V WBGPPCE 2005 Workshop Brasileiro de Gestão do Processo de Projeto na Construção de Edifícios
A UTILIZAÇÃO DE MODELOS MATRICIAIS PARA O GERENCIAMENTO DO FLUXO DE INFORMAÇÕES DE PROJETOS
MANZIONE, Leonardo, Eng. Civil, Mestrando. Escola Politécnica da USP, depto. de Construção Civil, Avenida Prof. Almeida Prado, trav. 2, no 83 - CEP 05508-900 - São Paulo – SP,
[email protected] MELHADO, Silvio, Eng. Civil, Dr. Professor Associado, Escola Politécnica da USP, Depto. de Construção Civil, Avenida Prof. Almeida Prado, trav. 2, no 83 - CEP 05508-900 - São Paulo – SP,
[email protected]
RESUMO As ferramentas comumente utilizadas para a gestão de projetos são pouco adequadas para a natureza do processo de projeto pois não levam em conta fatores como a interdependência e a natureza cíclica das atividades que ocorrem durante o processo. O artigo apresenta a metodologia da DSM - Design Structure Matrix – uma ferramenta que possibilita representar de maneira mais fiel a realidade das atividades que ocorrem no desenvolvimento de um projeto. A técnica vem sendo aplicada no processo de projeto de uma empresa Incorporadora de São Paulo e tem mostrado junto com outros instrumentos de análise, importantes pontos de melhoria do processo. Este estudo de caso é apresentado resumidamente para exemplificação da técnica. O artigo mostra também que além da aplicação pura e simples de uma técnica, qualquer que seja ela, a concepção do modelo de atividades do projeto é uma atividade fundamental que antecede todo o trabalho e que exige o conhecimento profundo dos processos de cada uma das especialidades e de suas interfaces. Palavras-chave: DSM, gestão de projetos, projeto simultâneo, workflow. 1. INTRODUÇÃO As empresas incorporadoras e construtoras de edifícios, ao longo dos anos, vêm aperfeiçoando seus processos de projeto e estimulando a prática da coordenação de projetos. Apesar de todos estes esforços, o modelo do processo de projeto em uso corrente no mercado é fragmentado e seqüencial, com longos prazos de desenvolvimento e soluções pouco integradas. As principais ferramentas normalmente utilizadas para a gestão de projetos, quais sejam, as redes Pert e diagramas de Gantt, têm se mostrado pouco adequadas para representar a natureza do processo de projeto, pois acabam não mostrando a interdependência e a natureza cíclica de suas atividades.
Neste artigo, toma-se por base a técnica da DSM – Design Structure Matrix – que permite representar, através de matrizes, as precedências entre as atividades de projeto. O uso de técnicas de partição destas matrizes possibilita isolar blocos menores de atividades, permitindo identificar melhor as atividades que podem ser desenvolvidas em paralelo, com lotes menores para processamento de informações. Essa condição gera facilidades para a coordenação de projetos e possibilita um melhor intercâmbio entre os projetistas. 2. A DSM – DESIGN STRUCTURE MATRIX Donald Steward introduziu a Design Structure Matrix em 1981, como um instrumento baseado em matrizes que servem de ferramenta genérica para a análise de fluxos de informações e processos. Ela consiste em uma matriz quadrada e simétrica que mostra as relações entre cada um de seus elementos componentes. A relação entre os elementos de um sistema pode ser representada usualmente pela técnica dos grafos ou pela de matrizes. Na representação pela técnica dos grafos, os elementos são representados dentro de caixas e suas ligações, através de setas, indicam a influência de um elemento sobre o outro. Na forma matricial, representam-se nas linhas das matriz os elementos do sistema e repete-se esta ordem nas colunas, de forma que se obtém uma matriz simétrica e quadrada. Se existe relação entre a atividade “i” e a atividade “j”, indica-se esta relação com o número “1” na célula “aij” correspondente. Caso não exista relação alguma, a célula fica com o valor zero; desta maneira, obtém-se um sistema binário de representação. As relações entre elementos de um sistema podem