforge.net/index.html e pelo pós-processador de estruturas sintáticas funcionais do SISFCO (AL). Assim, enquanto o sistema CoGrOO realiza a análise sintática, o pós-processador de estruturas sintáticas funcionais do SISFCO (AL) verifica a existência do conjuntos de substantivos na sentença funcional e discrimina os substantivos concretos dos abstratos. As estruturas sintáticas funcionais são os tipificados de acordo com a Tabela 5-1 da secção 5.5.2 do capítulo 5;
(2) Análise semântica dos constituintes da sentença funcional é baseada nos atributos gerais (básicos ou do ciclo de vida do produto/peça – ver Tabela 5-2 da secção 5.6 do Capítulo 5) ou atributos específicos (materiais, energéticos ou controle – ver Tabela 5-2 da secção 5.6, do Capítulo 5) de Fonseca (2000). Porém, a análise semântica dos substantivos no SISFCO (AL) é baseada na estruturação semântica dos substantivos propostos nesta tese na Figura 5-7 da secção 5.5, do Capítulo 5;
(3) Análise do discurso de qualquer estrutura gramatical de sentença funcional é complementar a análise semântica dos seus constituintes. Assim, depois da análise semântica e do discurso, o SISFCO (AL) fornece uma estrutura de representação conhecimento para que o projetista formalize o seu conhecimento idiossincrático incluído nos constituintes, estrutura gramatical, da sentença funcional. Para apoiar tal formalização, cada uma destas estruturas fornecidas pelo SISFCO (AL) é composta por pelo menos quatro entidades orientadoras básicas. Estas entidades são baseadas nos atributos gerais ou específicos de Fonseca (2000) para auxiliar o projetista na organização e formalização adequada do conhecimento funcional incluído na sentença funcional. Ao final, o conjunto de ubIFs, conhecimento funcional, pode ser organizado pelo SISFCO (AL) nos seguintes tipos de estrutura de representação de conhecimento:
(a) Árvore de funções e propósitos funcionais da peça;
(b) Árvore de funções, propósitos funcionais e verbos, com suas descrições textuais, dadas pelo projetista, da ação do verbo na sentença funcional da peça;
(c) Árvore de funções, propósitos funcionais, processos causais e geometrias pensadas para a estrutura física da peça;
(d) Árvore de funções, propósitos funcionais, processos causais e features pensadas pelo projetista para a estrutura física da peça;
(e) Árvore de Frames da peça;
durante a modelagem das sentenças funcionais da estrutura física da peça. O SISFCO (AL) auxilia o projetista com a adição da imagem da peça e imagem da árvore de features da peça e (5) Repositório de funcionalidades, semânticas de atributos gerais e específicos e
imagens de peças e árvores de features de peças é organizado pelo SGBDOO do SISFCO
(AL) para possibilitar o (re)uso efetivo das ubIFs, em tempo de execução, que compõem o conhecimento funcional incluído nas sentenças funcionais das árvores de funções de todas as peças já formalizadas pelos projetistas.