Metrologia Tridimensional e GD&T

1. Estatística Aplicada a Metrologia
Apresentação dos dados: Experimentos aleatórios, Dados não agrupados, Dados agrupados em rol; Dados agrupados por valor, Histograma. Medidas de tendência central e medidas de dispersão, média da população e média da amostra, Amplitude, Variância da população e variância da amostra, Desvio padrão da população e desvio padrão da amostra, Coeficiente de variação. Distribuições de probabilidades, Distribuição discreta e contínua, média, variância e desvio padrão de uma distribuição de probabilidade, Distribuição uniforme ou retangular, Distribuição triangular, Distribuição em forma de U, Distribuição normal, Distribuição normal padronizada, Distribuição t-Student, Fator de abrangência. Teorema central do limite, Combinação de distribuições, Teorema central do limite. Exemplos de aplicações de distribuições de probabilidade, Critério de Chauvenet: rejeição de uma leitura, Incerteza da resolução de leitura: estudo de duas situações distintas, Incerteza da histerese, Incerteza expandida declarada em um certificado de calibração.

2. Validação de Métodos
Teste dispersos: Cochran (F Snedecor), Grubbs (Z- normal), Dixon (Z – normal), Z-score (Z – normal). Teste para médias – 2 conjuntos de dados, Teste t para 1 média e valor de referência (t-student), Teste t para 2 médias considerando variâncias iguais (t-student), Teste t para 2 médias considerando variâncias desconhecidas (t-student), Teste t pareado (t-student). Teste para variâncias, Teste F para 1 variância e variância de referência (F Snedecor), Teste F para 2 variâncias (F Snedecor). Teste para médias – acima de 2 conjuntos de dados, Anova 1 fator sem repetição (F Snedecor), Anova 2 fatores sem repetição (F Snedecor), Teste de Tukey (Z – normal). Regressão Linear, Regressão linear simples, gráfico de resíduos e probabilidade normal, Correlação (r), Coeficiente de determinação (R²). Repetibilidade e Reprodutibilidade, Condições de repetibilidade (Desvio-padrão), Condições de reprodutibilidade (Desvio-padrão), Programa de proficiência interlabolatorial (Box-plot).

Funções elementares de uma variável: funções do 1º grau, do 2º grau e polinomiais; exponencial e logaritmo; funções trigonométricas; gráficos e composições de funções. Limites e continuidade: limites; limites infinitos e no infinito; limites fundamentais; continuidade. Cálculo diferencial de funções de uma variável: a derivada no ponto; interpretação geométrica e cinemática da derivada; função derivada; derivada das funções principais; regras de derivação; regra da cadeia; aproximação linear e propagação de erros em fórmulas com uma variável. Cálculo diferencial de funções de várias variáveis: funções de mais de uma variável; domínio, imagem e gráficos; derivadas parciais; regra da cadeia; aproximação linear e propagação de erros em fórmulas com várias variáveis. Cálculo integral de funções de uma variável: integral definida; propriedades; Teorema Fundamental do Cálculo; antiderivação e integral indefinida; integrais das principais funções; cálculo de áreas.

O Que é Medir; Objetivos da Medição; O Que Metrologia; Confiabilidade Metrológica; Áreas de Atuação da Metrologia; Estrutura Metrológica Mundial; Estrutura Metrológica Brasileira. Sistema Internacional de Unidades; Unidade x Grandeza; Dimensões das Grandezas; Análise Dimensional; Algarismos Significativos; Técnicas de Arredondamento. Rastreabilidade; Calibração e Ensaio. Vocabulário Internacional de Metrologia -Termos e Expressões: Medição Direta; Medição Indireta; Fatores que Influenciam no Processo de Medição; Tipos de Erro de Medição; Exatidão; Precisão; Repetibilidade e Reprodutibilidade; Tendência Instrumental; Deriva Instrumental; Erro Máximo Admissível; Correção, Ajuste; Incerteza de Medição.