ser de três tipos distintos: seqüenciais, paralelas ou cíclicas. O Quadro 1, adaptado de Yassine (2003), ilustra estes três diferentes tipos de relações comparando sua forma de representação na técnica dos grafos e na técnica de matrizes. Existem diversas aplicações para as matrizes como a representação de relações entre os componentes de um produto, entre equipes trabalhando simultaneamente em um projeto, entre atividades e entre parâmetros. As representações em matrizes são práticas para a modelagem de sistemas pois podem representar a presença ou a ausência de relações entre pares de elementos de um sistema de forma visual, compacta e de compreensão imediata. Outra importante vantagem desta representação é a possibilidade de ler para uma atividade quais são as atividades que lhe fornecem informação e para quais atividades ela irá fornecer informação. Quadro 1 – Tipos de relações e suas representações por matrizes e grafos
Paralelo
Relacionamentos Seqüencial
Cíclico
Representação por grafos A
A A B
B B
Paralelo
Seqüencial
Cíclico
Representação por matrizes
A
A
B
A
A
B
B
A
B A
X
B
B X
X
3. ESTUDO DE CASO 3.1 Caracterização da Empresa Como parte da Dissertação de Mestrado do primeiro autor deste artigo, está em curso uma pesquisa em uma grande Empresa Incorporadora do Mercado Imobiliário de São Paulo e que conta atualmente com 20 projetos em desenvolvimento simultâneo. Para isso, a estrutura de projetos da empresa é constituída por um Diretor, um Gerente de Projetos, dois Coordenadores e uma equipe de Arquitetos, internos à empresa, que se encarregam da Coordenação dos diversos escritórios de projeto contratados para o desenvolvimento. 3.2 O processo de projeto da Empresa O processo de projeto desta empresa é dividido em duas etapas distintas: a etapa de Anteprojeto envolvendo a área comercial, responsável pelo desenvolvimento do produto, além do Arquiteto autor do projeto e outra, denominada Projeto Executivo, iniciada após a aprovação do projeto Legal junto à Prefeitura, em que são desenvolvidos os projetos executivos, o detalhamento e os projetos para produção. O Anteprojeto tem a participação dos projetistas complementares para permitir a concepção e o dimensionamento geral de todos os sub-sistemas visando aprovar na Prefeitura um projeto com um grau razoável de macro compatibilização. Esta fase porém, não é estruturada com um sistema de planejamento e o controle é feito de maneira geral e baseado nas diretrizes técnicas da empresa. Esta etapa é, normalmente, uma etapa conceitual, em que a procura de soluções e a interação costuma ser forte entre os profissionais envolvidos, que sofrem com o timing e demais condições de mercado que pressionam os prazos de desenvolvimento dos projetos. A etapa seguinte, do Projeto Executivo, é organizada da seguinte maneira: Projeto Pré-Executivo, em que são compatibilizados os projetos com base no Projeto de Prefeitura aprovado e nas diretrizes técnicas do empreendimento e Projeto Executivo em que é afinada a precisão e a compatibilidade dos projetos além do desenvolvimento do detalhamento. Nesta etapa também, o edifício é tratado em dois setores: o pavimento tipo e os pavimentos atípicos, seguindo esta seqüência temporal de desenvolvimento.Esta etapa é planejada e estruturada e é sobre ela que foram feitos os estudos. 3.3 Análise do modelo de Planejamento a partir da construção da DSM A DSM deve ser construída tendo como referência a rede de Planejamento padrão adotada pela empresa em todos os seus projetos. A montagem da matriz requer como dados de entrada as atividades que irão compor o projeto. O Quadro 2 relaciona exemplificadamente estas atividades e suas precedências, conforme o modelo adotado pela construtora. O próximo passo consiste na construção da DSM ( Figura 1). São anotadas nas linhas a sequência das atividades e esta mesma sequência será repetida nas colunas. As relações de precedência são marcadas com o número 1 na intersecção das linhas e colunas correspondentes.