Conceito de Incerteza; Tipos de Incerteza; Fontes de Incerteza de Medição; Distribuição de Probabilidades Aplicadas as Fontes de Incerteza; Estimativa da Incerteza Padrão; Incerteza Padrão Combinada; Grau de Liberdade Efetivo; Fator de Abrangência; Incerteza Expandida; Apresentação do Resultado da Medição; Algarismos Significativos; Método da Incerteza Relativa; Método da Derivada Parcial; Coeficientes de Sensibilidade; Propagação da Incerteza de medição. Conceito de Calibração; Calibração x Verificação; Padrão de Medição; Tipos de Padrão; Rastreabilidade de Padrões; Seleção do Padrão; Procedimentos de Calibração.

Formatação de dados e Inserção de Símbolos (Caracteres Especiais); Funções Estatísticas, matemáticas, lógicas, texto, data e hora; Tipos de Variáveis e Gráficos; Classificação de Dados e Auto filtro; Teste de Hipóteses; Formatação Condicional; Microsoft Equation; Procura e referência; Montagem de um certificado de calibração.

Para que serve uma norma de Sistemas de Gestão. O que é um sistema de gestão. Histórico das normas de Sistema de Gestão: ISO 9000 (Fundamentos e Vocabulário). ISO 9001 (Sistemas de gestão da qualidade), ISO/IEC 17025 (Requisitos para acreditação de Laboratórios), ISO 10012 (Sistemas de gestão da medição). Como estruturar e implantar um sistema de gestão – tópicos essenciais. Quais os papéis e responsabilidades das pessoas frente a um sistema de gestão.

Sistema inglês de unidades de medida. Régua graduada, metro e trena. Blocos-padrão. Paquímetro: tipos, usos e calibração. Micrômetro: tipos, usos e calibração. Relógio comparador: calibração.

Fundamentos de metrologia 3D: revisão dos conceitos essenciais de metrologia tridimensional, dos princípios de funcionamento das MMCs, medições 3D por contato e sem contato; Planejamento da medição tridimensional: definição de objetivos e especificações de medição em projetos (ou estudos de caso); Estratégias para seleção de sistemas de medição; Planejamento de recursos: tempo, equipamentos e padrões de medição; Documentação de processos e requisitos de conformidade com normas (ABNT, ISO, ASME); Medição industrial/laboratorial: identificação de fontes de erro durante o processo de medição; Apresentação de exemplos, cases e aplicações práticas industriais/laboratoriais; Estudos de caso e projetos práticos: desenvolvimento de um projeto aplicado desde a definição do problema até a implementação da solução, estimulando a aplicação/exemplificação da metrologia 3D em diferentes setores industriais (automotivo, aeroespacial, O&G, biomédico); Análise crítica e otimização de processos de medição em projetos reais; Apresentação e discussão de resultados do projeto; Seminários e apresentações em possíveis temas como: tecnologias emergentes em metrologia 3D, tecnologias habilitadoras da Metrologia 4.0, integração de sensores e uso de IA para otimização da medição, modelagem e simulação em ambientes/máquinas virtuais (VCMM), automação/digitalização no controle da qualidade por medição tridimensional, desafios/oportunidades para metrologia 3D na Era Digital; Avaliação final do projeto: apresentação do projeto aplicado pelos alunos, análise crítica das soluções propostas, discussão sobre as lições aprendidas e viabilidade de aplicação futura em (seus) ambientes profissionais.