Foi aplicado o algoritmo de partição O exemplo em questão foi feito através de uma Macro em Excell disponibilizada para uso acadêmico por Soo-Haeng Cho e Steven D. Eppinger, através do site do MIT. da matriz, resultando em 24 blocos de atividades distintos. Um bloco é constituído por um conjunto de atividades independentes entre si, que podem ser executadas simultaneamente e que tem dependência apenas de atividades de outros blocos. A partição das atividades na DSM, possibilitando que elas sejam organizadas em blocos, facilita o gerenciamento do projeto uma vez que permite visualmente sua identificação. Esta característica confere maior agilidade e precisão na gestão. Quadro 2 – Relação de atividades e precedências – exemplo de trecho PRECEDÊNCIAS
ATIVIDADE 1
Planta pavimento tipo/cortes varandas/variantes do tipo [PE-T-ARQ]
2
Verificação Construtora com aprovação Diretoria[PE-AT-TEC]
3
Concessionárias[EX-AT-CONCESS]
4
Verificação Construtora e marcação dos eixos [PE-T-TEC]
5
Forma do tipo/forma e corte da escada [PE-T-EST]
4
6
Arquitetura - emissão revisada - [PE-T-ARQ]
4
7
Verificação Construtora [PE-T-TEC]
5
8
Estrutura - emissão revisada - [PE-T-EST]
7
9
Dim. e modulação horizontal/espaletas/caixilhos/relatório inter. Instalações [PE-T-VED]
6; 8
10
Verificação Construtora [PE-T-TEC]
9
11
Forma do tipo - emissão revisada - [PE-T-EST]
9
12
Planta pavimento tipo - emissão revisada - [PE-T-ARQ]
10
13
Análise crítica e aprovação - emissão revisada [PE-T-TEC]
11; 12
1
A Figura 1 apresenta um trecho da DSM obtida em que podem ser vistas as atividades, suas relações de precedência e a identificação dos blocos obtidos. Task Name
Level
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Planta pavimento tipo/cortes varandas/variantes do tipo [PE-T-ARQ] Verificação Construtora com aprovação Diretoria[PE-AT-TEC] Concessionárias[EX-AT-CONCESS] Verificação Construtora e marcação dos eixos [PE-T-TEC]
1 1 1 2
1 2 3 4 1 5 6 7 8 9
Forma do tipo/forma e corte da escada [PE-T-EST] Arquitetura - emissão revisada - [PE-T-ARQ] Verificação Construtora [PE-T-TEC] Estrutura - emissão revisada - [PE-T-EST] Dim. e modulação horizontal/espaletas/caixilhos/relatório inter. Instalações [PE-T-VED]
3 3 4 5 6
Verificação Construtora [PE-T-TEC] Forma do tipo - emissão revisada - [PE-T-EST] Planta pavimento tipo - emissão revisada - [PE-T-ARQ] Análise crítica e aprovação - emissão revisada [PE-T-TEC]
7 7 8 9
10 11 12 13
Elétrica do pavimento tipo [EX-T-ELE] Hidráulica do pavimento tipo [EX-T-HID] Pressurização e ventilação do pavimento tipo [EX-T-PRE] Plantas e cortes de todos os pavimentos[PE-AT-ARQ]
10 10 10 10
14 15 16 17
Verificação Construtora - instalações [EX-T-TEC] Emissão final - eixos de peças, guarda-corpo, etc[EX-T-ARQ] Verificação Construtora[PE-AT-TEC] Formas (todos os pavimentos + variantes do tipo)[PE-AT-EST] Locação de pilares e cargas definitivos[PE-AT-EST] Plantas, cortes, elevações e detalhes[PE-AT-PAISA] Pontos elétricos e hidráulicos[PE-AT-PAISA] Pontos elétricos[PE-AT-DEC]
11 11 11 11 11 11 11 11
18 19 20 21 22 23 24 25
Elétrica do pavimento tipo e opções de plantas - emissão final - [EX-T-ELE] Hidráulica do pavimento tipo - emissão final - [EX-T-HID] Pressurização e ventilação do pavimento tipo - emissão final - [EX-T-PRE] Análise crítica e aprovação Construtora[EX-T-TEC] Verificação Construtora locação[PE-AT-TEC] Verificação Construtora[PE-AT-TEC] Pré-executivo[PE-AT-FUN] Verificação Construtora[PE-AT-TEC] Plantas, cortes, elevações e detalhes[PE-AT-DEC]
12 12 12 12 12 12 12 12 12
26 27 28 29 30 31 32 33 34
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Figura 1 – Aplicação da DSM no projeto em estudo – exemplo de trecho
Mesmo sem ter sido modificada a estrutura lógica do modelo, a simples aplicação da técnica DSM permite se obter um maior grau de organização do processo. Uma outra leitura imediata que a DSM possibilita é a da verificação das relações de precedência entre as atividades. Este ensaio inicial mostrou que no modelo estudado ocorrem somente atividades relacionadas em seqüência ou em paralelo, não sendo observadas atividades cíclicas ou interdependentes, que são grafadas sempre do lado superior da diagonal da matriz. A análise do resultado mostra que o modelo está muito simplificado pois não representa atividades interdependentes que são a característica mais marcante de um processo de projeto. A simplificação feita foi tratar o processo do projeto apenas sob o ponto de vista das entregas de desenhos que caracterizam o cumprimento das etapas contratuais de cada projetista. O processo que se desenvolve internamente ao projeto, com os ciclos de interações sucessivas, não fica representado e, portanto, com pouca condição de ser gerenciado adequadamente. 3.4 Análise do Cronograma padrão A rede-padrão foi analisada e dela foi filtrado o seu caminho crítico, conforme Figura 2. O caminho crítico é, por definição, o caminho mais longo do projeto; as atividades que o compõe o determinam o seu prazo global. O prazo global do projeto-padrão é de 150 dias. Sem se entrar no mérito da vinculação criada, o que levaria a repensar o modelo existente, analisando-se apenas as durações das atividades do caminho crítico e agrupando-se estas atividades por especialidades, temse a distribuição de prazos mostrada no Quadro 3. A tabela permite algumas constatações que podem servir como referências para melhorias do modelo e possibilidades para a redução do prazo total: •
A Estrutura é responsável neste modelo por 55% do prazo do projeto. A longa duração de suas atividades é motivada principalmente pelas atividades de armação que consomem 40 dos 83 dias e são executadas seqüencialmente.
•
Praticamente todas as atividade de verificação que consomem prazo do projeto (24 dias) são relativas a verificações de itens do Projeto Estrutural. ID
Task Name
0
DSM-Construtora-tratada
Duration
M1
M2
M3
M4
M5
M6
M7
M8
M9
M10 M11
M12 M13
M14
M15 M16
M17 M18
150 days
1
Planta pavimento tipo/cortes varandas/variantes do tipo [PE-T-ARQ]3 days
Planta pavimento tipo/cortes varandas/variantes do tipo [PE-T-ARQ]
4
Verificação Construtora e marcação dos eixos [PE-T-TEC]
2 days
Verificação Construtora e marcação dos eixos [PE-T-TEC]
5
Forma do tipo/forma e corte da escada [PE-T-EST]
7
Verificação Construtora [PE-T-TEC]
2 days days 2 2days
8
Estrutura - emissão revisada - [PE-T-EST]
Forma do tipo/forma e corte da escada [PE-T-EST] Verificação Construtora [PE-T-TEC]
9
2 days Estrutura - emissão revisada - [PE-T-EST] 2 days 3 days Dim. e modulação horizontal/espaletas/caixilhos/relatório inter. Instalações [PE-T-VED] Dim. e modulação horizontal/espaletas/caixilhos/relatório inter. Instalações 3 days [PE-T-VED]
10
Verificação Construtora [PE-T-TEC]
12
Planta pavimento tipo - emissão revisada - [PE-T-ARQ]
13
Análise crítica e aprovação - emissão revisada [PE-T-TEC]
17
Plantas e cortes de todos os pavimentos[PE-AT-ARQ]
20
Verificação Construtora[PE-AT-TEC]
21
Formas (todos os pavimentos + variantes do tipo)[PE-AT-EST]
35
Elétrica[PE-AT-ELE]
15 days 15 days 15 days 15 days
36
Hidráulica[PE-AT-HID]
15 days
42 48
5 days Emissão revisada compatibilizada-cortes da escada/detalhes construtivos p/ estrutura[PE-AT-ARQ] Emissão revisada compatibilizada-cortes da escada/detalhes construtivos 5 days p/ estrutura[PE-AT-ARQ] 6 days Formas dos subsolos[EX-AT-EST] Formas dos subsolos[EX-AT-EST] 6 days
60
Forma do térreo (inclui poste, guarita, periferia)[EX-AT-EST]
6 days
69
Forma do 1o. Pavimento[EX-AT-EST]
4 days
84
Forma do ático[EX-AT-EST]
4 days
95
Verificação Construtora[EX-AT-TEC]
105
Formas dos subsolos revisada[EX-AT-EST]
111
Armação dos subsolos[EX-AT-EST]
15 days
113
Armação do térreo[EX-AT-EST]
14 days
115
Armação do 1o. Pavimento[EX-AT-EST]
5 days
118
Armação do ático[EX-AT-EST]