Capacitar os alunos a aplicarem os princípios da geometria analítica na medição tridimensional, desenvolvendo habilidades essenciais para a análise e interpretação de dados geométricos em aplicações industriais e de engenharia. Introdução à Geometria Analítica: Histórico e desenvolvimento da geometria analítica. importância na engenharia e ciências exatas. Fundamentos de Geometria Analítica: Sistemas de coordenadas (cartesiano, polar e cilíndrico). Equações de linhas e planos. Distância entre pontos e entre pontos e linhas. Vetores e Operações Vetoriais: Conceitos de vetores em 2D e 3D. Adição, subtração e multiplicação de vetores. Produto escalar e vetorial. Curvas e Superfícies: Equações de curvas (círculos, elipses, hipérboles, parábolas). Representação de superfícies (esferas, cilindros, cones). Transformações Geométricas: Translações, rotações e reflexões. Matrizes de transformação e suas aplicações. Geometria Analítica no Espaço: Equações de retas e planos no espaço tridimensional. Interseção de planos e retas. Distâncias e ângulos entre elementos geométricos no espaço. Aplicações da Geometria Analítica: Resolução de problemas práticos na engenharia. Modelagem geométrica em CAD (Computer-Aided Design). Análise de sistemas físicos e mecânicos. Projetos e Aplicações Práticas: Desenvolvimento de projetos aplicados utilizando geometria analítica. Estudos de caso e exemplos práticos. Implementação de técnicas analíticas em ambientes industriais e de pesquisa.

Conceitos relacionados aos Laboratórios de Calibração e Ensaio; Orientações para a Acreditação de Laboratórios; Custos Relacionados ao Processo de Acreditação; Requisitos do Organismo Acreditador; Requisitos de Imparcialidade e Confidencialidade; Definição do Conjunto de Atividades do Laboratório; Gerenciamento das competências da Equipe; Gerenciamento dos Equipamentos do Laboratório; Produtos e Serviços Providos Externamente; Garantia da Validade dos Resultados; Processo de Reclamação de Clientes; Manutenção do Sistema de Gestão da Qualidade; Riscos e Oportunidades relacionados às atividades de Laboratório; Requisitos Regulamentares Aplicáveis; Auditoria Interna e Análise Crítica pela Gerência; Acordos de Reconhecimento Mútuo no Campo do Acreditação de Laboratórios.

Introdução à metrologia por coordenadas: conceitos básicos de metrologia tridimensional, histórico e evolução das máquinas de medição por coordenadas (MMCs), aplicações da metrologia por coordenadas na indústria e pesquisa, tipos de sistemas/tecnologias de medição: tácteis e sem contato; Incerteza de medição e requisitos de produção: contextualização da incerteza de medição, tolerância de fabricação e suas importâncias; métodos de avaliação da incerteza e seus desafios na medição tridimensional; Requisitos de sistemas de medição no processo produtivo; Métodos clássicos de avaliação do desempenho de sistemas de medição 3D: tipos e usos de objetos calibrados; Apresentação de padrões de comprimento; Fontes de erro em medição tridimensional; Apresentação de tipos de sistemas/tecnologias de medição tridimensional e aplicações industriais; Calibração de sistemas de contato e ópticos; Monitoramento de sistemas de medição; Tendências futuras na metrologia por coordenadas: possibilidades no contexto da Indústria 4.0; Tomografia computadorizada de raios-X (industrial CT, CT metrology) para aplicações industriais; Impacto das inovações tecnológicas em sistemas de medição; Direções futuras, desafios e oportunidades para a pesquisa em exatidão de sistemas de medição tridimensional.

Importância e Aplicação da Avaliação da Conformidade, Vantagens e Desvantagens, Mecanismos de Avaliação, Tipos de Certificação, Certificação Compulsória, Certificação Voluntária, Certificação e suas aplicações, Certificação de Produtos, Certificação de Sistemas de Gestão, Certificação de Pessoas. Histórico da Certificação, Acreditação, Organismo Nacional de Acreditação, Características do Processo de Acreditação, Certificação x Acreditação, Organismos de Certificação Acreditados, Organismos de Acreditação. Normalização e Regulamentação Técnica. Barreiras Técnicas, Acordo sobre Barreias Técnicas, Acordos de Reconhecimento Mútuo, Barreiras estabelecidas pelo mercado, Especificações exigidas pelo cliente, Avaliação da Conformidade e o Comércio Internacional.