5 days
1 day Verificação Construtora [PE-T-TEC] 1 day 2 days Planta pavimento tipo - emissão revisada - [PE-T-ARQ] 2 days 2 2 daysdays Análise crítica e aprovação - emissão revisada [PE-T-TEC] 15 days 15 days 15 days 15 days
17 days 5 days
Plantas e cortes de todos os pavimentos[PE-AT-ARQ]
15 days
Verificação Construtora[PE-AT-TEC] Formas (todos os pavimentos + variantes do tipo)[PE-AT-EST] Elétrica[PE-AT-ELE] Hidráulica[PE-AT-HID]
6 days
Forma do térreo (inclui poste, guarita, periferia)[EX-AT-EST]
4 days
Forma do 1o. Pavimento[EX-AT-EST]
4 days
Forma do ático[EX-AT-EST]
17 days
Verificação Construtora[EX-AT-TEC]
5 days
Formas dos subsolos revisada[EX-AT-EST]
15 days
Armação dos subsolos[EX-AT-EST]
14 days 5 days 5 days
Armação do térreo[EX-AT-EST] Armação do 1o. Pavimento[EX-AT-EST] Armação do ático[EX-AT-EST]
Figura 2 – Cronograma padrão filtrado para as atividades críticas
Quadro 3 – Durações das atividades críticas Especialidade
Duração total das atividades da especialidade, constantes do caminho crítico
Participação % dentro do prazo total do projeto.
Arquitetura
25 dias
17%
Estrutura
83 dias
55%
15 dias
10%
24 dias
16%
3 dias
2%
Instalações Construtora (verificações)
2
Vedações 2
As atividades de verificação que foram filtradas se referem ao Projeto Estrutural.
4. CONCLUSÕES O ensaio inicial deste estudo de caso mostrou a partir da análise do caminho crítico e da montagem da DSM inconsistências no modelo adotado pela empresa. O modelo adotado trabalha com a visão exclusiva do gerenciamento do contrato dos projetistas não levando em conta a interdependência e a interatividade características naturais da atividade de projeto. O foco da empresa é o controle das entregas de desenho e conseqüentemente as ferramentas de planejamento desenvolvidas acabam sendo eficientes apenas para este objetivo. A informação é o “combustível” do projeto (AUSTIN et al., 1993); portanto, devem ser buscados modelos que permitam representar o projeto sob o ponto de vista da informação e não apenas quanto à execução de atividades. A própria constatação do peso das atividades de Estrutura, tanto em projeto como em verificações, que são determinantes para o caminho crítico, é indício de desbalanceamento do modelo e alerta para a necessidade de estudá-lo com maior profundidade. Os métodos de gestão do processo de projeto deverão passar por uma evolução técnica, no sentido da melhoria e precisão de suas ferramentas, e também por uma mudança das práticas correntes de trabalho, que ainda privilegiam a organização seqüencial e fragmentada de atividades, lotes grandes de processamento e baixo grau de integração entre os participantes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AUSTIN, S.; BALDWIN, A; Application of the analytical design planning technique to construction management. Disponível em http://proquest.umi.com/pqdlinlk?index=4&did5506198&SrchMode=1&sid=3&fmt., acesso em 6/5/2005. AUSTIN, S.; BALDWIN, A; Modeling information flow during the conceptual and schematic stages of building design. Construction Management and Economics. v.17, p. 155-167, 1999 AUSTIN, S.; BALDWIN, A.; NEWTON, A.; “Manipulating the flow of design information to improve the programming of building design”. Construction Management and Economics. v.12, p. 435-455, 1993 BROWNING, T.; Use of dependency structure matrices for product development cycle time reduction. In: Fifth Conference on Concurrent Engineering. Japão, julho 1998. Proceedings. Disponível em http:// http://www.mit.edu/afs/athena/org/dsm/pdf/browning.pdf, Acesso em 18/5/2005 SOO-HAENG CHO E STEVEN D., Macros em Excel para a construção da DSM, disponíveis em: http://www.dsmweb.org/ , acesso em 20/5/2005. YASSINE, A An introduction to modeling and analyzing complex product development process using the Design Structure Matrix method. Disponível em http://www.dsmweb.org/, acesso em 18/5/2005.