Capacitar os alunos a aplicar as técnicas de Dimensionamento e Toleranciamento Geométrico (GD&T) para garantir a precisão e a qualidade dos produtos na indústria, conforme as normas internacionais. Introdução ao GD&T: Histórico e importância do GD&T na engenharia.
– Conceitos básicos e terminologia. Fundamentos do GD&T: Sistema de referência geométrico. Símbolos e abreviações usados no GD&T. Regras básicas do GD&T. Dimensionamento e Toleranciamento Geométrico: Tipos de tolerâncias geométricas: forma, orientação, localização e batimento. Métodos de dimensionamento funcional. Análise de tolerâncias e impacto no processo de fabricação. Aplicação Prática do GD&T: Interpretação de desenhos técnicos com GD&T. Estudos de caso e exercícios práticos. Ferramentas de software para GD&T. Metrologia Aplicada ao GD&T: Técnicas de medição e instrumentos utilizados.
– Calibração e verificação de peças. Controle de qualidade e conformidade. Normas e Padrões Internacionais: ASME Y14.5. ISO 1101. Diferenças e semelhanças entre normas. Projeto de Produto com GD&T: Integração do GD&T no ciclo de vida do produto. Estudos de viabilidade e otimização de projetos. Comunicação eficaz entre departamentos de engenharia e produção.

Capacitar os alunos a aplicar técnicas de Análise de Sistemas de Medição (MSA) e Controle Estatístico de Processo (CEP) para melhorar a qualidade e a eficiência dos processos industriais.
Introdução à MSA e CEP: Histórico e fundamentos da MSA e do CEP. Importância na gestão da qualidade. Impacto dos Erros de Medição: Impacto dos erros de medição em controle de processos e análise de conformidade de produtos. Análise das principais fontes de erro em metrologia dimensional. Caracterização e quantificação dos tipos de erros de medição. Importância da análise estruturada dos processos de medição. Fundamentos de Estatística Aplicada: Fundamentos de estatística aplicada em análises de variabilidade de processos. Análise do controle estatístico dos processos de medição. Avaliação de capabilidade de processos de medição. Estudos de MSA: O Guia MSA 4ª edição para análise de processos de medição. Planejamento e condução de estudos de MSA. Avaliação de estabilidade, tendência e linearidade. Avaliação de repetibilidade e reprodutibilidade (R&R). Interpretação dos gráficos gerados em estudos de MSA. Análise e tratamento de não conformidades reveladas por estudos de MSA. Exemplos de estudos reais de MSA.

Requisitos sobre controle de instrumentos de medição. Rastreabilidade. Tolerância de um processo. Critérios de aceitação de um instrumento de medição. Análise crítica de certificados de calibração. Verificação intermediária. Periodicidade de calibração. Fluxograma de uma análise crítica de certificado.

Conceitos e Fundamentos relacionados aos processos de Auditoria; Termos e definições; Estruturação de um Programa de Auditoria; Execução do Programa de Auditoria e técnicas para realizá-lo; Como redigir não conformidades; Perfil e Postura do Auditor; Técnicas de contra auditoria; Auditorias Remotas.

Pesquisa científica: o que é pesquisa, tipos e etapas de pesquisa. Fases da Elaboração e Elementos constitutivos do Trabalho de Conclusão do Curso: seleção e delimitação do tema, elaboração da hipótese, formulação do problema da pesquisa, justificativa, objetivos, revisão da literatura, metodologia, recursos, cronograma de execução, bibliografia e anexos. Redação do Trabalho de Conclusão do Curso: elementos pré-textuais, textuais e pós-textuais. Normas de citação e referência bibliográfica (normas técnicas da ABNT). Orientação de monografias nas áreas da metrologia química, eletromecânica e saúde.